2011年第11期化學(xué)工程與裝備2011年11月Chemical Engineering & Equipment73淺析Texaco氣化爐爐壁超溫的原因及應(yīng)對措施李斌，惠龍龍(陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司氣化車間，陜西榆林719319)摘要: 介紹了陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司Texaco氣化爐爐壁超溫的具體過程，深入剖析了爐壁超溫的根本原因，提出了爐壁超溫的解決辦法及應(yīng)對措施，在解決公司生產(chǎn)難題、保證系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行的同時，為同行業(yè)廠家提供了防止爐壁超溫的范例。關(guān)鍵詞:德士古;渣口;烘爐:爐壁超溫;熔渣;燒嘴引言漲較快(1320C)氣體成分明顯波動(CO升高, CO.降低)、陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司(下稱:神木化工)是一家托盤溫度上漲緩慢(200個，正常220-230C)等。隨即，煤制甲醇(60 萬t/a)的現(xiàn)代化大型企業(yè)，采用Texaco水操作人員進行減負荷,但由于爐壁溫度上漲過快，當負荷減煤漿氣化工藝。2010年以來，一期系統(tǒng) 20萬t/a裝置在投至15m'/h時，拱頂處爐壁溫度己達390C且繼續(xù)快速上漲，料后頻繁出現(xiàn)氣化爐爐壁超溫的現(xiàn)象,先后造成多次被迫停操作人員立即進行泄壓操作，由于情況危急，泄壓速率較快車，給公司的安全穩(wěn)定生產(chǎn)帶來極大影響。為此,公司成立(超過0. 03 Mpa/min)， 當壓力降至0. 8Mpa后，該點溫度專門領(lǐng)導(dǎo)小組，聯(lián)系整個爐壁超溫的過程進行深入探討研開始緩慢下降,并逐步恢復(fù)至正常,其他各項參數(shù)相繼恢復(fù);究,最終找到了爐壁超溫的根本原因，同時也提出了解決的(4)工藝參數(shù)正常，經(jīng)短暫穩(wěn)定后繼續(xù)升壓，當壓力辦法及應(yīng)對措施，最終實現(xiàn)了系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行。升至2.8 Mpa時重復(fù)出現(xiàn)以上類似狀況,操作人員再次泄壓。1爐壁超溫過程描述幾次嘗試，爐壁溫度持續(xù)超溫，系統(tǒng)無法進行正常運行，為(1)根據(jù)安排，神木化工一期系統(tǒng)1#氣化爐于2010了確保安全，只好被迫停車:年6月9日18:25 分投料。投料前烘爐至1250C,恒溫至(5)停車后檢查發(fā)現(xiàn)，氣化爐燃燒室渣口完全被堵死，少3小時以上，烘爐速率為50C/h，安裝工藝燒嘴之前目部分錐底磚損壞，拱頂與簡體爐磚及其縫隙無異常。隨后，測燃燒室渣口較小(烘爐中爐壁掛渣熔下)，投煤量為-期系統(tǒng)的2#、3#氣化爐在投料后都相繼多次出現(xiàn)了類似13m'/h:狀況，墁終全系統(tǒng)只好被迫停車，進入全面檢修狀態(tài)。(2)投料后各項參數(shù)指示正常，系統(tǒng)開始升壓。當系2爐壁超溫 的原因分析統(tǒng)壓力升至3. 0Mpa時(升壓過程中逐步加負荷至17m'/h),究其氣化爐爐壁超溫的原因，一般不外乎以下幾種情發(fā)現(xiàn)氣化爐壓差從0. 02Mpa開始上漲(當時為0. 05Mpa),況，但要從各種情況中找準問題出現(xiàn)的根本原因，才是解決此時爐壁溫度及其他各項參數(shù)均指示正常:問題的關(guān)鍵所在。(3)當系統(tǒng)壓力升至3.7Mpa(系統(tǒng)設(shè)計壓力: 4. 0Mpa)(1)爐磚的影響:該套裝置是在更換錐底磚后經(jīng)檢查后準備向后系統(tǒng)(變換)導(dǎo)氣時，發(fā)現(xiàn)氣化爐壓差上漲較快，驗收合格投料的，投料前對其拱頂、爐璧磚檢查，都沒有明已達0.09 Mpa,而且上漲趨勢明顯。經(jīng)判斷，燃燒室渣口顯損壞、裂紋、局部變薄等情況; .有渣堵現(xiàn)象，操作工當即適當加大中心氧給量(19%，日常(2)燒嘴的影響:該套裝置-直使用北京航空研究所控制量: 15- 18%)并提高爐溫進行矩暫熔渣，在較短的時間與西安鑫立研究所中國煤化工-直以米內(nèi)，發(fā)現(xiàn)氣化爐壓差繼續(xù)上漲,已達0. l5Mpa以上,氣化爐使用狀況良好。停3MHCNMH G心佤管深拱頂處-表面熱偶溫度上漲很快(當時280^C)， 經(jīng)現(xiàn)場檢度)正常，燒嘴噴口也沒有明顯堵寤現(xiàn)象:測，該點溫度也明顯上升(當時300C),此時氣化爐各項(3)操作T況的影響:氣化爐在氮煤比為500的狀態(tài)I藝參數(shù)異常:氣化爐壓差超限、燒嘴壓差升商且月波動較大下投料，投料后緩慢提商至520~530之間，據(jù)多年米操作萬方數(shù)擱pa，正常0. 3 Mpa)、拱頂處爐壁溫度飛漲、爐溫上經(jīng)驗，操作T況穩(wěn)定:74李斌: 淺析Texaco氣化爐爐壁超溫的原因及應(yīng)對措施綜上，從爐壁超溫的常規(guī)原因分析，均不會造成氣化爐統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行(爐壁不超溫)，這將給工藝操作提出了在投料后爐壁超溫。較大難題。根據(jù)神木化工爐壁超溫的具體現(xiàn)象，究其原因，.(4)原料煤種變化的影響:由于市場原因，神木化工經(jīng)深入探討，采取了以下解決辦法及應(yīng)對措施:白2010年以來原料煤種變化較大，常常出現(xiàn)原料煤灰分大3.1 嚴格控制烘爐過程(高達25%)、灰熔點高(高達1380C)等情況，而且煤中(1)停車烘爐前一定要認真檢查氣化爐爐壁掛渣及渣Si0:含量較高，導(dǎo)致煤灰粘溫特性較差，投料后熔融的灰渣口積渣情況，若爐壁掛渣及渣口積渣較多,須在人工清渣后在爐內(nèi)不易流動，在渣口處積聚，導(dǎo)致渣口堵塞，從神木化方可進行烘爐，從源頭上防止烘爐過程中的熔渣堵塞渣口;工停車后檢查發(fā)現(xiàn)，每次由于爐璧超溫被追停爐后的爐壁掛(2) -般而言，氣化爐烘爐預(yù)熱時的爐內(nèi)局部溫度較渣厚，渣口很小，甚至全堵。熱電偶高，在熱電偶指示在900C以上時，較快的升溫速率(5)正常運行時渣口的影響:氣化爐正常運行時，燃及較高的預(yù)熱最終溫度，極易將局部爐壁掛渣熔下。因此,燒窒內(nèi)熔融的灰渣會在重力及合成氣的攜帶下一起離開燃嚴格控制900C以后的升溫速奉及相對較低的最終預(yù)熱溫燒室，由于煤質(zhì)的大幅波動，導(dǎo)致爐壁掛渣增厚,熱電偶指度是防止投料前渣口堵塞的重要環(huán)節(jié)。為此該公司規(guī)定:烘示爐溫降低，此時若大幅提高爐溫(誤區(qū))，大量爐壁掛渣爐至900C后嚴格按40C/h升溫至1150C后進行恒溫，3會瞬間被熔下堵塞渣口,不僅造成爐內(nèi)氣流通道受阻，燃燒個小時后安裝工藝燒嘴:區(qū)域發(fā)生改變，而且導(dǎo)致流體在流動過程中的速度梯度改(3)升溫過程中，當溫度達到1000個以上時，操作人變，爐內(nèi)熔渣在流動過程中所受的剪切力變小，灰渣更不易員要嚴格關(guān)注渣口變化情況。若發(fā)現(xiàn)渣口有縮小趨勢,應(yīng)立流動和被帶走.具體表現(xiàn)為:氣化爐壓差升高、氣體成分大即降低升溫速率,必要時恒溫并加大抽引蒸汽量,防止渣口幅波動等，如果在- -定時間內(nèi)渣口處積渣沒有被帶走，渣口繼續(xù)變小;會越堵越實.爐內(nèi)產(chǎn)生的熱量無法及時被合成氣帶走而導(dǎo)致(4)在安裝工藝燒嘴時，目測渣口應(yīng)大于350m,并爐內(nèi)溫度急劇升高，此時就會在拱頂、爐內(nèi)熱電偶、爐磚縫將其作為一個硬性指標執(zhí)行，若渣口過小，須降溫后清理渣隙較大處等地方發(fā)生竄氣，使爐內(nèi)高溫直接沖擊爐體鋼結(jié)口后重新烘爐投料。構(gòu)，造成爐壁溫度飛漲，嚴重導(dǎo)致爐壁燒紅或鼓包，甚至爆3.2加強投料后操作炸。(1)投料后升壓:嚴格按正常速率(0. 1Mpa/min)升(6)投料前渣口大小的影響:從目前情況來看, Texaco壓， 若升壓過快，不僅會導(dǎo)致爐內(nèi)熱不能及時移走，而且氣化爐大部分是由于空分及其他原因引起的緊急停車,停車會影響爐內(nèi)熔渣的正常流動.升壓過程應(yīng)嚴格關(guān)注氣化爐壓前很少經(jīng)過提溫熔渣這- -步驟， 致使停車后爐壁掛渣較多，差變化，及時關(guān)注氣化爐壓差、爐膛、托盤、爐壁溫度變化而這將導(dǎo)致下次投料前的烘爐過程中有部分掛渣被熔下致使渣口變小，又由于烘爐時渣口處溫度受爐內(nèi)火焰及負壓影(2)投料后提溫:投料后，由于爐內(nèi)溫度相對較低，響，相對偏低。若此時盲目投料，投料后產(chǎn)生的新渣會附著提溫操作不僅要根據(jù)爐溫的上漲速度緩慢進行，更衢參考投在渣口舊渣的表面，由于剛投料后爐內(nèi)溫度偏低,升壓過程料前爐壁掛渣的具體厚度情況(若投料前掛渣較厚,則投料導(dǎo)致的氣流速度減慢等原因，導(dǎo)致渣口積渣越來越多,直至后溫變反應(yīng)慢，反之較快), 嚴禁提溫過快，防止將爐壁掛完全堵塞渣口. -段時間內(nèi)隨著壓力的升高，當爐內(nèi)熱量積渣大量熔下堵塞渣口;聚到一定程度時， 就會發(fā)生以上所述的爐壁超溫現(xiàn)象。神木(3)投料后加負荷:由于剛投料后爐內(nèi)及渣口處溫度化工曾多次在投料前的渣口大小都不到200m,這將是其在相對偏低，爐內(nèi)新產(chǎn)生的渣不易流動，若大幅度加負荷，會投料后升壓過程中出現(xiàn)爐壁超溫的直接原因。造成爐壁掛渣及渣口積渣增多,增大爐內(nèi)氣流阻力，再加上綜上，原料煤種的大幅波動，是造成爐壁超溫的根本原系統(tǒng)升壓，很容易導(dǎo)致爐內(nèi)熱量積聚,引發(fā)爐壁超溫.因此，因,投料前及正常運行時燃燒室渣口的堵塞是引起爐壁超溫氣化爐在投料后升壓過程中的加負荷量不能超過2m/h (神的直接原因。木化工半負31光常后確認系統(tǒng)穩(wěn)3解決辦法及應(yīng)對措施定無異常情況中國煤化工要嚴格控制在YHCNMHG從目前甲醇市場持續(xù)低迷及產(chǎn)品成本不斷葛降升的狀況2- 3m'/h范圍之rs，質(zhì)貝侗安廠怡鞏1J級使、間斷、少量、來分析，Texaco氣化要做到持續(xù)使用灰分低、灰熔點低、多次的原則。粘溫特性好的優(yōu)質(zhì)煤不客觀,而在一定范圍內(nèi)如何做到既使3.3提溫熔渣操作萬方數(shù)擁劣質(zhì)煤(灰分高、灰熔點高、粘溫特性差)，又能保證系(1)正常熔渣:若在正常生產(chǎn)中(下轉(zhuǎn)第 77頁)范凱: 探討化工壓力容器的防腐蝕措施控制77態(tài)，及時采取有效的防護措施，從而減緩或抑制腐蝕破壞，延長設(shè)備使用壽命,進而確?；ぴO(shè)備的安全運行，保護人[3]黃煌輝.化工壓力容器腐蝕破壞預(yù)防措施的探討[J].身安全和財產(chǎn)安全。而關(guān)于化工壓力容器的腐蝕還有許多其勞動安全與健康，2001, 12(8): 721-723.他原因，本文中只提到了一小部分防腐措施,另外的相應(yīng)的[4]謝風(fēng)英.影響壓力容器安全可靠性的主要因素[J].齊防腐措施還有待于相關(guān)人員做進一步研究和完善.魯石油化工，2000， 15(28): 7258-7263.[5]李清，陳吉圣壓力容器在設(shè)計制造過程中如何防止拷文獻或避免應(yīng)力腐蝕開裂[J].化工設(shè)備與管道, 2010,3(10): 2685-2689.[1]叢日升.淺談壓力容器的腐蝕[J].皮革化工，2003,[6]王玉飛，吉仁塔布，白競平.壓力容器在化工生產(chǎn)中3(21): 999-1001.的腐蝕與防護[J].化學(xué)工程與裝備，2009， 10(18):[2]楊洲,李明君,王蕾淺析壓力容爨應(yīng)力腐蝕及其3596- 3599.控制措施[J].天然氣與石油，2009, 7(2): 1569-(上接第74頁)遇氣化爐壓差有輕微上漲趨勢,需結(jié)合煤質(zhì)分析情況及其他壓操作，泄壓要嚴格按照泄壓逮率(0. 2Npa/min)進行，防相關(guān)指標進行綜合判斷,確認渣口熔渣不易流動并開始積聚止泄壓過快導(dǎo)致氣化爐壓差過高而損壞渣口爐磚(若泄壓過時，需適當加大中心氧給t和稍徼提高爐溫,拉長爐內(nèi)火焰程中爐璧溫度超過400個或爐壁有燒紅現(xiàn)象時，需緊急停長度，使爐內(nèi)熱區(qū)下移，將積聚在渣口處的渣逐步熔掉并隨爐)。一般而言，泄壓后爐壁溫度會逐步下降至正常。此時氣流一起進入激冷室。此步操作需適微謂，防止爐溫提升氣化爐進入專門熔渣狀態(tài)(系統(tǒng)壓力: 0. 5-0.8Mpa,負荷為較快引起爐璧掛渣大量掉下進- -步堵塞渣口;半負荷，合成氣由火炬放空)，由于系統(tǒng)壓力較低，負荷較(2)減負荷熔渣:若正常熔渣無法達到預(yù)期效果，氣小爐內(nèi)不易發(fā)生竄氣現(xiàn)象,此時應(yīng)加大中心氧量進行熔渣,化爐壓差進-一步上漲時，說明灰渣流動性較差,此時渣口積逐步、綬慢地將渣口積渣熔掉。當氣化爐壓差下降、渣口暢渣不斷增多，并且爐壁掛渣可能會增厚，工況進-一步惡化，通后，緩慢提高爐溫30-50C,將爐壁掛渣逐步熔掉。整個氣體成分開始發(fā)生變化。此時應(yīng)果斷采取減負荷措施，降低泄壓熔渣過程歷程會較長，操作要有耐心，提溫要緩慢,防新渣產(chǎn)生量,并適當加大中心氧給量和稍微提高爐溫進行熔止掛渣再次堵塞渣口.渣,使渣口積渣逐步隨氣流移走.操作中要嚴防爐溫大幅波4結(jié)束語動，防止爐壁掛查掉下，要嚴密關(guān)注氣化爐壓差及爐壁溫變(1)對神木化工爐璧超溫現(xiàn)象的深刻分析，氣化爐燃情況等，該過程可能要持續(xù)較長時間才能熔通渣口,等渣口燒室渣口在投料前后的不暢及煤質(zhì)波動是爐壁超溫的真正完全通暢后再根據(jù)煤質(zhì)變化情況決定是否加負荷,切忌盲目原因。聯(lián)系實際，該公司制定出了詳實、可行的操作應(yīng)對措加負荷操作;施，實現(xiàn)了2011年以來的穩(wěn)定生產(chǎn): .(3)泄壓熔渣:若減負荷熔渣后沒有明顯效果，氣化(2)爐壁超溫是Texaco工藝中經(jīng)常遇到的問題，究其爐壓差繼續(xù)上漲甚至超限，此時渣口已被堵塞,氣流受阻嚴原因繁多而復(fù)雜,但保持投料前后渣口的暢通及熟練掌握必重，爐內(nèi)燃燒區(qū)域狀況發(fā)生明顯改變，氣體成分大幅波動，要的熔渣方法,是應(yīng)對各個廠家由于煤質(zhì)波動引起氣化爐爐爐內(nèi)熱量無法及時被移走,開始積聚，耐火磚縫隙及熱電偶壁超溫的良方，將會在實際生產(chǎn)中發(fā)揮出廣泛而關(guān)鍵的作處很有可能會發(fā)生竄氣現(xiàn)象。這時要嚴密關(guān)注爐壁溫變情中國煤化工況，若某點溫度開始有明顯上漲時，氣化爐必須立即進行泄MHCNMHG