德士古氣化爐鎖斗系統儀表故障分析及解決方法

高航航

陜西神木化學工業有限公司 陜西榆林 719000

德士古水煤漿氣化技術在我國應用廣泛，生產運行穩定可靠，但仍有一些問題未得到解決，鎖斗系統故障率高尤為突出，泄露、堵塞、沖刷等問題較為嚴重，本文主要對鎖斗系統出現的這幾項突出問題進行分析并提出防范措施。

1 鎖斗流程描述

激冷室底部的渣和水在收渣階段經鎖斗收渣閥、鎖斗安全閥進入鎖斗。鎖斗安全閥處于常開狀態，僅當由激冷室液位低低引起的氣化爐停車，鎖斗安全閥才關閉。鎖斗循環泵從鎖斗頂部抽取相對潔凈的水送回激冷室底部，幫助將渣沖入鎖斗。

鎖斗循環分為泄壓、清洗、排渣、充壓、收渣五個階段，由鎖斗程序自動控制。循環時間一般為30分鐘，可以根據具體情況設定。鎖斗程序啟動后，鎖斗泄壓閥打開開始泄壓，鎖斗內壓力泄至鎖斗沖洗水罐。泄壓后，泄壓管線清洗閥打開清洗泄壓管線，清洗時間到后清洗閥關閉。鎖斗沖洗水閥和鎖斗排渣閥及充壓閥打開，開始排渣。當沖洗水罐液位低時，鎖斗排渣閥、充壓閥和沖洗水閥關閉。鎖斗充壓閥打開，用高壓灰水泵來的灰水開始充壓，當氣化爐與鎖斗壓差低時，鎖斗收渣閥打開，鎖斗充壓閥關閉。鎖斗循環泵進口閥打開，循環閥關閉，鎖斗開始收渣，收渣計時器開始計時。當收渣時間到鎖斗循環泵循環閥打開，進口閥關閉，鎖斗循環泵自循環。鎖斗收渣閥關閉，泄壓閥打開，鎖斗重新進入泄壓步驟。如此循環[1]。

2 鎖斗程序步序

鎖斗程序初始條件滿足，DCS上鎖斗啟動按鈕置 ON，鎖斗程序啟動并按以下步驟運行：

（1）鎖斗泄壓閥開（收渣閥全關啟動）。

（2）鎖斗泄壓清洗閥開（泄壓閥全關、延時啟動）。

（3）鎖斗泄壓清洗閥關（清洗時間到啟動）。

（4）鎖斗沖洗閥開（收渣閥關、沖洗水罐液位高、清洗閥全關啟動）。

（5）鎖斗排渣閥開，鎖斗充壓閥開（收渣閥關、循環閥關、沖洗水閥全開啟動）。

（6）鎖斗排渣閥關，鎖斗充壓閥關（沖洗水罐液位低或排渣時間到啟動）。

（7）鎖斗沖洗閥關，鎖斗泄壓閥關（排渣閥全關啟動）。

（8）鎖斗充壓閥開（排渣閥關、泄壓閥全關啟動）。

（9）鎖斗收渣閥開（排渣閥關、沖洗水閥關、鎖斗壓差低啟動）。

（10）鎖斗充壓閥關（收渣閥全開啟動）。

（11）鎖斗循環泵進口閥開，鎖斗循環泵循環閥關（沖壓閥全關啟動）。

（12）鎖斗循環泵循環閥開，鎖斗循環泵進口閥關（收渣時間到或按下排渣按鈕啟動）。

（13）鎖斗收渣閥關（循環閥全關啟動）。

3 鎖斗系統故障及解決方法

（1）鎖斗沖洗管線振動大。

原因分析：

其一，由于德士古氣化爐鎖斗系統排渣時鎖斗內沖洗水高速下沖后排渣閥突然關閉，這樣沖洗水突然遇阻就會形成流體反向沖擊力，此沖擊力無法從其他處釋放故而造成管線振動過大。

其二，鎖斗沖洗水罐對空管線管徑太小，由于沖洗水管線較粗，沖洗水閥打開數秒就能排空鎖斗沖洗水罐，而鎖斗對空管線過細無法快速充滿大氣，這樣鎖斗沖洗水罐內就會形成部分真空，因此也能加大流體反向沖擊力。

主要是通過減小反向沖擊力來解決振動大問題，第一是將排渣閥由原來動作速度3s調整為8s（反復試驗得出），通過對執行機構排氣加裝調節閥手閥來控制閥門動作速度，將反向力從排渣閥緩解釋放；第二是鎖斗沖洗水罐對空管線管徑加大，消除沖洗時形成的部分真空待，也能降低反向沖擊力[2]。

（2）鎖斗循環水管線節流件磨損沖刷嚴重。

原因分析：

雖然打循壞是從鎖斗上部抽水，但水里帶煤渣顆粒依然很多，再加上高溫高壓和高流速，使得節流件管壁處沖刷嚴重泄漏，經常造成緊急搶修或停車。

解決方法：第一是楔式流量計的選材上突破，選擇碳化鎢內襯可以延長沖刷泄漏時間至10年以上，可以解決這一問題，再就是選擇其他無節流式流量計，比如電磁流量計，只需做好耐磨襯里和耐磨電極即可。

（3）鎖斗壓差表導壓管堵和積液。

原因分析：

由于合成氣出口至鎖斗距離達二十多米，采用φ14的導壓管引壓，而合成氣內含雜質和結晶物，導致導壓管頻繁堵塞，再就是合成氣內含水蒸氣量大，造成導壓管經常積液，無法正常測量。

解決方法：

實驗組實習生的實踐、理論平均成績均明顯超過了2015年實習生的實踐、理論平均成績,兩項平均成績數據差異明顯,具備統計學意義(P<0.05)。

重新選型，將原來老式導壓管取壓測量改為分體式壓力表差來測量，上下兩臺壓力表之間是用同步電纜連接，這樣就用電信號替代了原有的導壓管引壓的壓力信號，從而解決了導壓管堵塞和積液兩個問題。

（4）鎖渣閥故障率高。

原因分析：

安全閥，由于安全閥只有在氣化爐激冷室液位計低低聯鎖時才觸發其關閉，平時一直處于開狀態，時間久了閥門就會卡死在開位置，真正需要動作時無法關閉存在重大安全隱患；

收渣閥，閥體閥內件故障：鎖斗系統每30分鐘一個循環動作頻繁，介質含固定煤渣量大，高溫高壓，閥體和閥芯閥座沖刷嚴重，再就是閥座下的碟簧使用久了就會壓平起不到作用，這樣閥球和閥座間就會有縫隙，極易造成沖刷損傷，嚴重時只能報廢；執行機構故障：隨著高頻度的工作以及時間增長，執行機構各接觸部分摩擦力就會增大，從而損壞執行機構撥叉各連接件以及導向槽，各軟密封磨損泄漏等，這些都會造成執行機構無法正常動作。

排渣閥，和收渣閥故障原因相當，區別是閥長期處于高壓差下工作，而且排渣時壓差大沖刷更為嚴重。

解決方法：

安全閥，實行定期動作預防卡死現象，通過長期觀察試驗安全閥每周動作一次，并記錄閥門動作時間以及有無其他異常等，完全可以解決安全閥長時間不動作導致卡死這一故障。

收渣閥，排渣閥，實施定期保養維護，定期噴涂閥球閥座和流道可以解決這一問題，通過長期試驗和檢修總結，收渣閥每使用300天（停爐不計）定期進行一次保養維護，清理閥體結焦、更換碟簧、檢查涂層、校正閥座、研磨閥球閥座等，更換執行機構各連接件、密封圈、潤滑油等，每1000天進行一次閥球、閥座、流道襯套噴涂，可確保鎖渣閥安全運行[3]。

4 實踐檢驗

（1）2015年改造后鎖斗沖洗水管線再未出現連接波紋管破裂和連接法蘭泄漏等現象。

（2）2013年改造后再未出現鎖斗循環管線流量計沖刷泄漏現象。

（3）2016年開始定期維護保養鎖渣閥，再未出現因鎖渣閥故障導致停車事故。

（4）2017年后徹底告別撈渣機搶修。

5 結語

德士古水煤漿氣化工藝盡管很成熟，但由于各使用單位之間缺乏信息互動，而且使用工藝也有所區別，很難形成統一標準，但對于裝置出現的問題以及分析方法和處理經驗是有一定的借鑒意義的，希望各單位能夠分享經驗，為中國煤化工事業多做貢獻。