潛熱鍋爐鍋筒滿液對造氣的影響及處理

向　宏

(湖北新洋豐合成氨廠湖北荊門448150)

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潛熱鍋爐鍋筒滿液對造氣的影響及處理

向宏

(湖北新洋豐合成氨廠湖北荊門448150)

湖北新洋豐合成氨廠造氣車間共有14臺Φ2 650 mm 造氣爐，分為4個單元：1#和2#造氣爐為第1單元；剩余12臺造氣爐按4爐一單元為第2單元至第4單元，每2臺爐共用1臺蒸汽緩沖罐。制氣蒸汽由1臺45 t/h造氣灰渣發(fā)電鍋爐及1臺35 t/h造氣吹風(fēng)氣潛熱回收鍋爐(以下簡稱潛熱鍋爐)供給。2臺鍋爐供給的蒸汽在造氣蒸汽分汽缸匯聚混合后，一部分蒸汽經(jīng)拖動4#和5#造氣高壓風(fēng)機的4#和5#汽輪機做功減壓后進第1單元至第4單元蒸汽緩沖罐，其余部分由蒸汽自調(diào)閥減壓后進入二次蒸汽總管，經(jīng)再次減壓后進入蒸汽緩沖罐；造氣爐水夾套副產(chǎn)蒸汽經(jīng)顯熱回收器上部熱管與單元煤氣換熱后也進入蒸汽緩沖罐，罐內(nèi)蒸汽再經(jīng)造氣爐蒸汽閥門控制進入爐內(nèi)參與氣化反應(yīng)，各處蒸汽壓力及溫度見表1(造氣爐水夾套副產(chǎn)的約115 ℃蒸汽經(jīng)水夾套出口進入汽包，再進入單元顯熱回收器換熱，換熱后約220～230 ℃的蒸汽再進入蒸汽緩沖罐)。

表1　 各處蒸汽壓力及溫度

2015年2月5日C班21：45，潛熱鍋爐開車過程中，因操作工對其鍋筒液位誤判，導(dǎo)致鍋筒滿液，大量軟水隨蒸汽被帶至造氣蒸汽系統(tǒng)，使半水煤氣氣質(zhì)、氣量大幅下降，影響造氣時間長達5 h左右，后果極其嚴重。

1　潛熱鍋爐現(xiàn)象及操作

2015年2月5日B班9：05，潛熱鍋爐的燃燒爐(以下簡稱燃燒爐)點火成功，經(jīng)升溫合格后，逐臺加送造氣吹風(fēng)回收氣至燃燒爐，于20：00，將5臺造氣爐吹風(fēng)氣送至燃燒爐；21：00，將6臺造氣爐吹風(fēng)氣送燃燒爐；因1月27日至2月3日的大雪低溫天氣導(dǎo)致鍋筒進水自調(diào)閥不能正常工作，儀表工因故未及時修復(fù)，依靠操作工開旁路閥控制鍋筒液位。又因造氣送至燃燒爐的吹風(fēng)氣氣量過大，鍋筒液面波動劇烈，且鍋筒液面計處攝像頭故障導(dǎo)致操作室遠傳液面監(jiān)控畫面模糊，無法準確判斷鍋筒液面位置；經(jīng)操作工多次現(xiàn)場檢查，判斷鍋筒缺水，遂開大鍋筒進水自調(diào)閥旁路閥。21：55潛熱鍋爐蒸汽過熱器出口蒸汽溫度由正常值220 ℃陡降至115 ℃；至22：00，鍋筒出口蒸汽壓力由0.85 MPa上升至1.01 MPa，操作工仍然斷定鍋筒缺水，向調(diào)度反映后，鍋筒進水量由1臺脫氧泵加至2臺；因用水量驟增，脫氧槽液位快速下降，開啟脫氧槽軟水進口自調(diào)閥旁路閥；22：35，操作工判定鍋筒液位合格，停運1臺脫氧泵，關(guān)閉脫氧槽軟水進口自調(diào)閥旁路閥；24：00，2月6日0:00，A班操作工接班，發(fā)現(xiàn)潛熱鍋爐鍋筒軟水進口自調(diào)閥旁路閥關(guān)閉，鍋筒無液位，但汽水分離器導(dǎo)淋閥開啟時有水流出，即判定鍋筒缺水，于 0：30 停送造氣吹風(fēng)回收氣，燃燒爐進入保溫狀態(tài)；對鍋筒緩慢進水，至1：10鍋筒液位達液面計的1/2；2：00，再緩慢送回收的吹風(fēng)氣至燃燒爐，潛熱蒸汽過熱器出口蒸汽溫度驟升并穩(wěn)定至正常值(220 ℃)。2月6日B班，更換了鍋筒液面計監(jiān)控攝像頭，修復(fù)了鍋筒進水自調(diào)閥。

2　造氣系統(tǒng)現(xiàn)象及操作

(1) 壓力及溫度變化。2月5日21：55，造氣DCS中控顯示分汽缸蒸汽溫度由正常值245.0 ℃驟降至178.9 ℃，隨后逐漸降至168.5 ℃(24：00交班時)，造氣灰渣發(fā)電鍋爐輸送至造氣系統(tǒng)蒸汽的壓力和溫度均未變，分汽缸蒸汽壓力亦保持在0.65 MPa；減壓后二次蒸汽總管壓力由正常的0.21 MPa逐步下降，至2月6日A班1：48降至0.12 MPa(燃燒爐保溫狀態(tài)下基本不產(chǎn)蒸汽，僅靠造氣灰渣發(fā)電鍋爐供應(yīng)蒸汽)；E蒸汽緩沖罐(共分為A，B，C，D，E，F(xiàn)和G罐，7#和8#造氣爐共用的E蒸汽緩沖罐溫度變化最大，影響時間最長，此處選取E罐)蒸汽溫度由223.0 ℃(2月5日 21：57的正常溫度)驟降至106.8 ℃，2月6日 0：30，A班巡檢工發(fā)現(xiàn)E蒸汽緩沖罐水擊現(xiàn)象嚴重。

(2)氫氮比變化。2月5日22：42，造氣DCS中控顯示合成循環(huán)氣中氫體積分數(shù)為57%(工藝指標為55.0%～57.0%)，隨后至2月6日0：19降至50.0%；2：07降至49.1%，直至3：02才緩慢上漲至55.5%，期間采取上吹減氮、取消吹凈等措施仍無法穩(wěn)定氫氮比，合成循環(huán)氣中氫體積分數(shù)過低導(dǎo)致合成系統(tǒng)循環(huán)機超壓嚴重。

(3)爐溫變化。一單元5#造氣爐變化最為明顯。2月5日22：04，該爐上行煤氣溫度為343 ℃(正常值)，隨后逐漸下降，至2月6日0：15降至265 ℃，至1：30降至165 ℃；下行煤氣溫度2月 5日22：04為204 ℃，至2月6日0：15降至105 ℃；2月6日0：40， A班造氣主操發(fā)現(xiàn)該爐下行集塵器有水滲出。

(4)其他變化。2月6日A班接班后，半水煤氣中氧體積分數(shù)逐漸上升至0.8%(1：45)。自2月5日23：00合成循環(huán)氣中氫體積分數(shù)開始下降，新鮮氣氣質(zhì)、氣量均也隨之逐漸下降，威脅安全生產(chǎn)，2月6日0：30，壓縮系統(tǒng)減停運1臺M型壓縮機。

(5)操作。2月5日22：45，造氣分汽缸蒸汽溫度下降，低于汽輪機進氣溫度(>200 ℃)，汽輪機停止運轉(zhuǎn)；2月6日0：30，對造氣系統(tǒng)所有蒸汽緩沖罐及蒸汽分汽缸拆開導(dǎo)淋閥排水，E罐積水最多，排水耗時4 h；余罐排水約3 h后無水；1：30，5#造氣爐停爐檢查(停爐后半水煤氣中氧體積分數(shù)逐漸下降至0.3%)，發(fā)現(xiàn)鼓風(fēng)箱、吹風(fēng)短管、下行煤氣集塵器水滿，造氣爐爐內(nèi)煤棒板結(jié)不透氣，逐漸排凈各處積水，然后對該爐重新提溫；6：05，該爐重新投運，半水煤氣中氧含量未再上升；3：35，造氣分汽缸蒸汽溫度上升至201.5 ℃，汽輪機投運正常；6：30，壓縮系統(tǒng)重新投運1臺M型機，全廠生產(chǎn)恢復(fù)正常。

3　事故造成的損失

鍋筒滿水事故歷時長達近5 h，造成巨大的損失。事故過程中，近100 t脫氧水被帶至造氣蒸汽系統(tǒng)，吹風(fēng)氣潛熱回收系統(tǒng)因此少產(chǎn)蒸汽100 t；造氣工況惡化，半水煤氣氣質(zhì)、氣量均大幅下降，少產(chǎn)液氨約20 t；拖動造氣風(fēng)機運轉(zhuǎn)的2臺汽輪機停運約4 h，增加電費約700元；潛熱鍋爐鍋筒先滿水超壓、后缺水；造氣蒸汽系統(tǒng)部分管道、罐體發(fā)生水擊；汽輪機氣缸輕微帶水等都對設(shè)備組成不同程度損害，縮短了設(shè)備使用壽命；造氣吹風(fēng)氣被迫放空2 h，造成了環(huán)境污染；由于合成系統(tǒng)循環(huán)氣中氫含量偏低、氧含量偏高，給合成氨系統(tǒng)安全生產(chǎn)帶來隱患，導(dǎo)致后工段大幅度減量生產(chǎn)。

4　事故原因分析

潛熱鍋爐鍋筒于2月5日C班21：45滿液，操作工對鍋筒液位判斷錯誤，堅持認為鍋筒無水，又加開1臺脫氧泵運行約30 min，大量軟水進入造氣蒸汽系統(tǒng)，軟水隨蒸汽迅速經(jīng)潛熱蒸汽過熱器帶至造氣蒸汽分汽缸及各蒸汽緩沖罐、5#造氣爐吹風(fēng)短管及下行煤氣管，導(dǎo)致各處蒸汽溫度迅速下降，5#造氣爐爐溫下降并導(dǎo)致半水煤氣氧含量偏高；因蒸汽帶水嚴重，導(dǎo)致蒸汽過熱器水滿，鍋筒蒸汽無法排出導(dǎo)致超壓；C班操作工于 23：00 發(fā)現(xiàn)鍋筒滿水后，未及時將情況向車間匯報及2月6日A班接班人員說明，又私自將鍋筒進水自調(diào)閥旁路關(guān)嚴，導(dǎo)致交班時鍋筒缺水；A班人員在事故原因沒查清楚的情況下倉促接班，再次延誤了分析判斷和處理事故的時間，導(dǎo)致事故擴大；潛熱工段開車前曾要求儀表工修復(fù)潛熱鍋爐鍋筒自調(diào)閥和更換液面計處攝像頭而儀表工未及時處理，亦是事故發(fā)生的誘因之一。

5　預(yù)防措施

為杜絕再次發(fā)生類似事故，車間應(yīng)加強對操作工業(yè)務(wù)和安全技能的培訓(xùn)，制定相關(guān)事故處理的預(yù)案和并加強對應(yīng)急預(yù)案的演練，加強對交接班及各項工藝指標控制的考核力度，對造成事故的人員加強懲處力度；儀表車間要確保液面計監(jiān)控攝像頭及鍋筒進水自調(diào)閥完好，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理，不留隱患。

(收到修改稿2015- 12- 18)