水煤漿加壓氣化工藝技術優化改造

陳西峰

（陜西延長石油集團延安能源化工有限責任公司，陜西延安 727500）

延長石油延安能源化工有限責任公司是集團內第二家大型高端能源化工產品生產企業，公司以煤、油田伴生氣、煉油廠低品質輕油為原料，生產高品質聚乙烯、聚丙烯、丁醇、2-PH 和乙丙橡膠等多種化工產品。

公司擁有水煤漿加壓氣化裝置三套，2018年9月11日氣化裝置一次性開車成功，進入試生產期，在此期間存在一些問題，通過技術優化改造，解決了存在的問題。

1 磨煤制漿單元

1.1 低壓灰水代替生產水制漿

氣化裝置在運行階段，灰水較多，外排量約180m3/h。為降低灰水外排量，節約生產水消耗，增收節支，配低壓灰水管線至磨煤機進料口。

使用低壓灰水進行磨煤制漿，低壓灰水用量大約45m3/h，可節約生產水使用量大約45m3/h，優化改造后，生產水按照5.8元/m3計算，經估算，全年可節約成本185.6萬元。既節約了生產水消耗成本，又降低了低壓灰水外排量，也減輕了污水廠廢水處理負荷。

1.2 磨煤機氣動離合器氣源改造

磨煤機氣動離合器氣源為配套空壓機，空壓機氣源壓力不穩定，而且是自啟動設備，維護保養頻繁，因為氣源壓力不足、不穩定，磨煤機氣動離合器經常脫開跳車，長時間處理，氣化爐需要減負荷，影響氣化爐穩定運行。

磨煤機氣動離合器氣源改為工廠空氣，工廠空氣壓力0.9MPa，而且壓力穩定，取代空壓機，徹底解決了空壓機維護保養頻繁，磨煤機氣動離合器氣源壓力不穩定、不足，引起磨煤機頻繁跳車的問題，保障了氣化爐穩定運行。

1.3 抽風排氣系統改造

磨煤機抽風排氣系統原始設計通過風機排向大氣，該廢氣含有硫化氫等氣體，并且產生凝液，廠房墻壁煤灰污染嚴重，既污染環境，又存在硫化氫危害的不安全因素。

磨煤機抽風排氣系統增加噴淋塔、吸附裝置、催化裝置，處理后的廢氣排向大氣，凝液可循環利用，少量凝液排放至地溝，通過優化改造，磨煤機抽風排氣系統既環保清潔，又高效安全。

1.4 添加劑泵更換為離心泵

添加劑可以調節水煤漿的黏度，是重要的化工三劑，通過隔膜計量泵送到磨煤機。但是，隔膜計量泵經常出現打量不足或不打量的現象，需要經常清理添加劑泵進口濾網，隔膜腔補油，更換隔膜，拆檢泵體，拆檢出口單向閥等維護檢修。添加劑不足，導致水煤漿黏度過大，不利于煤漿泵輸送，引起氣化爐跳車。

添加劑泵改為離心泵取代隔膜計量泵，離心泵運行穩定，維護保養便捷，避免了隔膜計量泵頻繁檢修維護，添加劑加入量穩定，水煤漿性能穩定，有利于煤漿泵穩定輸送，確保氣化爐平穩運行。

1.5 低壓煤漿泵出口管線改造

本裝置有ABC 三臺低壓煤漿泵，AB 兩個大煤漿儲槽。其中AC 低壓煤漿泵分別送至AB 大煤漿儲槽，B 低壓煤漿泵出口兩條管線分別送至AB 大煤漿儲槽。

生產運行中，A 低壓煤漿泵不能送至B 大煤漿儲槽，C低壓煤漿泵不能送至A 大煤漿儲槽，當其中兩臺磨煤機、煤稱、低壓煤漿泵出現故障時，一個大煤漿槽水煤漿無來源，引起一臺氣化爐減負荷，甚至停車。

對低壓煤漿泵出口管線優化改造，在AB 大煤漿儲槽頂部增加母管，ABC 三臺低壓煤漿泵出口管線均進入母管，通過母管分別送至AB 大煤漿儲槽，實現三臺磨煤機均能進入AB大煤漿儲槽，降低了氣化減負荷，甚至停車的風險。

2 氣化單元

2.1 抽引管線盲區增加低壓氮氣

氣化爐在開停車過程中，需要進行低壓氮氣置換，倒抽引盲板作業，本裝置抽引管線管徑16寸，且盲區較長大約8m，存在置換盲區。

在抽引手閥前增加2寸低壓氮氣置換管線，在氣化開停車過程中，消除了置換盲區，提高了開車的安全性，降低了停車倒抽引盲板CO 等有毒有害氣體危害的風險。

2.2 洗滌塔頂部在線分析吹掃蒸汽增設盲板

洗滌塔頂部在線分析取樣管線上吹掃蒸汽管線設計了雙閥。生產運行中，由于氣化裝置運行壓力、溫度較高，雙閥內漏，粗煤氣串入蒸汽管線，導致蒸汽管網存在CO、H2等有毒可燃氣體，危害全廠蒸汽管網安全運行。

在洗滌塔頂部在線分析取樣管線上吹掃蒸汽管線雙閥間增設盲板，進行有效隔離，撤底解決了粗煤氣串入蒸汽管線的問題，保障了全廠蒸汽管網的安全運行。

2.3 預熱水系統改造

氣化裝置共三套，原始設計預熱水泵和渣池泵進口為同一根母管，兩臺預熱水泵，四臺渣池泵，節約了兩臺渣池泵。但是，生產運行中，由于撈渣機渣池水含渣量較多，啟動預熱水泵建立預熱水循環烘爐。一方面預熱水泵損壞嚴重；另一方面，黑水過濾器清理頻繁，無法運轉，導致氣化烘爐需要建立大水循環，水、電消耗大。

預熱水泵進口管線和渣水泵進口管線進行單獨配管，實現撈渣機渣水和預熱水分離，裝置運行和裝置烘爐獨立進行，互不影響。建立預熱水循環烘爐，經估算，全年水、電可節約成本301.6萬元。

2.4 氣化爐、洗滌塔排黑管線改造

氣化裝置運行一個周期后，需要進行單系列檢修，氣化爐、洗滌塔排黑管線需要高壓清洗。由于氣化爐、洗滌塔排黑管線較長，彎頭較多，不便于高壓清洗，清洗不徹底，投料開車后氣化爐、洗滌塔排黑管線不暢通，或減壓閥卡塞。

氣化爐、洗滌塔排黑管線分別增加兩段可拆卸短節，優化改造后，排黑管線可以分段進行高壓清洗，徹底將排黑管線的水垢清理出來，解決了投料開車后氣化爐、洗滌塔排黑管線不暢通，或減壓閥卡塞的問題。

2.5 鎖斗循環泵出口管線增加限流孔板

鎖斗循環泵輸送介質為高濃度的渣水，出口管線及閥門磨損嚴重，經常出現磨損泄漏。為減輕鎖斗循環泵出口管線及閥門的磨損程度，進行了優化改造。

在鎖斗循環泵出口管線（管徑6寸）增加Φ50限流孔板，運行中可開大出口手閥，流量可控制在45～50m3/h，減輕了出口管線和手閥的磨損程度，延長了管線和閥門的使用壽命。

2.6 撈渣機雙電機改為單電機運行

撈渣機是氣化裝置的重要設備，撈渣機原始設計為雙電機運行，由于雙電機形成扭矩疊加，頻繁拉裂減速機，導致撈渣機不能正常運行，氣化爐不能正常排渣，影響氣化爐穩定運行。

撈渣機雙電機改為單電機，運行良好，保護了減速機運行，撈渣機也能正常平穩運行，解決了雙電機運行頻繁損壞減速機的問題。

2.7 大煤漿槽底部閥門改型更換

氣化裝置大煤漿槽底部閥門在原始設計階段，設計為半球閥，球面與煤漿槽底部之間存在死區，沉積煤渣，形成塊狀物。水煤漿易于進入球面與閥體之間，導致閥門開關卡塞，損壞執行機構，不能沖洗煤漿管線，需要切換煤漿槽，放漿，浪費煤漿，增加大量工作量，影響正常開停車程序。

將兩個大煤漿槽底部的4臺半球閥更換為4臺柱塞閥，消除大煤漿槽底部與閥門之間的死區，防止形成塊狀物，防止煤漿進入閥體，可以徹底解決氣化開車前排放煤漿，停車后閥門不能關閉，切換煤漿槽排放煤漿，檢修閥門的問題

2.1 各組心臟彩超檢測指標對比 與正常組相比，模型組小鼠LVEF、LVFS、LVPWDd、LVPWDs降低，LVAWd、LVAWs、LVIDd、LVIDs升高，差異有統計學意義（P＜0.05）。與模型組相比，陽性組、黃芩莖葉黃酮組 LVEF、LVFS、LVPWDd、LVPWDs升高，LVAWd、LVAWs、LVIDd、LVIDs降低，具有劑量依賴性，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

產生的經濟效益預算，目前大煤漿槽底部球閥與煤漿槽底部之間存在約0.6m 死區，每次放漿大約15m3，水煤漿按照600元/m3計算，氣化爐全年開車計劃12次，可節約水煤漿成本600×15×12=10.8萬元。氣化停車期間，大煤漿槽底部閥門卡死，有時損壞執行機構，不能關閉，導致切換煤漿槽，排放剩余40%的水煤漿，大約270m3，水煤漿按照600元/m3計算，全年預計排放3次，可節約水煤漿成本600×270×3=48.6萬元。大煤漿槽底部半球閥下線檢修，維修費用按4 000元/臺計算，全年預計維修7次，可節約維修成本4 000×7=2.8萬元。全年預計可節約成本合計：10.8+46.8+2.8=62.2萬元。

3 灰水處理單元

3.1 增加高閃分離器至火炬排放管線

灰水高閃分離器閃蒸氣排放至變換汽提塔，另外設有就地放空管線，當汽提塔需要隔離檢修或更換填料時，高閃分離器閃蒸氣不能送至汽提塔，只能通過就地放空泄放至大氣。閃蒸氣含有大量H2S、CO 等有毒有害氣體，嚴重污染環境，易于導致人員中毒，存在較大安全隱患。

停車需進行高閃及高閃分離器置換，置換有毒有害氣體排放至大氣，同樣造成上述不良影響。

在高閃分離器頂部氣相增加一條管線泄放至火炬系統，該管線增設手閥，并在手閥前增設盲板。當高閃及高閃分離器停車置換或變換汽提塔檢修隔離時，有毒有害氣體可通過該條管線排放至火炬系統，杜絕就地泄放。

3.2 除氧器凝液回收系統配管優化

灰水除氧器頂部放空氣經過循環水冷凝器冷卻回收凝液至灰水槽。在實際運行中，循環水冷凝器氣相放空管線經常夾帶凝液噴向框架外，既污染環境，又造成灰水除氧器壓力波動，導致循環水冷凝器無法正常投用。

將U 型液封下降3m，氣液相管線配平衡線，優化改造后，循環水冷凝器氣相放空管線不再夾帶凝液，可以正常投用。

3.3 沉渣池污水排放管線改造

沉渣池污水排放通過渣水泵經過地管直接送至南區污水廠。由于沉渣池污水含灰量較大，污水廠不能正常處理，制約沉渣池污水排放。

對沉渣池污水排放管線優化改造，切斷沉渣池至南區污水廠地管。在渣池泵出口配管至澄清槽，通過澄清槽絮凝沉降，清液流至灰水槽，通過低壓灰水泵順利送至南區污水廠。該流程既有利于南區污水廠處理廢水，也解決了沉渣池污水排放問題。

3.4 真空過濾機清污分流

真空帶式過濾機的濾液、濾布沖洗水及濾布沖洗下來的灰渣全部通過過濾機底部排污口一并進入濾液槽。易造成過濾機底部排污口堵塞，或濾液槽底部及濾液泵進口管線堵塞，影響生產運行。

過濾機底部清污區增設隔離墻，在灰渣區新增一根6寸的排污管線至過濾機廠房東側地溝。實現了真空過濾機清污分流，徹底解決了排污口、濾液槽底部及濾液泵進口管線堵塞的問題，保障了生產平穩運行。

4 變換單元

4.1 增加廢鍋排污回收裝置

變換裝置運行中，廢鍋直接排污、間歇排污的脫鹽水較干凈，長期排放，即浪費水資源，又增加了水處理的能耗。

可進行變換廢鍋排污收集，經換熱器冷卻，通過兩臺泵送至真空過濾機代替生產水作為濾布沖洗水。節約生產水用量，經估算，全年可節約成本46.4萬元。

5 熱回收單元

5.1 中壓鍋爐給水至硫回收裝置管線改造

硫回收裝置中壓鍋爐水用量4m3/h 左右，用量特別小，中壓鍋爐給水泵運行中經常出現振動、異響等故障，影響生產運行。

密封水泵出口管線引出一路1寸管線至中壓鍋爐給水泵出口，向硫回收裝置供水，徹底取代了兩臺中壓鍋爐給水泵，節約了泵檢修維護成本，維護了硫回收單元的穩定運行。

6 結語

我公司氣化裝置經過試生產運行期的考驗，出現了一些問題，并對磨煤制漿、氣化、灰水、變換、熱回收單元進行了工藝、設備優化改造。

通過技術優化改造，解決了生產運行中存在的問題，使氣化裝置達到安全、環保、平穩、長周期運行。同時。結合生產運行情況，也進一步降低了生產運行成本，達到增收節支、節能降耗、節約成本的目的。