水煤漿水冷壁氣化爐高壓黑水管道改造

史曉東 朱朝霞 王建

摘要：針對氣化爐黑水管線普遍存在的管道堵塞、設備磨損問題，分析具體原因，提出改造措施。

關鍵詞：水煤漿;氣化;黑水管線;堵塞;磨損

陽煤集團壽陽化工年產(chǎn)22萬噸乙二醇項目，采用水煤漿水冷壁加壓氣化技術，運行壓力4.0MPA。氣化裝置運行過程中，高壓黑水管線存在不同程度的堵塞情況，而且不合理的管線設置又造成了設備的磨損，嚴重影響系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。本文針對此類情況，專門進行討論，分析具體原因，提出改進措施。

1、工藝概述

氣化爐激冷室的黑水經(jīng)過減壓閥門13FV1012與合成氣洗滌塔C-13101底部來的黑水經(jīng)過減壓閥門13FV1004分別進入高壓閃蒸罐V-14101。在高壓閃蒸罐V-14101中閃蒸后壓力從4.0MPA降到0.5MPA。從高壓閃蒸罐V-14101底部排出的水含有較多的固體顆粒，這部分黑水通過液位控制閥14LV1003送到真空閃蒸罐V-14104進一步閃蒸，黑水壓力從0.5MPA降到-0.05MPA。閃蒸后的黑水直接插入沉降槽V-14009中心桶內(nèi)，經(jīng)沉降處理后進入灰水槽內(nèi)，返回系統(tǒng)進行循環(huán)。

2、高壓黑水管道堵塞情況及改造措施

氣化合成氣經(jīng)過下降管在氣化爐激冷室內(nèi)進行洗滌后，經(jīng)過文丘里進入洗滌塔進行二次洗滌，洗滌過合成氣的水中鈣鎂離子含量較多，在管線中容易結垢。壽陽化工氣化爐黑水去高閃管線及洗滌塔黑水去高閃管線設計管路走向時，沿著公用管廊鋪設。黑水管道鋪設長，彎頭多，且存在U形彎，開車時系統(tǒng)壓力低，管路堵塞嚴重，使黑水無法外送。系統(tǒng)長期運行，垢片在U形彎管內(nèi)堆積加速堵塞管路，停車時因為缺少檢修短節(jié)，彎頭較多管道沖洗存在盲點，長時間運行管道堵塞造成了停車事故。

2.1改造措施：

防止該段管道堵塞的措施主要有以下幾項：1、在氣化和渣水框架中間新增加管廊平臺，黑水管線走捷徑直線鋪設，消除U型彎，可削減管道長度100米，減少開車管道堵塞情況發(fā)生。2、氣化爐黑水管線DN250增加檢修短節(jié)1處、洗滌塔黑水管線DN150增加檢修短節(jié)1處。將黑水管線上的彎頭改為三通形式共計8處，減少管路沖洗盲點。3、加強對黑水管線的檢查沖洗，每次停車必須對該管線進行徹底的高壓沖洗，確保管路通暢。

3、高閃黑水管道磨損情況及改造措施

氣化爐及洗滌塔黑水壓力4.0MPA、溫度220℃，黑水中含有大量的碳粒及垢片。開車后隨著系統(tǒng)負荷的增加，氣化爐及碳洗塔黑水排放量相應增加。由于黑水角閥前后壓差大，氣化爐黑水經(jīng)過13FV1012、洗滌塔黑水經(jīng)過13FV1004角閥后流速迅速增大，并且由于壓降閃蒸出大量水汽。黑水中的碳粒在高速流體的夾帶下，對高閃內(nèi)的折流板形成巨大的沖擊力。系統(tǒng)停車檢修高閃罐，就會發(fā)現(xiàn)高閃擋板有不同程度的損壞，主要存在的是進口人字板處磨出了豁口，擋板發(fā)生變形損壞、擋板部分位置磨穿。解決以上問題，只能利用停車檢修時間進行補焊加固，持續(xù)的磨損既影響高閃的使用壽命，又不利于系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。

3.1改造措施：

在氣化爐黑水角閥13FV1012及洗滌塔黑水角閥13FV1004后各增加1個緩沖罐，使高壓黑水經(jīng)過緩沖罐緩沖后在進入高閃罐。改造前后的流程對比如圖：

改造后，檢修期間對高閃罐進行檢查，黑水角閥后人字板完好無損，擋板未變形無明顯磨損。緩沖罐內(nèi)壁無磨損，底部法蘭盲頭表面存在5mm凹面磨損情況，說明緩沖罐底部承受了黑水沖刷，隨即在緩沖罐底部焊接10mm鋼板。緩沖罐的增加，減少了黑水對高閃的沖擊，延長了高閃的使用壽命，確保了系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

4、結語

氣化黑水中含有大量的固體顆粒，開車階段極易堵塞管道，運行后水中的碳粒又會對管道設備，造成磨損沖刷。只有不斷的對管線進行改進，消除堵塞、較少磨損才能使系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行。