摘要隨著煤化工項(xiàng)目的核心裝置多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐在國(guó)內(nèi)快速應(yīng)用,保證其高效穩(wěn)定地運(yùn)行對(duì)裝置生產(chǎn)效益提升將有很大幫助。因此除了工藝安全生產(chǎn)操作外,每周期例行的停備爐檢修也是同等重要。研究著重探討如何保證氣化爐儀表系統(tǒng)備爐所涉及的故障處理和質(zhì)量控制工作,以達(dá)到項(xiàng)目生產(chǎn)長(zhǎng)期穩(wěn)定安全運(yùn)行的目的。qCE壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
安徽華誼氣化工段采用的是華理四噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐,其爐內(nèi)燃燒反應(yīng)室溫度高、壓力大、生產(chǎn)條件惡劣,同時(shí)儀表系統(tǒng)也直接參與生產(chǎn)運(yùn)行。本廠采用開(kāi)2備1的方式生產(chǎn),每次備爐需要各機(jī)電儀靜設(shè)備同時(shí)施工,因此儀表備爐工作是安全生產(chǎn)的保證。以下針對(duì)氣化爐儀表系統(tǒng)備爐期間遇到的問(wèn)題及改造進(jìn)行分析總結(jié)。
1.1高溫?zé)犭娕脊收系奶幚?/div>
水煤漿氣化爐燃燒室采用耐火磚砌筑,爐壁上面留有上中下三個(gè)不同位置的法蘭安裝孔,以保證安裝低溫或高溫?zé)犭娕,其正常生產(chǎn)時(shí),爐內(nèi)反應(yīng)溫度是通過(guò)高溫?zé)崤贾苯訙y(cè)量。由于爐內(nèi)溫度高且長(zhǎng)期處于惡劣反應(yīng)環(huán)境,工作人員在實(shí)際操作中反映高溫?zé)崤祭寐实、故障率高,?dǎo)致每次停爐必須更換。在停爐低溫下更換熱偶易損壞爐膛耐火磚,必將造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。
經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),高溫?zé)犭娕嫉墓收显騭hou先是現(xiàn)場(chǎng)的高溫?zé)犭娕及惭b插入深度問(wèn)題,安裝前按規(guī)定要求進(jìn)行了適當(dāng)?shù)目s進(jìn)操作,但還是出現(xiàn)了開(kāi)爐投料后遂即熱電偶失效的故障;其次是壓所縮式密封組件泄漏問(wèn)題,爐膛溫度所泄漏高溫高壓易燃易爆工藝氣體是安全生產(chǎn)禁止的;#后為停爐備爐時(shí)高低溫?zé)犭娕记袚Q安裝時(shí),熱電偶套管與煤渣、熔漿、爐壁融合在一起難拆卸,爐壁容易被損壞的情況發(fā)生。
針對(duì)以上問(wèn)題需進(jìn)行各種相對(duì)應(yīng)的技術(shù)處理。shou先結(jié)合工藝操作條件、運(yùn)行周期和爐壁厚度等數(shù)據(jù),多次試驗(yàn)總結(jié)出插入深度由突出10mm到齊平爐壁,#后確認(rèn)縮進(jìn)20mm為#佳參數(shù),為此制作專(zhuān)用測(cè)量工具(如圖1所示)用于實(shí)施解決問(wèn)題。其次,熱偶從爐外法蘭處經(jīng)爐墻、多層耐火磚墻插入爐內(nèi)燃燒室,熱偶經(jīng)常因各耐火層熱膨脹程度不同而出現(xiàn)擠壓損壞,導(dǎo)致壓縮式密封組件出現(xiàn)泄漏,對(duì)填裝密封材料的不銹鋼壓套組件進(jìn)行車(chē)床密封線(xiàn)加工后涂抹高溫密封膠并配以紫銅墊圈壓縮隔離解決問(wèn)題。#后,通過(guò)與廠家溝通,前端插入爐內(nèi)的保護(hù)套管更換為材質(zhì)具有優(yōu)良的高溫機(jī)械強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性及高溫密封性能的“剛玉莫來(lái)石管—鉬基金屬陶瓷管—高純度氧化鋁管”三重保護(hù),克服了缺陷,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度并縮短了熱偶更換時(shí)長(zhǎng)。
1.2 雙法蘭變送器故障的處理
水煤漿氣化爐儀表系統(tǒng)均需接觸高溫高壓強(qiáng)腐蝕工藝反應(yīng)液,面對(duì)這些苛刻的工況,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)選型時(shí)就提前加以考慮了防 范 措 施,測(cè)控儀表變送器膜片采用耐腐蝕、耐高溫合金材 質(zhì)(必要時(shí)加厚耐負(fù)壓膜片、全 焊 接 膜盒)。為防止取壓 管 線(xiàn) 堵 塞,增加法蘭間沖洗環(huán),輔 之 以高壓沖洗水,保證雙法蘭變送器工況下正常測(cè)量。在氣化爐運(yùn)行 中,對(duì)這些
雙法蘭變送器制定的沖洗周期為每周一次,但實(shí)際運(yùn)行投用效果不佳,后期每日沖洗次數(shù)與檢修工作量呈直線(xiàn)增加的趨勢(shì)。重復(fù)勞動(dòng)強(qiáng)度增大,沖洗時(shí)解除儀表聯(lián)鎖也對(duì)裝置安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。后改為采取連續(xù)沖洗,又發(fā)現(xiàn)儀表系統(tǒng)指示波動(dòng)較大,影響安全生產(chǎn)運(yùn)行,而且沖洗效果也不明顯。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),取源管線(xiàn)結(jié)垢依 舊 嚴(yán) 重,變送器膜盒也有不同程度的損壞。這是因?yàn)闆_洗口距離變送器膜片非常近,沖 洗 水 壓力約為8.5MPa,氣化爐壓力約為6.5MPa,有接近2MPa的高壓差。當(dāng)沖洗水沖入管嘴后,形成射流抽引擾動(dòng),而使變送器壓力值波動(dòng)。同時(shí),沖洗水出水口對(duì)著沖洗環(huán),難以對(duì)取壓管線(xiàn) 形 成 有 效 的 沖 刷 除 垢,反而對(duì)膜片進(jìn)行切割狀沖洗,使之產(chǎn)生嚴(yán)重的凹凸痕跡,影響在正常生產(chǎn)過(guò)程中的使用[1]。
經(jīng)過(guò)多次備爐數(shù)據(jù)分析試驗(yàn),對(duì)沖洗水系統(tǒng)進(jìn)行改造。對(duì)沖洗環(huán)出水口至工藝一次閥之間進(jìn)行改造處理并增加一段彎管 沖 洗 管 線(xiàn)(如 圖2所 示),使高壓出水口院秒膜盒表面并正 對(duì) 取 源 管 線(xiàn),既減少了對(duì)膜片的測(cè)量干擾,同時(shí)又能有效沖刷取源管線(xiàn)內(nèi)結(jié)垢介質(zhì),也確保了工藝操作的正常進(jìn) 行。系 統(tǒng) 改 造 之 后,對(duì)一臺(tái)氣化爐激冷室液位進(jìn)行連續(xù) 沖 洗 試 驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在對(duì)沖洗水進(jìn)行多次投用和停止的過(guò)程中三個(gè)相同液位顯示值變化不超1%,與之前沖洗時(shí)數(shù)值變化率超50%相比,改造后效果顯著,且沖洗水的投用與否并沒(méi)有影響液位的正常指示。同 時(shí),在投用期間也未發(fā)生取源管線(xiàn)內(nèi)結(jié)垢堵塞問(wèn)題(如 圖3所示),在停爐備爐拆除檢查時(shí)也能印證。
后期生產(chǎn)中又通過(guò)增加調(diào)節(jié)沖洗水系統(tǒng)管線(xiàn)中就地轉(zhuǎn)子流量計(jì),既對(duì)高壓沖洗水進(jìn)行減壓處理,又調(diào)節(jié)水量大小,節(jié)能節(jié)水又同時(shí)保證系統(tǒng)的正常投用。而 后 逐 步推廣至水洗塔、含渣水處理系統(tǒng)等測(cè)量?jī)x表上,這種改造措施保證了儀表設(shè)備的正常運(yùn)行,也為氣化爐的優(yōu)質(zhì)運(yùn)行建立了基礎(chǔ)。
1.3 鎖斗系統(tǒng)故障處理
氣化爐內(nèi)反應(yīng)后的工藝殘?jiān)诮?jīng)過(guò)激冷水洗滌冷卻后進(jìn)入鎖斗系統(tǒng)聯(lián)鎖需遵循以下原則:(1)排集渣過(guò)程中不能引起爐內(nèi)壓力、液 位 波 動(dòng);(2)工藝殘?jiān)坏孟蜴i斗系統(tǒng)外帶壓排放[2]。受程序自控的鎖斗集排渣進(jìn)行一次循環(huán)約半小時(shí),鎖斗系統(tǒng)閥門(mén)在侵蝕作用很強(qiáng)的情況下使用。鎖斗順控系統(tǒng)的閥門(mén)需采用耐沖刷、硬密封球閥,且閥球、閥座應(yīng)堆焊或噴鍍硬質(zhì)合金以保證工藝和安全要求。
在日常的鎖斗 備 爐 中,我們發(fā)現(xiàn)有兩處出現(xiàn)問(wèn)題較多。shou先是鎖斗系統(tǒng)閥門(mén)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分,尤 其 是 鎖 渣閥。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部連接件在長(zhǎng)期頻繁開(kāi)關(guān)過(guò)程中,連接件間磨損異常嚴(yán)重,強(qiáng)度也有所降低,期間甚至出現(xiàn)脫離故障(如圖4所 示),導(dǎo)致閥門(mén)不能正常使用而影響安全生產(chǎn),因此每次備爐需對(duì)閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi)蓋檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理問(wèn)題。其次是對(duì)鎖斗系統(tǒng)閥門(mén)的密封性進(jìn)行檢查,這些閥門(mén)內(nèi)部經(jīng)過(guò)長(zhǎng)周期的沖刷,閥座沖刷磨損嚴(yán)重?zé)o法密封(如圖5所 示),閥球表面也容易卡渣使閥門(mén)無(wú)法動(dòng)作導(dǎo)致出現(xiàn) 閥 門(mén) 內(nèi) 漏 問(wèn) 題,這些都容易引起鎖斗故障,造成無(wú)法順 利 排 渣。同時(shí)還應(yīng)該仔細(xì)對(duì)其氣路相關(guān)附件進(jìn)行檢查,查看氣路密封性及附件動(dòng)作情況、開(kāi)關(guān)時(shí)間、切換聲音等方 面,來(lái)保證閥門(mén)處于完好狀態(tài),控 制 鎖斗閥門(mén)備爐質(zhì)量。針對(duì)問(wèn)題后期也積極改進(jìn),將 雙 汽 缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)更換為 單 缸,以減少倆汽缸間的不平衡力對(duì)連接件沖擊磨損,至今在正常工況下仍穩(wěn)定運(yùn)行。
1.4 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)閥門(mén)故障的處理
氣化爐安全聯(lián)鎖系統(tǒng)經(jīng)過(guò)各重要工藝參數(shù)來(lái)控制進(jìn)出料系統(tǒng)所有閥 門(mén) 動(dòng) 作,來(lái)達(dá)到系統(tǒng)安全生產(chǎn)運(yùn)行的要求,其系統(tǒng)閥門(mén)主要包括煤漿、燒嘴冷卻水閥等。由于系統(tǒng)對(duì)儀表閥門(mén)安全性和可靠性等都有嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)要求,故采用如 TYCO/Flowserve等進(jìn)口閥門(mén),但在苛刻的工況下長(zhǎng)期使用仍然存在部分故障。雖然氧氣調(diào)節(jié)閥汽缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有很高的剛性強(qiáng)度,定 位 精度和可重復(fù)性能也使閥門(mén)在大壓差的工況下保持狀態(tài)穩(wěn)定,但受限于配套的定位器、閥位變送器分體設(shè)計(jì)的情況(如圖6所示),實(shí)際工況下氧氣流量控制偏差并不能保證調(diào)節(jié)閥整體的不靈敏區(qū)小于0.1%。利用現(xiàn)有備件中的智能定位器進(jìn)行一體化改造(如 圖7所 示),使閥 門(mén) 控制、閥位反饋、開(kāi)關(guān)位置反饋集中控制,使得原有閥位將近1%的偏差縮小至近0.1%的控制精度,完全 滿(mǎn) 足 了 工藝生產(chǎn)對(duì)氧煤比控制的聯(lián)鎖安全要求。另 外,高 壓 氮 氣切斷閥用于氧氣管線(xiàn)和煤漿管線(xiàn)的高壓氮?dú)獯祾吆途彌_作用,正常工況下壓力高,壓差大,密封等級(jí)要求高,有開(kāi)關(guān)速度的要求。在幾個(gè)長(zhǎng)周期的爐齡使用后,閥 門(mén) 在 全負(fù)載和卸載情況 下,全行程動(dòng)作時(shí)間已經(jīng)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。對(duì)氣路及附件進(jìn)行調(diào)整并未有效,因此對(duì)彈簧汽缸處增加一路氣源,改為雙氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)模式。改 造 后 增加了執(zhí)行力,使之動(dòng)作時(shí)間正常,工藝開(kāi)停車(chē)程序得以安全運(yùn)行。
2儀表系統(tǒng)備爐的質(zhì)量控制
2.1 遠(yuǎn)傳儀表的質(zhì)量控制
氣化爐遠(yuǎn)傳儀表主要包括溫度、壓力、流量等測(cè)量元件,它們的備爐檢修檢查質(zhì)量直接影響工藝生產(chǎn)過(guò)程,故對(duì)其質(zhì)量控制點(diǎn) 需 做 到 細(xì) 致 分 類(lèi)、準(zhǔn) 確 執(zhí) 行、全 面 復(fù) 檢,如現(xiàn)場(chǎng)拆卸保護(hù)、測(cè)量元件清潔保養(yǎng)、復(fù) 位 安 裝 校 驗(yàn),這些必要的內(nèi)容等均需要多方簽字確認(rèn)后作為備爐資料存檔。
對(duì)于無(wú)根部閥門(mén)切斷的高溫?zé)崤紤?yīng)著重處理,故 現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)需特別注意組裝方式及順序。尤其是氣封組件的安裝需逐步安裝確認(rèn)(如圖8所示)。順序錯(cuò)誤則會(huì)導(dǎo)致密封瓷環(huán)壓碎損壞,輕則導(dǎo)致整套高溫?zé)犭娕紙?bào)廢,重則切爐投料時(shí)工藝氣溢出造成安全生產(chǎn)事故。
2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量控制
氣化爐自動(dòng)控制 系 統(tǒng) 主 要 包 括 串 級(jí) 控 制、DCS順控系統(tǒng)、SIS安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等。閥門(mén)系統(tǒng)的檢維修質(zhì)量的可靠性決定著系統(tǒng) 運(yùn) 行 的 安 全 性,因此備爐期間需對(duì)聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),以保證其運(yùn)行正常可靠。
閥門(mén)系統(tǒng)質(zhì)量控制主要是以下幾點(diǎn):(1)現(xiàn)場(chǎng)拆卸須法蘭密封面完整,閥門(mén)附件完好;(2)檢查閥芯情況,要求射流清洗后閥芯無(wú)附著物和明顯缺陷;(3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作正常無(wú)卡涉,汽缸 無(wú) 腐 蝕 泄 漏;(4)現(xiàn)場(chǎng)回裝閥門(mén)的密封墊片完好,敲緊所有法蘭連接螺栓,確保無(wú)泄漏;(5)行程校驗(yàn)時(shí)定位器無(wú) 報(bào) 警 且 輸 出 反 饋 正 常,中控遠(yuǎn)程操作正常。確保閥門(mén)系統(tǒng)檢修質(zhì)量的同時(shí),也需要進(jìn)行鎖斗系統(tǒng)試驗(yàn)和氣化爐緊急停車(chē)系統(tǒng)試驗(yàn)并多方確認(rèn)。試驗(yàn)的閥門(mén)動(dòng)作時(shí)間以及閥位反饋狀態(tài)是重點(diǎn)關(guān)注的(如 圖9所示),因?yàn)槿魏我粋(gè)超時(shí)或不到位都會(huì)引起系統(tǒng)的故障,所以在空試聯(lián)調(diào)的時(shí)候,記錄確認(rèn)每個(gè)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)行程時(shí)間和閥位狀 態(tài),來(lái)確保其滿(mǎn)足安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定的要求。
3結(jié)語(yǔ)
氣化爐的備爐工作主要是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分 析 問(wèn) 題、解決問(wèn)題和總結(jié)經(jīng)驗(yàn),因?yàn)槊總(gè)疏忽都可能導(dǎo)致在開(kāi)爐過(guò)程中發(fā)生事故,造成重大損 失。所以在備爐工作中要形成專(zhuān)項(xiàng)工作制 度,每次檢查時(shí)須做好相應(yīng)的記錄,各 種儀表設(shè)備表單 逐 項(xiàng) 確 認(rèn),并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)加以改進(jìn),持 續(xù) 提升管理水平,確 保 有 始 有 終。只 有 這 樣,才 能 保 證 備 爐儀表工作保質(zhì)保量完成,為氣化爐系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)行提供保障。
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