煤气化高温热水器防冲挡板技术改造

56天然气化工(C1化学与化工)2012年第37卷煤气化高温热水器防冲挡板技术改造吕世斌,徐庆,王环宇,柳奉谦(华亭煤业集团有限责任公司甘肃华亭煤电股份有限公司煤制甲醇公司,甘肃华亭744100摘要:对多元料浆气化灰水处理系统气化高温热水器及高温热水器内防冲挡板多次冲刷损坏的原因进行初步分析,提出相应的防治方案。通过对气化高温热水器防冲挡板的技术改造,其易冲刷损坏得到有效的抑制,并针对此次改造的结果进行总结关键词:煤气化;高温热水器;灰水处理系统;防冲挡板;磨蚀速率;甲醇厂中图分类号:TQ223121;TQ5156文献标识码:B文章编号:1001-9219(2012)045603华亭煤业集团有限责任公司60万a煤制甲黑水处理系统、细渣过滤系统。醇项目气化装置采用西北化工研究院的多元料浆气化技术灰水处理系统是其主要组成部分担负1高压闪蒸单元工艺流程着回收本工序气化炉和碳洗塔送来的黑水热量,将气化高温热水器(C140A/BC)和高温热水器水中的酸性气体解析出来,进一步浓缩黑水并分离(C1402ABC)是气化装置灰水处理系统的关键设出较于净的灰水,供系统循环使用的任务备。来自气化炉激冷室的黑水(234,T℃,60MPa,多元料浆气化灰水处理系统设置3套,其中灰183m/h)经减压至12MPa,进入气化高温热水器闪水澄清及细渣过滤1套。单系列灰水系统主要包蒸,闪蒸气从气化高温热水器顶部送出。洗涤塔括:高压闪蒸单元、低压闪蒸单元、真空闪蒸单元和(C30A/BC)底的黑水(2126℃,595MPa,80m3h)C1401AC1402A气化高温热水器高温热水大小p2400 mmx 12024 mm大小q1600mm×8120mm体积44.1m体积:13.m设计温度:190℃设计温度:190℃设计压力:1.2/-0.1MPa设计压力:1.2/-0.IMPa保温情况:全保温保温情况:全保温顶部出料至E1402水1301换冷縫浪C102异水台F101[医部出料至C1403底部出料至C1403A五沉渣冲图1灰水处理系统高压闪蒸单元工艺流程示意图收稿日期:0120328作者简介:吕世斌(1968)男,硕士经过减压至1MPa后进入高温热水器,在高温热生,高级机电工程师;*联系人:电邮xqg067cn@163com。水器中,一部分水闪蒸成为蒸汽,连同少量气体以厂方第4期吕世斌等:渫气化高温热水器防冲挡板技术改造57及闪蒸气从高温热水器顶部送出。两个高温热水器磨损、冲刷,导致短期内防冲挡板多次被冲穿或冲底部的液体及细渣经液位调节阀进入低温热水器掉,同时设备筒体和补强板也多次被冲穿,严重影(C1403A/B/C)。响系统运行周期。2011年4月和10月份装置大检2故障记录及临时性补救措施修期间通过拆检程控阀发现阀芯及密封面冲刷严重,部分密封面必须更换才能使用。2010年11月项目投产以来,气化装置运用进一步分析发现,黑水中含有大量煤渣悬浮固年多时间内,灰水处理系统多次发生气化高温热水体,固体多为细碎的熔融玻璃体状细渣,硬度较高器及高温热水器入口防冲挡板被冲穿或冲掉,甚至且卷度不均粒径在08Am~20μm,其黏度远大于水设备筒体被冲穿等事故,直接导致气化装置非计划的黏度,细渣含量在40g/m2350g/m3。根据化工腐蚀性停车,给公司生产经营造成严重影响。相关理论:当冲刷磨损的流体流经壳体表面时造表12011年气化高温热水器及高温热水器成冲刷磨损的主要因素在于流体流速,其次与介质防冲挡板损坏情况的悬浮物浓度、壳体表面直径等也有一定的关系。故障记录在较高流速下,特别是当介质中含有悬浮固体时,时间设备修复措施磨损显著加快,随流速的增加,碳钢和铸铁等合金C1402B防冲挡板被冲穿d≈10mm的圆孔设更换防冲挡的磨蚀速率增加几倍甚至几十倍。另外,黑水中酸2010-1220C1401BC1402B备筒体和补强板冲穿,板,补焊设备性成分如HS、NH3等酸性气体超标也加速对防冲人孔磨损45mm,筒体,史换补强板和人孔挡板腐蚀的一个重要因素。Cl401B防冲板冲掉灰水处理系统高压闪蒸单元防冲挡板损坏严检修拆检发现C1401C防冲挡板冲掉,C1401B重,检修工作量大。本公司主要采取以下两种方案2011413C40CC1401B防冲挡板冲穿d≈7mm方案一,更换解决:的圆孔,补强板磨友补强板方案一:将防冲挡板的结构由原来的单层变为5mI拆检设备发现C1401A双层结构,内层(靠近汽液进口)的防冲挡板为孔2011-6-10C1401AC1402A脱落,C1402A防冲挡方案板,孔径8mm,孔间距25mm,边缘40mm部分不开板冲穿损坏孔,采用可拆卸结构,外层挡板不开孔。内外层挡板C1401A防冲挡板被冲20!H-8-5Cl401A掉,设备筒体补强板和方案二并补抗磨蚀采用堆焊5mm厚的碳化铬,挡板基层厚度焊观察孔观察孔被冲穿和材质不变。防冲挡板结构如图2所示。C1402C防冲挡板被冲011-12-29CI402C掉,设备筒体补强板和补焊观察孔观察孔被冲穿3原因分析及改造方案气化炉和碳洗塔黑水排量过大,压差大,排水闪蒸气量大、流速大,易导致防冲挡板损坏。多次拆检设备发现,防冲挡板被冲穿为d=4mm的圆孔,分廿析认为防冲挡板损坏严重的主要原因在于气化高温热水器入口黑水减压阀(PV1401A/B/C)和高温热堆爃mm碳化锪注:·号按原图水器入口黑水减压阀(PV1410A/BC)为单座文丘里角阀,黑水减压为一股压力为12MPa流速很快的图2防冲挡板结构示意图汽液两相流,由于两调节阀距离设备筒体距离过近方案二:通过更改设备入口管道调节阀的方法(分别为300mm和220mm),阀后管道不能充满介(即将调节阀安装位置由EI28750mm移至质导致较高流速并含有大量细渣的汽液两相流直EL21700mm,安装方式由侧进底出,水平安装改为接冲刷到防冲挡板上,增大对减压阀、防冲挡板的侧进底出、竖直安装,如图3、4所示),在黑水入口厂方58天然气化工(C1化学与化工)2012年第37卷140IAc141A4"|2.5④*9p图3气化高温热水器入口管道变更示意图4气化高温热水器围堰结构示意图管道进行降压,使人口压力稍大于设备内压力,同防冲挡板和设备筒体减薄量在测厚仪上基本反映不时在设备内黑水入口处增设围堰使入口管道充满出,方案二很好地解决了气化高温热水器防冲挡板黑水,利用水的粘滞力逐级衰减减压黑水的动量,损坏的问题,防冲挡板的使用寿命由原来的20天左以防止黑水直接冲击防冲挡板或设备筒体。减压后右提高到现在的6个月,每年可减少气化装置非计高速黑水流进入充满黑水的管道,黑水介质质点会划停车10次以上,有力地保障了灰水处理系统长周产生内摩擦反抗质点间的相对运动达到降低流速期稳定运行每年可节约生产成本3000万元以上,为的目的,利用液体这种粘滞作用减缓对管道和防冲公司创造更好的经济效益和社会效益。挡板的冲刷和腐蚀。5结语4改造后的效果方案二基本解决防冲挡板易损坏的问题,但此通过实际运行来看:方案一在一定程度上延长技术改造方案缺乏更精确的数据计算论证,今后要了防冲挡板的使用寿命,但未彻底解决此问题,防冲加强对气化高温闪蒸单元的黑水成分定性分析,特挡板仍存在被冲穿或冲掉的现象。为此,华亭煤业公别是黑水pH值流速、固含量等,定期对防冲挡板司釆用方案二对A套气化高温热水器进行改造,并和设备易损蚀部位测厚,分析损坏规律,寻找更为通过装置实际运行情况来检验改造后的效果以决定切实可行的防治方法。其他设备是否也采用此方案进行技术改造。改造后参考文献装置运行期间,高压闪蒸单元闪蒸效果和原设计值[1]HE毕勒D维斯腾贝格合理的防腐设计M赵克清,接近,符合工艺条件,停车后拆检设备观察,防冲挡译北京化学工业出版社,1990板无明显损坏,用测厚仪对原易损坏部位进行测厚,2]陈小华.高压闪燕罐壳体损坏防治对策团大氮肥2004,27(5:336-338Revamp of anti-scouring baffle of high temperature water heater in coal gasification systemLU Shi-bin, XU Qing, WANG Huan-yu, LIU Feng-qian,Coal to Methanol Company of Gansu Huating Coal and Electricity Co, Ltd, Huating Coal Industry Group Co, Ltd, Huating 744100, China,Abstact: The causes of repeated damage of the high temperature water heater and its anti-scouring baffles in the ash watertreatment system of Multi-Component Slurry Gasification (MCSG)were analyzed, and some measures were put forward to solve theroblem. After revamping the anti-scouring baffles, the damage easily caused by scouring was suppressed effectively, and therevamping results were presented.Keywords: coal gasification; high temperature water heater; ash water treatment system; anti-scouring bafe; abrasion ratemethanol plant厂方