德士古氣化爐帶水原因分析和處理

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1、德士古氣化爐帶水原因分析和處理王建軍張敬忠張亮(山東兗礦魯南化肥廠第二氮肥廠)2001-08-16???氣化爐帶水現(xiàn)象在我廠試車和投產(chǎn)以來(lái)是一直存在的問(wèn)題，即加入的激冷水遠(yuǎn)大于合成氣飽和水蒸氣帶出和排出水的總量，但氣化爐的液位仍維持不住，隨著負(fù)荷由低向高增加，氣化爐液位急劇下降，致使整個(gè)氣化系統(tǒng)操作失控，無(wú)法提高系統(tǒng)負(fù)荷，而且時(shí)刻存在跳車的可能?，F(xiàn)將相應(yīng)的改造經(jīng)驗(yàn)介紹如下。1?氣化爐帶水時(shí)的幾種現(xiàn)象???氣化爐帶水時(shí)一般會(huì)出現(xiàn)如下幾種現(xiàn)象：氣化爐液位大范圍波動(dòng)；文丘里壓差波動(dòng)大，壓差上升；洗滌塔液位上升，進(jìn)塔水量大幅度減小后，仍無(wú)法控制液位上升；支撐板

2、溫度下降；出氣化爐的黑水減少，氣體洗滌效果下降。2?原因分析???因氣化爐操作壓力較高，高溫合成氣由燃燒室經(jīng)下降管進(jìn)入激冷室迅速冷卻，由于下降管和上升管組成的兩相流上升環(huán)隙及折流擋板的設(shè)計(jì)，目的是在短時(shí)間、最小空間內(nèi)達(dá)到高溫氣體冷卻飽和水蒸氣的初除塵，因此，存在以下問(wèn)題，激冷室示意見(jiàn)圖1。??????(1)隨著壓力與負(fù)荷的增加，激冷室內(nèi)熱流強(qiáng)度增加，當(dāng)其達(dá)到一臨界值后，傳熱方式轉(zhuǎn)為低效的膜狀沸騰傳熱，隨著變換能力下降，爐內(nèi)體隨之帶走大量的水。???(2)氣化爐在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，氣體流速增大，由設(shè)計(jì)值1.1m／s增大到1.6m／s，增加了帶水的能力。在

3、氣化爐帶水的情況下，班產(chǎn)合成氨由110噸降低到70噸左右。???(3)由于氣化爐內(nèi)下降管和上升管之間尺寸是與原始設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力相對(duì)應(yīng)的，生產(chǎn)能力加大后，兩管之間的尺寸沒(méi)有做相應(yīng)的調(diào)整，容易在水汽過(guò)飽和狀態(tài)下形成水團(tuán)，被高速氣流帶走。???(4)當(dāng)高溫合成氣經(jīng)下降管在激冷室內(nèi)瞬間冷卻，氣體和熔渣溫度下降很快，熔渣繼續(xù)下沉，氣體夾帶少量水沿下降管與上升管之間的環(huán)隙繼續(xù)上升，從合成氣出口排出；又因負(fù)荷增加，有大量氣體沖擊上升管下部鐘罩，這樣氣體通過(guò)液封繼續(xù)向上，必定會(huì)帶走大量的水。???(5)高效分布板分離合成氣夾帶的水團(tuán)時(shí)，不能完全而有效地分離氣和水，致使水

4、團(tuán)隨氣流進(jìn)入后系統(tǒng)。???(6)冷激環(huán)酸洗效果不好，有大顆粒進(jìn)入水環(huán)板，堵塞水環(huán)之間，灰水不能均勻沿下降管流下，造成上升管和下降管受熱不均勻，發(fā)生嚴(yán)重變形，致使上升氣流不勻，易使液位波動(dòng)。???(7)操作壓力和溫度過(guò)高，以及操作人員經(jīng)驗(yàn)少、操作不穩(wěn)，也是誘發(fā)帶水的原因。3?改善方法???對(duì)氣化爐帶水的問(wèn)題，著重從工藝和設(shè)備改造兩個(gè)方面進(jìn)行。???3.1?工藝方面??????(1)當(dāng)氣化爐液位下降無(wú)法得到有效控制時(shí)，最有效的處理方法是適當(dāng)降低生產(chǎn)負(fù)荷，使產(chǎn)生氣量下降，降低上升管之間的氣體流速，當(dāng)氣化爐液位穩(wěn)定不再下降或開(kāi)始上升時(shí)，穩(wěn)定生產(chǎn)負(fù)荷10min左

5、右開(kāi)始緩慢提高生產(chǎn)負(fù)荷，但不得超過(guò)降低前的負(fù)荷。???(2)氣化爐在高負(fù)荷情況下，液位不易控制太高，一般應(yīng)在2.4m左右為宜。???(3)當(dāng)氣化爐出現(xiàn)帶水時(shí)，文丘里的給水量應(yīng)隨之減少以便于降低文丘里過(guò)高的壓差和便于控制洗滌塔的液位。???(4)氣化爐出現(xiàn)帶水時(shí)，應(yīng)加大氣化爐排水調(diào)節(jié)閥FV212的開(kāi)度，破壞氣化爐帶水的條件的形成，但不易排水過(guò)大，以防止氣化爐液位過(guò)低而跳車。??????(5)經(jīng)常性校驗(yàn)儀表、控制閥門，防止儀表閥門卡死或指示誤差，從而引起液位波動(dòng)。???(6)在每次停車大修時(shí)應(yīng)酸洗激冷環(huán)，防止因結(jié)垢太多影響激冷水量，同時(shí)嚴(yán)格規(guī)定系統(tǒng)冷卻水阻

6、垢劑的添加。???(7)操作時(shí)應(yīng)以穩(wěn)定運(yùn)行為主，防止盲目增加生產(chǎn)負(fù)荷。增加生產(chǎn)負(fù)荷時(shí)，要穩(wěn)步提升，嚴(yán)禁幅度過(guò)快、過(guò)大，操作溫度要根據(jù)煤的灰熔點(diǎn)來(lái)確定，不可過(guò)高。???(8)組織技術(shù)人員對(duì)操作工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高操作水平，提高人員對(duì)氣化爐帶水現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、分析、判斷和處理能力，從而減少人為造成的操作失誤。3.2?設(shè)備方面???(1)上升管下部鋸齒分別加高，這樣高溫合成氣沖擊下降管就會(huì)穩(wěn)定流出，可有效控制液位在小范圍內(nèi)波動(dòng)。???(2)上升管下部鐘罩適當(dāng)加長(zhǎng)，這樣溢出鐘罩的氣體就會(huì)減少，也就是說(shuō)通過(guò)上升管外液封的氣體減少，減輕水的夾帶。???(3)安裝上升管

7、和下降管時(shí)，注意上升管和激冷環(huán)之間的距離，同時(shí)保證上升管和下降管的垂直度、同心度，嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量及技術(shù)要求。???(4)由于開(kāi)車時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)較大，易造成上升管損壞和位置偏移，因此，上升管的托架必須固定牢固，4個(gè)拉筋用力必須要均勻，連接螺栓要符合要求。???(5)冷卻水在進(jìn)入激冷室內(nèi)的激冷環(huán)前黑水管線上，設(shè)置過(guò)濾器，一則可減少大顆粒的灰水進(jìn)入激冷環(huán)，防止堵塞，保證有足夠的激冷水進(jìn)入激冷環(huán)來(lái)提高液位；二則便于經(jīng)常清理過(guò)濾器。4?改造后的效果???(1)氣化爐在高負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)常水現(xiàn)象明顯減少，并且一旦出現(xiàn)能夠得到及時(shí)有效的控制，使系統(tǒng)維持了高負(fù)荷生產(chǎn)的時(shí)間大

8、大延長(zhǎng)，從而提高了甲醇和合成氨系統(tǒng)的長(zhǎng)周期運(yùn)行。???(2)激冷室外過(guò)濾器的增加，有效地杜絕了