提高德士古气化炉运行周期的措施
１ 吹灰阀门设计及程序更改
正常运行期间ꎬ气化炉原首钢 ６４ 台吹灰阀存 在不同程度的内漏ꎬ大量吹灰气泄漏至气化炉内ꎬ 导致压力较低ꎬ从而使吹灰系统无法起到吹灰的 作用ꎮ 气化炉运行至后期ꎬ水冷壁积灰使其换热 效率逐渐降低ꎬ工艺气热量后移ꎬ对流废锅出口温 度上升ꎬ为了降低对流废锅出口温度ꎬ常需要强制 开吹灰阀进行降温ꎬ这使得吹灰气压力进一步下 降ꎬ以至于水冷壁积灰更加恶化ꎬ最终使气化炉被 迫降负荷运行ꎮ
管线进入炉体后穿过导渣锥体形成环状ꎬ以 １２０° 均布 ３ 个三通阀垂直向上引出 ３ 条管线ꎬ分别为 Ａ 管、Ｂ 管和 Ｃ 管ꎮ 该环底部需制作支撑ꎬ焊接固 定到导渣锥体内壁上ꎮ 喷嘴平面分为一层ꎬ位置 在拐点向上 ８００ ｍｍ 处ꎮ 同层内喷嘴为 ３０°均布ꎬ 共 ６ 个ꎬ可使其雾化效果互补ꎬ增强冷却效果ꎮ 各 新增管线和喷嘴利用抱卡固定到就近水冷壁上水 管线上ꎮ 通过以上措施不但解决了对工艺气的降 温ꎬ而且将高温液态渣降温至正常温度后掉落至 废锅水浴中ꎬ进一步降温后通过锁斗排至渣斗内ꎬ 降低堵塞二次通道的风险[３￣４] ꎮ
针对吹灰系统的特点及目前吹灰阀内漏的问 题ꎬ设计适合吹灰系统特点的新阀门ꎬ并将原设计 的吹灰程序进行更改ꎬ目前运行时避免了阀门内 漏的问题ꎮ 将吹灰程序分成 ７ 个单系列ꎬ每个系 列各增加 １ 道新总阀ꎬ吹灰时先打开单系列总阀ꎬ 再依次打开原吹灰阀进行吹灰ꎬ吹灰完毕后关闭 单系列总阀ꎬ再打开下一组单系列总阀进行吹灰ꎮ 当上一组单系列吹灰总阀关闭后ꎬ工艺气被切断ꎬ 不能通过原来的吹灰阀门内漏ꎬ可提高吹灰气的 压力ꎮ 在高压力的吹灰气吹灰的情况下ꎬ不但能
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氮肥与合成气 第 ４７ 卷 第 ２ 期 ２０１９ 年 ２ 月
提高德士古气化炉运行周期的措施
崔腾巍 ( 神华宁夏煤业集团 甲醇分公司ꎬ 宁夏银川 ７５０４０９)
摘 要: 针对吹灰阀门泄漏严重ꎬ吹灰效果不佳ꎬ气化炉运行至后期ꎬ对流废锅出口温度高ꎬ只能降负荷维
持运行等问题ꎬ采取对吹灰阀增加总阀ꎬ更改吹灰程序ꎬ增加激冷水系统等措施ꎬ以解决对流废锅出口温度高的 问题ꎮ 改造后ꎬ气化炉满负荷长周期连续稳定运行 ５０ ｄ 以上ꎬ改造效果良好ꎮ
为了解决以上问题ꎬ通过在气化炉辐射废锅 内部增加激冷水系统来降低工艺气温度 ( 见图 １)ꎮ 激冷水来源选择激冷水泵出口冷凝水( 中压 锅炉给水作为紧急情况下投用ꎬ在框架三层东侧 中压锅炉给水与激冷水泵出口冷凝水之间管线用 １ 道闸阀相连) ꎬ压力为 ６. ５ ＭＰａꎬ 温度为１０５ ℃ ꎮ 从 ＦＶ２１５ 系列阀组总阀后开口ꎬ用 ５０ ｍｍ 管线引 出并增加 １ 道总阀ꎻ从原弃用液位计液相管线处 ( ＣＮ６ ) 引 入 激 冷 水ꎬ 采 用 法 兰 连 接 ( ５０ ｍｍ ＣＬ６００ＲＪ) ꎬ并利用其原液相根部阀作为切断阀ꎮ
针对以上问题ꎬ笔者通过对吹灰阀门、激冷水 等关键设备进行自主研发ꎬ形成一套关键设备技
术ꎬ并在甲醇厂现有的一台气化炉上进行运行试 验ꎬ检验成果ꎬ预计将有效解决目前气化关键设备 存在的问题ꎬ实现气化炉平均负荷由 ９７％ 左右增 加到 １１０％ ꎬ单台气化炉平均连续运行周期由１６ ｄ 增加至 ５０ ｄ 以上ꎬ正常情况下ꎬ气化炉实现完好 备炉状态ꎬ大大提高甲醇产量ꎬ降低能耗ꎬ减少检 维修费用ꎬ提高企业竞争力[２] ꎮ
作者简介:崔腾巍(１９８２—) ꎬ男ꎬ助理工程师ꎬ从事煤气化工作ꎻｃｔｗｌｏｖｅｆｅｅｌ＠ １６３. ｃｏｍ
氮肥与合成气 第 ４７ 卷 第 ２ 期 ２０１９ 年 ２ 月
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降低对吹灰阀门的磨损ꎬ而且能吹掉大量水冷壁 上的积灰ꎬ提高吹灰效果ꎬ增加水冷壁的换热效 率ꎮ 原首钢设计阀门与管线为焊接方式ꎬ阀门内 漏或填料泄漏时检修难度大ꎬ只有从管道上割下 才能检修ꎬ检修很不方便ꎻ现改为法 封阀座ꎬ长时间高温下容易老化ꎬ造成泄漏ꎻ现改 为硬密封阀座ꎬ减少内漏ꎬ从而提高吹灰压力ꎮ
目前气化炉对煤质适应性差ꎬ煤质稍有波动 就会造成气化炉排渣量少、辐射废锅内堵渣ꎬ导致 气化炉被迫降负荷运行或停车检修ꎬ停车后每次 检修时间约 １０ ｄꎻ因吹灰阀泄漏严重ꎬ压力低ꎬ吹 灰效果不佳ꎬ气化炉运行至后期ꎬ对流废锅出口温 度高ꎬ只能降负荷维持运行ꎬ最低降至半负荷运 行[１] ꎮ 因此ꎬ在正常运行过程中ꎬ气化炉几乎做 不到备炉状态ꎬ气化炉频繁检修ꎬ连续运行时间 短ꎬ而且运行至后期负荷低ꎮ
２ 气化炉辐射废锅拐点增加激冷水
当气化炉运行到后期ꎬ对流废锅出口温度逐 渐升高ꎬ尤其是在割除部分新增水冷壁后ꎬ因水冷 壁换热面积大大缩小ꎬ从而使对流废锅出口温度 运行到后期更加恶化ꎮ 高温工艺气通过拐点时ꎬ 液态渣也未能及时将温度降至正常水平ꎬ增加液 态渣被工艺气夹带至二次通道的概率ꎬ增加二次 通道被堵塞的风险ꎬ仅仅依靠吹灰气已无法将工 艺气温度降低至正常水平ꎮ
关键词: 气化炉ꎻ 德士古ꎻ 吹灰系统ꎻ 激冷水 中图分类号:ＴＱ５４５ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９６￣３５４８(２０１９)０２￣００２８￣０３
神华宁夏煤业集团甲醇分公司(简称甲醇 厂) 自试车以来ꎬ由于生产原料煤质的改变、废锅 本身设计存在缺陷等因素的影响ꎬ气化炉辐射废 锅结渣严重、对流废锅出口温度高ꎬ严重制约了气 化炉的运行周期ꎮ 为了维护生产ꎬ经过多年科技 攻关ꎬ气化炉运行周期明显增加ꎬ由原来最长连续 运行 １２ ｄ 增加到最长 １６３ ｄꎬ气化炉负荷由 ６１％ 增加到最大 １１０％ ꎬ科技成果显著ꎮ
德士古气化装置运行初期存在问题与解决措施
热电偶使用寿命短 、 指示 ， 的使 用 寿命 只有 １ 左右 ， 假 有 周
短 的甚 至刚开车 即损坏无 法 长期指 示炉 内温度 ， 能用 于指 导 仅 开 车。 原 因分 析 ： 炉膛热 电偶 由燃烧 室外 径 壳壁 、 隔热层 、 三层耐 火砖插 入燃 烧室 ， 以指示炉 内燃 烧温 度 。由 于各层 耐 火材料 用 的热膨胀 系数不同 ， 电偶受 到剪切 力的作用而受到破坏。 热 解决方 法 ： 更换新 的热 电偶 ， 使热 电偶 头部距 内壁耐 火砖 向 火 面约 ５ ｍ， ０ｍ 能够准 确测 量炉膛 温 度 。在 正常生 产操 作 中根 据气体组分及炉渣 的形状间接判断炉温高低 。
ｉｇｍｏ ｅｏ ｆ ｅｏ ｅａｉｇ ｗｏｓａ ｄｎ ｎ ｄ ｆ“ ｖ ｐ ｒｔ ，ｔ ｔｎ ｉｇ—ｂ ” ｓａ ｏ ｔｄ ｈ ｅｃ ｍｍｉｓｏ ｉｇｓ ｃ ｅ ｄ ｄ ｏ ｙ３ ２ １ ｉ ｎ ｙ ｗａ ｄ ｐｅ ．Ｔ ｏ ｓｉｎｎ ｕ ｃ ｅ ｅ ｎ Ｍａ ０， ０ ０，ｏ ｅａｉｇ ｐ ｒｔ ｎ
ｎ ｒ ｌｙ ｈ ｅ ｐ ｏ ｌｍｓｄ ｒ ｇ ｃ ｒ ｍｉｓ ｎ ｎ ｎ ｐ ｒ ｔ ｎ ｗ ｒ ｎ ｙ ｅ ｎ ｕ ｏ ｍａｌ ．Ｔ ｒ ｂ ｅ ｕ ｎ ｏ ｉ ｍ ｓｉ ｉ ｇ ａ ｄ ｏ ｅ ａｉ ｅ ｅ ａ ａ ｚ ｄ ａ ｄ ｓ ｍｍｅ ｉｅ ． ｏ ｏ ｌ ｒ ｄ ｚ
六套磨煤系统 、 台气 化炉 及灰水 处 理系 统和 三套灰 水沉 降系 七 统 。气化炉为五开二 备。气化压 力为 ６ ５ Ｍ ａ 生 产能力 为 ５ ． Ｐ ， ３ ×１ （ ） ｈ的 Ｈ ＋ Ｃ ０ ｍ’ 标 ／ ＇ Ｏ气 。气 化装置 于 ２ １ ０ ０年 ５月进行 试车， ２１ 至 ０ １年 ３月 已运行将近一年时 间。
德士古气化炉烧嘴长周期运行的方法
冷却水系统，气化炉联锁跳车。
德士古气化炉预混式烧嘴在满负荷工况下，由以上两种原因，一般使用寿命在60 d 左右，很难超过90 d 。
3 德士古气化炉烧嘴延长寿命的措施3.1 烧嘴冷水盘管增加防护措施针对烧嘴冷却水盘管容易烧穿处增加保护措施。
冷却水盘管材质为INCONEL625，烧嘴冷却水夹套与烧嘴头部连接处容易烧穿，在原有设计基础上，在连接处安装一层耐火网，在下方再焊接安装一段保护套，对该薄弱点双重保护，避免热辐射直接作用到冷却水盘管与烧嘴焊接连接段[1]。
3.2 烧嘴煤浆喷头材质改进烧嘴磨损后，特别是煤浆喷头磨损后烧嘴压差会变小，这会影响煤浆雾化效果，碳转化率也会降低。
德士古气化炉烧嘴一般设计材质是与氧气接触的部分是INCONEL625材料，煤浆喷头材质是UMCo50。
为减缓煤浆喷头磨损，选用高硬度和耐磨性的材料制作煤浆喷头，改成复合陶瓷材质。
复合陶瓷具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。
改进材质后，烧嘴运行时间明显增加。
实践证明，硬质合金材质的煤浆喷头有更好的耐磨性，这为德士古气化炉长周期运行创造了条件。
3.3 工艺烧嘴设计参数与操作参数相匹配控制在工艺烧嘴的规格不改变的情况下，操作人员的操作思维、工艺操作条件和气化炉运行状态促使烧嘴所工作环境变化也是决定气化炉烧嘴能否长周期稳定运行的关键因素。
1 德士古气化炉烧嘴简介德士古气化炉是用在水煤浆加压气化技术的气化炉种类之一，而气化炉是煤气化装置最核心的设备，工艺烧嘴是决定气化炉长周期运行的重要条件之一。
德士古气化炉烧嘴安装在气化炉顶部，是水煤浆、氧气进入气化炉的入口点。
其主要作用是将进入气化炉的水煤浆和氧气混合、雾化，结构为预混式三流道设计，中心管走中心氧气，内环隙走水煤浆，外环隙走环隙氧气，烧嘴头部有冷却水夹套及冷却水盘管，运行时通冷却水以保护烧嘴不被烧坏。
2 德士古气化炉烧嘴运行现状气化炉烧嘴是决定气化炉长周期运行的重要条件，常见的损坏形式有烧嘴冷却水盘管烧嘴和烧嘴喷头磨损，只要出现其中一条，就需要停炉更换烧嘴。
德士古气化炉开车初期出现的问题及解决方法
粗 渣粒 度 较 大 的原 因 主要 受 煤 质 的影 响 ，灰
渣 粒度 较 大 。另 外 ，操 作 温度 较 低 ，熔 渣 的流 动 性 较差 ，在激 冷 室冷 却 时 形成 块 渣 ，经 破 渣机 破 碎 后 形成 粒 度 较大 的粗 渣 。为此 提 出 以下解 决 方 法 ：① 在 渣 水 侧 管 线 入 口焊 接 篦 子 板 ，过 滤 掉
烷 含 量 由原 来 的 ８ ０ ０￣ ｔ ｇ ／ ｇ降低 至 ３ ０ ０ Ｐ ｇ ／ ｇ 。 经 采
统经 过 四级 闪 蒸进 行 回收 。此 套 装置 于 ２ ０ １ ４ 年１ 月ｌ ７目一 次性投 料 试车 成 功 ，在 运 行初 期暴 露 出 来 的 问题较 多 ，开 停 车 频繁 ，劳动 量 较 大 ，运 行 周 期 短 。现 就 开车 初 期遇 到 的影 响 连 续生 产 的 问
缓慢 过度 到新 煤种 ，做好 分析 ，及 时调整 。其 次 ，
煤浆 浓 度 、煤 浆 粒度 、煤浆 粘 度 也会 影 响 到气 化
炉 的稳 定 运 行 。所 以，煤 浆浓 度 应 保持 稳 定 ，大 约在 ５ ８ ％ ～６ ２ ％。要 及 时 、准 确 分析 浓 度 ，并及 时 调整 氧 ／ 煤 比， 否则 炉温 、 产气 量都 会发 生变 化 ， 造成 工 况不稳 定 ，从 而堵 渣 。
的状 态 下发 生部 分氧 化 反应 ，生 成 Ｈ 、Ｃ Ｏ、Ｃ Ｏ 和Ｈ ｏ 以及 Ｈ Ｓ 、Ｃ Ｈ 等 气体 。 由于气 化 温度 较 高 （ １ ２ ５ ０℃左 右 ）， 大 部分 煤灰 渣呈 熔融 态流 出， 在 气 化炉 底 部 用激 冷 水 降温 后凝 固 ，经 过 锁 斗排
如何保证气化炉长周期运行
如何保证气化炉长周期运行气化炉是煤化工装置的核心和龙头，决定了全系统装置能否长周期、满负荷、安全、稳定地运行，也决定了产品的成本效益。
在调查中了解到，目前煤化工装置运行的无论是干煤粉还是水煤浆煤气化炉，单炉最长连续运行时间都达到了200多天,但各个类型炉型之间依旧有差别。
同样是水煤浆气化炉（包含备用炉），有连续运行300多天的，也有连续运行550天的。
业内专家指出，影响气化炉长周期运行的是综合因素，考量的是企业的综合实力，企业应当着重在烧嘴精度、喷嘴与气化炉流场结构、排渣系统的优化设计，提高灰水系统运行周期和保持煤质稳定上下功夫。
优选喷嘴材料和处理工艺喷嘴是气化炉的核心设备，喷嘴使用寿命是决定气化炉生产周期长短的关键因素，60%的气化炉停车都与喷嘴有关。
伊泰煤制油公司总经理刘尚利认为，喷嘴寿命周期在100~150天，到时候必须停下来更换，喷嘴损坏会直接造成气化反应氧碳比失调，使气化炉进料紊乱，甚至引发超温、过氧爆炸等严重事故。
因此，除了喷嘴加工精度外，使用中的监控和管理也非常重要的。
华东理工大学洁净煤技术研究所周志杰副教授认为，提高喷嘴的寿命需要对其结构设计优化，煤浆中的固体颗粒对喷嘴材料的磨损很大，应尽量降低煤浆流动速度，还要探索采用耐高温、耐磨材料或者堆焊耐磨合金加热处理工艺制造喷头。
陕西鑫立喷嘴研制开发有限公司技术部部长胡战卜则表示，烧嘴的运行与氧煤比、水煤浆流速等因素有关，要提高烧嘴及气化炉稳定运行周期，今后还应探索外氧气流和水煤浆流的最佳角度结构设计，使喷射结构和角度更合理，达到最好的混合、雾化效果，使水煤浆反应充分，有效气含量提高，煤渣含碳量降低。
在运行中为保护烧嘴，有煤化工企业通过在烧嘴前端浇注保温材料，使烧嘴盘管及外头端部与炉内火焰有效隔离，炉内火焰不会直接对冷却水盘管和外喷头进行烧蚀，减少烧嘴外头端部因受热冲击产生的龟裂，消除了冷却水盘管和外头角焊缝处受炉内高温气体的影响引起的热应力损坏，延长了烧嘴使用周期，保障了气化装置的长周期稳定运行。
中天合创气化炉长周期运行实践与措施
图 １ ９ 号气化炉烧嘴运行 １０１ ｄ 头部龟裂图
左右 [１] ꎮ
２０１６ 年开车以来ꎬ因气化炉烧嘴压差低引起
气化炉跳车占所有停炉事件的 ８３. ６％ ꎮ 由此可
见ꎬ烧嘴压差在很长一段时间内ꎬ是制约气化炉长
周期运行的主要因素ꎮ
为了延长气化炉烧嘴运行周期ꎬ采用了高压
差烧嘴替代低压差烧嘴ꎮ 根据 ９ 号气化炉投料初
长周期运行的经验进行总结和探讨ꎮ
和 烧 嘴 头 部 的 热 疲 劳 龟 裂 维 修 情 况 ( 见 图 １、
渐提升到 ６０ ｄ 以上ꎬ２０１９ 年 ８ 月 ２６ 日ꎬ９ 号气化
装置单炉最长连续运行记录ꎮ 笔者结合该气化炉
１ 存在的问题及对策
另外ꎬ为了延长烧嘴运行周期ꎬ与烧嘴维修厂
的维修情况ꎬ重点关注烧嘴中间煤浆通道的磨损
气化装置要求中控操作人员观察闪蒸系统的
真空度ꎬ及时进行参数调整ꎮ
(４) 落实排黑管道的在线测厚ꎮ
对管道磨损情况进行掌握ꎬ如发现有磨损较
严重的管道应及时更换ꎬ或者在线贴板加强ꎬ保证
设备安全稳定运行ꎮ
１. ４ 气化炉堵渣
烧不充分ꎬ炉子渣量约等于正常运行时候的１. ５ ~
２. ０ 倍ꎬ此时细微的灰渣从锁斗循环泵入口进入到
的煤浆浓度、黏度在工艺指标范围内ꎻ另一方面根
据分析数据结果ꎬ对粒度分布较差的磨煤机适当
添加钢棒ꎬ保证煤浆粒度分布合格ꎬ减少粗粒子数
量ꎮ 将供 ９ 号气化炉煤浆的 ５ 号大煤浆槽煤浆质
量分 数 维 持 在 ６０. ５％ ~ ６２. ５％ ꎬ 黏 度 保 持 在
５００ ~ １ ２００ ｃＰꎮ 另外ꎬ要求由专人负责检查磨煤
关键词: 气化炉ꎻ 长周期ꎻ 措施
中图分类号:ＴＱ５４５ 文献标志码:Ｂ 文章编号:２０９６￣３５４８(２０２１)０２￣００３８￣０４
德士古气化装置运行初期存在的问题与解决措施
２ ０・
科技 论坛
德士古气化装置运行初期存在 的问题 与解决措施
于 占胜
Hale Waihona Puke （ 黑龙 江北 大荒农业股份 有限公 司浩良河化肥分公司造气车间， 黑龙江 伊春 １ ５ ３ １ ０ ３ ）
摘 要： 自淮４ ｔ ； － ￣程 引进德士古气化水煤浆加压 气化工 艺以来 ， 近 几年 ， 国内相继 多家化 工企 业投入 、 运行水煤浆加压 气化 装置。但 运行初期 ， 德士古气装置 并不成熟 ， 仍存在许 多缺 陷。先后 出现低压煤浆泵 出、 入 口阀堵塞、 气化炉的预计可使 用年 限缩短 、 煤浆入炉管线 振、 ， 德 士古烧嘴使 用寿命短、 捞渣机链条脱落等问题 。 据２ ０ ０ ２ 年 不完全统计 ， 全国累计 生产合成氨在 ２ ０ ０ ｋ ｔ 左右 ， 与理想的合成氨产量还 相距甚远 。 之后在 山东鲁 南化肥厂、 上海焦化有 限公 司、 渭河化肥厂等各地均有专业科研人 员对德士古气装置存在 的问题进行试验探 究。 关键词 ： 气化装置 ； 激冷水流量 ； 锁渣 系统 ； 灰水换热器 ； 气化喷嘴
在对德士古气第四套装置进行 的一 系列研究下 ， 综合试验运行 锁渣系统在在德士古气化装置初期运行时质量一直都不 太好 。 ２ ． ２灰水 处 理 系统 中装置 的工作情况 ， 本文通过三个方面 ， 深 人了解 、 分析运行初期存 在 的问题 ， 并就原 因所采取的解决措施作 出大致介绍 。 第一方面 ， 研 德士古气化装置初期运行还不太成熟 时 ， 对稳定 气化最关键 的 多数化工企业采用 的灰水 系统 都为 究、 改 善德 士古水煤浆加压气化装置 ， 讨论煤浆 泵进 、 出口阀堵塞及 操作是灰水处理。初期 运行 时 ， 其改造方案 ， 重 点探讨激冷水流量下降 ； 第 二方面 ， 研究气化装置运 二级 闪蒸 。 其特点主要有流程 简单 、 操作 方便 ， 结合气化炉排黑水和 行情况存在 的问题 ； 第三方面 ， 分 析得 出运行初 期 ， 其他可 能导致德 碳洗塔排黑水分开进高压闪蒸罐方式 ， 能有效解决气化炉 和碳 洗塔 士古气装置 出现耐火寿命短 ， 气化炉耗氧高等问题 的因素 。 共用一个黑水排放总管而使碳洗塔黑水管线堵 的现象 。 但长时间运 １德士古水煤 浆加压气化装置 行仍会使闪蒸罐及管壁结垢 、 真空 闪蒸除沫器堵塞严 重。甚至在操 １ ． １ 煤 浆泵进 、 出口阀堵 塞 作不稳 定时 ， 会 出现壁垢脱 落堵 塞管道或卡住 阀门的情况 ， 导 致闪 德士古气化装置运行初期最 常见 的问题就是煤浆泵的进 、 出口 蒸罐 液位高 、 换热 器效率 变差 ， 灰 水质量 下降 ， 影 响系统 的稳定 运 阀堵塞 。 在机器运行一段时间后 ， 进 出口泵用手摸感 觉是 凉的， 敲击 行 。一般长期运行需要定期停 车对 闪蒸 系统进行清理 。 时听不 到煤浆通过 阀门的声音。经｛ ｛ 查发现 ， 故 障是 由于煤浆沉 降 ２ ． ３气化喷嘴 后形成 的黏泥物几乎将进 、 出 口泵堵塞 。Ｅ ｔ 常作业出现故 障， 需 要工 气化 喷嘴是德 士古煤气 化工艺的核心设备 ，喷 嘴运行初期 ， 雾 人进行频繁 ， 降低了生产效率 ， 还大大增加 了检修人员的工作量。 在 化效果好 ， 气化成分稳定 ， 系统工况稳定 。运行到后期 ， 喷嘴头部变 反复检验后 ， 发现不是煤浆泵 的设计 、 选材及加工 质量 方面 的原 因， 形 ， 雾化效 果不好 ， 气体成分变化较 大 ， 有 效气成分下 降 ， 特别 是发 经过工厂技术人员再次试验 ，发现问题的关键 出在磨煤机衬板上 ， 生偏 喷时， 使局部温度过高 ， 烧坏热偶 ， 严重 时 ， 发生窜气 ， 导致炉壁 而高 压煤 浆泵 问题 的关键 出在大煤浆槽上。 最开始磨煤机原衬板为 超温。喷嘴的运行质量 和使用寿命直接决定气化运行周期 。 我公 司 橡胶衬板 ， 磨煤机在 运行 过程 中在钢棒 的不 断撞击下 ， 橡胶衬板 部 由于煤质等原 因 ， 喷嘴使用 寿命偏低 ， 运行时 间最长 的不 到 ３ 个月， 分破 裂脱 落混入煤浆 中堵塞低压煤浆泵的进 出 口阀。 找到 了问题所 最 短时只有 ５ 天， 严 重制 约了系统 的长期运 行。延长喷嘴 的使用寿 在， 技 术人员就思考 可以将滤液管线放置 在沉 降槽里 ， 果然有效 的 命 ， 已成为完善德士古气化装 置初期运行质 量最 主要 的问题 ， 目前 ， 减少 了堵 塞次数 ， 制浆工作也 能稳定运行 了。 相关研究人员正在对烧嘴进行改造 ， 相信其使用效果会越来越好。 ３ 其 他 参 数 因 素 １ ． ２灰水换热器堵塞 水煤 浆加 压气化装置 中的灰水经换热器作用在 于将气化炉 、 洗 从德 土古 气化技术应 用 以来 ，煤质一 直是一个非 常关键 的问 灰份 、 挥发份及碳 、 氢、 氧、 氮、 硫、 氯等元素 的含量都 涤塔排放的黑水经 闪蒸 和沉 降处理后 ， 与闪蒸气换热 回收热量后返 题 。煤的水 份、 虽然在理论上 ， 德 土古气化对煤种 的适应性较广 。 回系统循 环使 用。灰水换热器经常堵塞 的原 因是灰水 中含有灰质 ， 会间接影响产量 。 堵塞时 ， 需要拆换热器的封头对管程进行清理 。灰水换热器为 ｕ形 但在实际运行 中 ， 装置在长期运行 后 ， 会 出现炉渣过 大而堵 塞管道 。 管式 ， 灰水走管 程 ， 故难 以清理 ， 用高压水枪只能 冲走 浮灰 ， 无法处 故改变煤质状况 ， 用适合 的煤 中以稳定生产 、 保证 气化 长期 、 经 济的 理 已堵死 的管子 ， 实际工作 中如果发 生灰水换热器堵 塞 ， 将严 重影 运行是 当务 之急 。烧嘴运行质 量对德土古气化 中炉砖 的影响也很 尤其是 在烧嘴偏 喷 时 ， 炉 砖局部 温度会 显著增 高 ， 少数炉 砖腐 响 了换热效果 和灰水 流量 。为 了有效改善这种情况 ， 在换热器 的使 大 ， 用 中， 宜将换热器 的 Ｕ形 管束 由垂直放置改为水平放 置。 只有这样 ， 蚀、 损 毁相 当严重 。另外 ， 操作温度也会影 响装置的运行 ， 在正常生 在灰水少量 回倒的时候 ， 管路 中的灰渣 才会均匀地沉积在整个 Ｕ形 产条件下 ， 炉砖表面有一层煤渣层 ， 温度低 时渣层 较厚 ， 温度 高时渣 管 的水平面上 ， 积灰面积也可相对增加 ， 使 Ｕ形管不易被堵死。 层较薄 ， 适 当的渣层可 以减缓气体和熔渣 的冲刷 。针对上述炉砖 的 １ ． ３ 激 冷水 流量下降 抗高温 问题 ， 国内已生产 出耐火强度更优 良的炉砖 。 激冷环处 于高温环境下容 易结垢 ，只有 激冷水 的水 质可 以改 ４ 结 论 善 。为 了保护气化炉的激冷 环和下降 ， 将从洗涤塔下部抽取 的工艺 我 国对节约能源 、 合 成氨产量等 问题 日益 重视 ， 德土 古气化 技 灰作 为水气化装置激 冷水 。技术人员在 调整了整个 系统的水循环 术 的引进效益明显。 虽然初期运行存在一些 问题 ， 但在不断试验 、 检 德土古气化 的合成 器系统和 后， 采取向激冷环上供应除氧水方法 。调整 以后 ， 激冷水流量上升 ， 验 的基础上 已有较大的改善。现如今 ， 还能有效用于仪表冲洗和泵 轴冷却 。 烧 嘴冷却系统等愈发成熟。 我们 因潜心致力于德土古气化装置改造 的研究 中， 立志使德 土古气化技术在我 国的应用更上一层 楼。 ２ 气化 装置运行情况 ２ ． １ 锁 渣 系统 参考文献 在德士古气化装置初期运行时 ， 锁渣 系统运行质量 与煤质 能对 【 １ 】 张双全． 煤化 Ｍ］ ． 北京 ： 中国矿业大学 出版社 ， ２ ０ ０ ４ ． 其产生 间接影响 。 在运行过程中 ， 不经改善破渣机会出现密封性小 、 【 ２ ］ 米振涛． 化工工 艺学【 Ｍ］ ． 北京 ： 化工工业 出版社 ， ２ ０ ０ ６ ． 负荷波动大等问题 。初期破渣机填料一般采用聚 四氟 乙烯 ， 经长期 ［ ３ ］ 陈勇献． 德士 古水煤浆加压 气化技 术存 在 问题探 讨［ Ｊ ］ ． 河 南化 工 ， 生产发现效果并不理想 。 后经研究改善为效果 较好 石墨填料 。破渣 ２ ０ ０ ５ （ １ １ １ ． 机运行是否稳定很大程度上取决于操作炉的炉温 ， 过低或过高都会 造成偏 喷， 严重会 出现故 障停止工作 。 由于负荷过大 ， 使链条受力不 匀， 导致掉链 故障称为捞渣机 掉链 ， 也是锁渣系统运行 常 出现 的现 象。 掉链处理一般都 比较困难 ， 要经过人工几个小时的清 除积渣 ， 才 能使链条复位 。 虽然针对各种问题都采 取了相应措施 ， 但 总体来说 ，
德士古气化装置运行总结
德士古气化装置运行总结许令奇，陈迎(安徽淮化集团有限公司，安徽淮南 232038) 2002-11-16淮化"18·30”工程是新建的一套年产180kt合成氨、300kt尿素的生产装置。
其中气化部分采用美国德士古公司水煤浆加压气化工艺，是国内继山东鲁南化肥厂、上海焦化有限公司、渭河化肥厂之后投运的第四套水煤浆加压气化装置。
装置包括二套磨煤系统、三台气化炉及一套灰水处理系统。
气化炉为二开一备。
气化压力为4.0MPa，生产能力为1264km3／d的H2+CO气。
装置于2000年8月进行化工试车，至2002年4月已运行一年半时间，其间对系统进行了大小几十项改造，并成功地进行了义马煤中配入华亭煤、石油焦的试烧工作，运行显示该装置具有生产能力大，安全稳定，操作弹性大的优点，截止2002年4月，已累计生产合成氨250kt。
1 试车及气化装置运行情况1.1 制浆试车1999年11月对制浆系统首先进行试车，通过对磨机加棒级配的变化和对添加剂量的调整，制出了完全符合德士古气化要求的水煤浆，磨机试车制浆的级配见表1。
1.2 气化试车气化装置于2000年8月9日进行单台炉试车。
分二个阶段，第一阶段(2000.8.9～8.17)单台气化炉60％负荷运行，合成气放空到火炬，该阶段九天时间，3＃气化炉投料5次，全部取得成功。
第四次停车时，在未换德士古烧嘴，未重新升温的情况下，连投成功。
化工试车第二阶段(2000.9.19～10.9)，启动二台气化炉，合格煤气进入下游工序并打通合成氨流程，转入试生产阶段。
1.3 装置运行情况及技术指标气化装置从2000年8月9日第一次投料起，至2002年4月，3台气化炉共投料78次，累计运行23861h，单炉连续稳定运行时间为1154h，一年多来三台气化炉的开停车情况见表2，造成气化炉停车原因见表3。
运行过程中，针对出现的问题，对装置进行了几十项技术改造，积累了较为丰富的经验，并分别于2000年11月进行了义马煤配入50％华亭煤的试烧，2002年3月配入20％石油焦的试烧工作，皆取得了成功。
德士古气化炉经济运行浅析
德士古气化炉经济运行浅析作者：王靖博殷春张受坤来源：《科学与财富》2018年第34期摘要：针对德士古气化炉运行中影响气化炉长周期稳定运行的因素，结合长期运行实践，进行分析，并给出了提高气化炉运行周期和经济性的优化运行措施。
采取优化措施后，有效提高了气化炉运行周期和产气率，同时降低了能耗，节约了生产成本。
关键词：德士古气化炉；运行周期；经济性第一章概述德士古煤气化工艺于1948年由位于美国加利福尼亚州南部的德士古公司蒙特贝拉研究中心的实验厂首创，经过几十年的研究与开发，发展到如今气化领域不可或缺的一项技术。
德士古气化工艺的商业化使用已有近50年的历史，这种工艺是将天然气、煤等含碳物质转化为一氧化碳和氢气的一种技术。
该工艺生产的工艺气，有多种用途，包括：（1）用于生产合成氨、甲醇、羰基化学品、醋酸及其它石化产品；（2）用于铁矿石的还原；（3）用于城市煤气；（4）作为采用联合循环发电技术进行发电的清洁燃料。
第二章德士古气化炉工艺流程简述由磨煤系统制备出浓度约60%的水煤浆，经高压煤浆泵和空分输送来的纯氧经三通道式烧嘴喷射到气化炉内，在高温（约1300～1400℃）下，水煤浆与氧气反应，产生合成气（主要成分为CO、H2、CO2），同时生成少量熔渣。
合成气与反应生成的少量熔渣沿着下降管进入激冷室，在此熔渣被冷却固化后沉降到气化炉激冷室锥底，经锁斗收集后排出。
合成气被冷却并吸收饱和水蒸气后出下降管，沿下降管与上升管之间的环隙上升，离开上升管后被激冷室顶部的折流挡板折流，由激冷室合成气出口排出，经文丘里洗涤器去洗涤塔进一步洗涤、除尘后，送往变换工序。
经气化工段产生的黑水送往闪蒸系统，经过高压闪蒸，低压闪蒸，真空闪蒸这三级闪蒸将黑水中的水和气体蒸发与杂质分离，回收热量和水分，水进一步循环使用。
2.1工艺方面气化炉出现带水时，加大气化炉激冷水的供应量和排出量，应加大气化炉排水调节阀的开度，但不易排水过大，以防止气化炉液位过低而跳车。
煤气化德士古气化炉的检修维护措施探究
《装备维修技术》2021年第13期煤气化德士古气化炉的检修维护措施探究牛清亮（兖矿国宏化工有限责任公司，山东 邹城 273500）摘 要：本文简要介绍了德士古气化炉的概述，然后围绕制定适当检修计划、完善日常检修内容、加强激冷室的检修、强化耐火砖的检修、气化炉的检修维护五个方面，主要探讨了煤气化德士古气化炉的具体检修维护措施，以此提高德士古气化炉的质量，为工作人员提供充分参考。
关键词：煤气化；德士古气化炉；检修维护引言：近年来，随着我国经济的日益增长，煤气化工业的发展得到迅速提升，尤其是德士古气化炉在化工行业中具有重要作用，在对该设备使用的过程中，化工行业具有相应的特殊性。
因此，该设备极易出现故障，造成设备无法正常投入到使用中，工作人员需加大对德士古气化炉的检修以及维护，减少其发生故障的概率，延长设备的使用周期，以此为化工企业带来更大的经济效益。
1德士古气化炉概述德士古气化炉是一种两相并流气化的炉型，其结构按功能分为燃烧室以及激冷室。
其中，燃烧室是通过高温高压的环境，对水煤浆进行充分裂解、挥发，燃烧，气化，以此为该项工作提供相应的场所，以完成设备的工作内容。
在激冷室中，可有效将熔渣、粗煤气等进行洗涤、冷却，通过不断发挥德士古气化炉的优势，能够充分提高该设备的使用效率，确保化工厂具有较高的生产效率，以达到良好的使用效果。
在该设备的使用过程中，工作人员需对其原理进行全面分析，了解德士古气化炉的整体结构。
该装置通常会将水煤浆通过隔膜泵不断对其进行加压，通过工艺烧嘴后，将水煤浆与氧气喷入到炉内进行充分混合，以形成良好的状态。
在该形式下，水煤浆与氧气进行氧化还原反应，加强对水煤浆的充分分解，从而可有效达到良好的使用效果；当熔渣与粗煤气进入下降管中后，激冷水通过激冷环流出，在下降管内壁环形环形水膜，可有效保护气化炉内件，激冷水、熔渣和粗煤气通过下降管过进入激冷室液相，经过液相的洗涤、降尘后，粗煤气经过气泡切割器除沫后进入后系统，冷却后的熔渣进入到收集装置中，以此完成气化炉主要功能。
德士古煤气化工艺及装置的长周期安全运行分析
第39卷第9期2005年9月西安交通大学学报JOU RN A L OF XI c A N JIA OT O N G U N IV ERSIT YVol.39l9Sep.2005德士古煤气化工艺及装置的长周期安全运行分析国蓉,程光旭,郑宝祥,王毅(西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安)摘要:针对德士古煤气化系统运行周期短的问题,提出了危险与可操作性分析(H A ZOP)方法,依据拟定的引导词,选取6个分析节点,得到煤气化系统可能的故障原因及失效后果.与传统安全分析方法相比,所提方法的优势在于:将H AZOP与失效模式、效应和危害度分析(FMECA)方法结合起来,建立了工艺与设备相结合的综合分析方法.应用该方法,对煤气化操作工艺失常状态及设备的长周期运行可靠性进行了深入分析,确定了引起煤气化装置非正常运行状态的关键因素和设备故障的危害度.研究表明,气化炉(燃烧室、激冷室)是整个系统易发生故障的薄弱环节.关键词:德士古煤气化;危险与可操作性分析;安全分析;长周期运行中图分类号:TQ54618文献标识码:A文章编号:0253O987X(2005)09O0994O04Long Period and Safety Running Analysis of Texaco CoalGasification Process and UnitsGuo R ong,Cheng G uangx u,Zheng B aox iang,Wang Yi(School of E nergy and Pow er Engin eering,Xi c an Jiaoton g U nivers ity,Xi c an710049,Chin a)Abstract:H azard and operability analysis(H AZOP)method w as proposed to solve the short-period run-ning problems of Texaco co al gasificatio n system.According to a set of guide w ords,six analysis nodes w ere chosen and some po ssible breakdow n causes and consequences of each deviation w ere obtained.A new com prehensiv e assessment appr oach w hich combined H A ZOP w ith failure modes,effects,and criticality a-nalysis(FM ECA)w as established to analy ze safety status of pro cess and unit,and then this appro ach w as used to analyze the r eliability and unusual o perating process o f the Texaco co al gasificatio n system.The advantages of this approach are that the most im portant effect factors o n operating process and criticality of the most dang er ous equipment could be fo und o ut m ore easily and quickly.It is show n that the assessm ent principle is suitable for the long period and safety running analysis of other coal gasificatio n process sys-tems.T he gasifier(consisting o f an upper refractory-lined reaction chamber and a low er quench chamber) is easier to break dow n than o ther equipm ent.Keywords:T ex aco coal gasif ication;H A ZOP;saf ety analy sis;long-p eriod r unning德士古(T ex aco)水煤浆气化技术是国内外成功应用的煤气化技术之一,但是统计国内外现有Tex aco煤气化装置的投料和停炉次数以及两次停车之间的平均运行寿命等几项数据发现,国内装置的整体运行水平比国际水平落后,尤其是两次停车之间的平均运行寿命低50%左右.由于煤气化工艺及装置长周期安全运行是确保企业安全生产和提高经济效益的基本条件,煤气化工艺及装置的长周期安全运行受到了高度重视,因此实现装置安、稳、长、满、优运行是企业迫切需要达到的目标,也是目前化学工程与技术领域的热点研究课题.笔者已经从工艺侧面或设备失效角度研究了煤气化系统的可靠性收稿日期:2004O11O18.作者简介:国蓉(1972~),女,博士生;程光旭(联系人),男,教授,博士生导师.基金项目:陕西省科学技术研究发展计划资助项目(2002K08O G17).问题[1,2],但尚未把工艺波动及设备失效与长周期安全运行结合起来考虑.危险与可操作性分析(H AZOP)是分析工艺失常的有效方法,失效模式、效应和危害度分析(FM ECA)也是国内外行之有效的设备可靠性分析方法之一.本文将H AZOP方法与FMECA方法结合起来,建立了综合分析方法,并针对T exaco煤气化工艺及设备的失效模式及故障分析,找出了其薄弱环节和潜在的危险源及造成的后果,为确保煤气化系统长周期安全运行提供了新的理论方法.1T ex aco煤气化系统的工艺流程和运行现状111工艺流程Tex aco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序:将煤、石灰石(助熔剂)、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中,与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆;煤浆由高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉,在1300~1 400e下送入气化炉工艺喷嘴进行部分氧化生成粗煤气;粗煤气经喷嘴洗涤器进入碳洗塔,冷却除尘后进入CO变换工序;气化炉出口灰水经灰水处理工段4级闪蒸处理后,一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水,经泵进入气化炉,另一部分灰水作废水处理[1]. 112运行现状国内某企业Tex aco煤气化装置的运行情况见表1.1996年开工时,气化装置的单炉平均连续运行时间仅为3139d,即使在情况最好的2001年,也只有22d.由停车原因分析可知,大约有4818%的非计划停车是因气化炉出现了问题.2T ex aco煤气化系统的H A ZO P方法与流程H AZOP即是通过一系列的分析会议对工艺图纸和操作规程进行分析.在这个过程中,由各专业人员组成的分析组按照规定的方式系统地分析偏离设计工艺条件的偏差,以确定是否会导致不希望的后果.在分析过程中,通过分析/分析节点0,分析组将列出引起偏差的原因、后果,以及针对这些偏差及后果已使用的安全装置,当分析组确信对这些偏差的保护措施不当时,将提出相应的改进措施[3O5].H AZOP中最关键的步骤就是将工艺参数与引导词组合成偏差,但只有组合后有意义的偏差才是值得分析的,例如:工艺参数/压力0适用的引导词是/M ore,Less,No ne0;/温度0适用的引导词是/M ore,Less0;/流量0适用的引导词是/M ore,Less, None,Reverse0;/液位0适用的引导词是/Mo re, Less,None0.在H AZOP研究中,笔者将需要审查的P&ID 图(Piping and Instrum entation Diag ram)分区分节,并根据拟定的引导词对P&ID图进行集思广益式的提问审查.审查工作以会议的形式进行,从多专业的角度对所研究的工艺过程进行分析.笔者针对T ex aco煤气化系统,选取6个分析节点,分析了53项偏差,得到了192项可能的原因及后果,并对各项原因提出了改进措施.限于篇幅,本文仅列出气化炉激冷室的H AZOP结果,见表2.表1气化炉非计划停车的数据统计及原因分析年份总停炉次数单炉平均运行时间/d气化原因引起的停炉次数设备故障次数电气故障次数仪表故障次数工艺失调次数其他原因引起的停炉次数199658313933174651 199740915921142140 199852916935179171 200049131501151131 1999571012330177330 20013022100832102 2002421216030156351 200349131701693130合计184973417306995第9期国蓉,等:德士古煤气化工艺及装置的长周期安全运行分析表2T ex aco煤气化炉激冷室的H AZOP结果引导词偏差原因后果措施No 激冷水流量为0¹控制阀失效,阀门关闭;º激冷水管堵塞;»激冷水源失效;¼控制器失效,阀门关闭;½泵设计的气蚀余量小;¾泵入口破旋板坏;¿泵电机断电;À泵连节轴断;Á泵叶轮脱落;Â过滤器堵死工艺气出口处温度过高¹安装备用控制阀或手动旁路阀;º设置备用激冷水源;»安装备用控制器;¼安装高温报警器,警告操作者;½安装高温紧急关闭系统;¾安装激冷水流量计和低流量报警器;¿更换或修复压缩泵;À清理过滤器M o re 激冷水流量偏高¹控制阀失效,开度过大;º控制器失效,阀门开度过大气化炉激冷室液位过高,工艺气含水量增加,保温失控¹更换控制阀、控制器;º教育操作者执行操作规程L ess 激冷水流量偏低¹控制阀失效而关小阀门;º激冷水管部分堵塞;»激冷水管线泄漏;¼水源部分失效;½控制器失效而关小阀门;¾泵入口阀开得太小;¿泵出口阀开得太小;À泵叶轮磨蚀过;Á泵入口管线结垢,流通面积变小;Â泵出口管线结垢,流通面积变小; l v过滤器部分堵塞工艺气出口处温度过高¹安装备用控制阀或手动旁路阀;º清理过滤器;»设置备用激冷水源;¼安装备用控制器;½安装高温报警器,警告操作者;¾安装高温紧急关闭系统;¿安装激冷水流量计和低流量报警器;À修复损坏的压缩泵As W ellA s 激冷室液位过高¹激冷水流量过高;º激冷水输送管线泄漏;»液位计故障)))信号强;¼黑水流量异常激冷室内部黑水循环量急剧增大,工艺气将严重带灰、带水¹检修并更换故障液位计;º检查并维修输送管线;»检修并确保高液位报警装置动作正常O ther T han 激冷水中含杂质¹水源被污染;º污水倒流工艺气冷却能力下降,有可能引起反应失控¹在激冷水管上安装备用止逆阀;º安装高温报警装置,以警告操作者泵启动过载¹出口阀开得大;º泵出口管线断开;»电机过载保护故障;¼电机绝缘不好工艺气无法激冷¹检查并修复故障电机;º安装备用泵激冷室压差异常¹激冷环压差异常;º导气管压差异常;»工艺气出口接管压差异常;¼气化炉压差异常系统工艺参数偏离正常,可能造成系统停车¹降低系统负荷,密切观察温度、压力等工艺参数的变化;º必要时停车检修3T ex aco煤气化装置的FM ECA 虽然通过H AZOP可得知气化炉的各种故障模式、原因及后果,但是诸如/各种故障模式对整个系统的具体危害度是多少?0/系统危险预防的关键部位是什么?0这类涉及到定量分析的问题,却无法用H AZOP技术得到答案.这是因为H AZOP是一种定性分析技术,虽然现在已有/半定量H AZOP 技术0等的出现,但都处于尝试阶段,未能实际应用于具体系统.比较H AZOP与FMECA方法可以发现,H AZOP的目的等价于FM ECA的功能定义,偏差相当于功能故障,H AZOP的原因相当于故障类型,后果相当于故障影响,因此H AZOP与FMECA 这两种分析方法具有相当的一致性,可结合起来用于系统的危险与可靠性分析[3].下面,笔者运用FMECA技术与H AZOP相结合来做定量分析,得到了各种故障模式的危害度大小,为利用H AZOP 和FMECA综合分析Texaco煤气化系统做了有益的尝试.311FMECA方法与步骤FMECA方法的定量分析是基于对故障模式的危害度所进行的评估,可采用危害度等级评定法或危害度定量计算法.当不知道历史运行数据、故障发生概率时,可采用危害度等级评定法,具体方法包括危险顺序数排序法等[6].当搜集到确切的故障数据时,可以采用定量计算的方法[7]:首先,将所研究的996西安交通大学学报第39卷对象划分为具有一定功能的子系统,设子系统i以故障模式j发生故障,致使该子系统发生故障的危害度为C ij,计算公式为C ij=A ij B ij K i(1)子系统i对整个系统的危害度为C i,计算公式为C i=E n j=1C ij(2)将式(1)代入式(2),得到C i=E n j=1A ij B ij K i(3)A ij=n jn i(4)式中:n为子系统i出现的故障模式的种类数;A ij为子系统i以故障模式j而引起该子系统发生故障的故障模式概率;n j为子系统i第j种故障模式出现的次数;n i为子系统i全部故障模式发生的次数;B ij 为子系统i以故障模式j发生故障造成该子系统损伤的概率,国标将此称为丧失功能的条件概率,B ij= 1表示该子系统肯定发生损伤,B ij=015表示该子系统可能发生损伤,B ij=011表示对该子系统很少发生损伤,B ij=0表示对该子系统无影响;K i为子系统i的基本故障率.进行FMECA时,若能搜集到所分析对象的历史运行数据并加以分析、提炼,就可以应用上述的定量计算方法确切地计算出故障的危害度,从而采取有效措施,确保装置的高效、稳定、长周期运行.312Texaco煤气化装置的FMEC A由表1的历史运行数据可知,气化炉是T ex aco 气化系统的关键设备,也是故障多发部位,它的非计划停车是影响整个系统长周期运行的主要因素,因此本文对煤气化炉建立FMECA模型,并进行了分析.依据FMECA的流程与步骤,首先将气化系统划分为6个子系统:气化炉燃烧室;气化炉激冷室;工艺烧嘴;O2输送管线;水煤浆输送管线;工艺气输送管线.然后,针对H AZOP的结果)))各子系统的每种故障模式,计算A ij和K i,定义B ij,得到C ij,进一步求和,可计算出C i,进而得到每种失效模式的危害度及部位失效危害度,分析结果见表3(限于篇幅,表中仅列出激冷室的分析结果),表中所列出的是针对气化炉激冷室所做的FM ECA结果,此部位的主要功能是工艺气降温,其基本故障率K i为11127@10-4h-1,由表中数据及式(2)计算得到其部位危害度为101335@10-4h-1.表3T exaco煤气化炉激冷室的FM ECA结果故障现象A ij B ij模式危害度/10-4@h-1激冷水流量为0010551.001620激冷水流量偏高0111101501625激冷水流量偏低011391.011567激冷室液位过高013331.031753激冷水中含杂质0105501501310泵启动过载011411.011589激冷室压差异常011661.011871FMECA的结果如下:(1)气化炉燃烧室和激冷室的部位危害度都较大,应重点监测其安全状态.(2)物流进出管线的磨损与腐蚀也是危险的失效模式,应及时采取措施消除其潜在故障,从而确保系统的正常运转.(3)原料煤中含砷使变换触媒失活和激冷室灰水呈酸性等问题,也是值得注意的,虽然这些问题不至于造成装置的非正常停车,但前者会降低反应活性,从而减缓反应的进行,后者会造成环境污染,因此应采取措施改善工艺条件,有效降低这些问题的不利影响.H AZOP发现,气化炉是煤气化系统的薄弱环节,而这一结论通过FMECA的定量计算得到了验证.4结论(1)针对T exaco煤气化系统,运用H AZOP技术得到了系统可能的失效原因及后果,并提出了改进措施.从分析结果来看,气化炉(燃烧室、激冷室)较其他设备更容易发生故障,也即为薄弱环节,气化炉燃烧室最主要的失效模式是温度过高和进料(O2和水煤浆)不足,而激冷室的失效形式是液位过高、激冷水流量不足和压差异常,所以要重点监测其/健康0状态.(2)基于FM ECA方法,建立了T ex aco煤气化系统失效分析的一般方法和步骤,认为采用FM E-CA不仅可以确定煤气化系统的薄弱环节或潜在的危险部位,而且可以提前制定设备检修计划和应采取的措施,从而提高装置运行的可靠性.(3)与单独使用H AZOP或FM ECA的方法相(下转第1002页)997第9期国蓉,等:德士古煤气化工艺及装置的长周期安全运行分析[3]Xu Yide,L in L iw u.Recent adv ances in methane de-hydro-ar omatization o ver tr ansit ion met al ion-modified zeo lite cataly sts under non-ox idativ e conditio ns[J].A ppl Cata l:A,1999,188(1O2):53O67.[4]齐随涛,杨伯伦.甲烷芳构化反应的研究进展[J].现代化工,2002,22(8):13O17.[5]M er iaudeau P,T iep L V,Ha V T T,et al.Ar omat-ization of methane ov er M o/H-ZSM O5catalyst:on t hepossible r eaction intermediates[J].J M o l Catal:A,1999,144(3):469O471.[6]O hnishi R,L iu Shetian,Dong Qun,et al.Catalyticdehy dr ocondensatio n o f met hane w ith CO and CO2to-war d benzene and naphthalene on M o/HZ SM O5and Fe/Co-modified M o/H ZSM5[J].J Catal,1999,182(1):92O103.[7]Iliuta M C,L arachi F,G randjean B P A,et al.M eth-ane no no xidative nromat izat ion ov er Ru-M o/HZ SM O5 in a membrane catalytic reacto r[J].Ind Eng ChemRes,2002,41(10):2371O2378.[8]Shu Y uy ing,X u Y ide,Wang Shet ian,et al.Pr omo-tio nal effect of Ru o n the dehydrog enat ion and ar omat-ization of methane in the absence of ox yg en o ver M o/H ZSM O5catalysts[J].J Catal,1997,170(1):11O19.[9]张贺,李钢,王祥生,等.不同晶粒大小H ZSM O5载体对甲烷无氧芳构化反应的影响[J].催化学报,2003,17(1):70O74.[10]H amid S B D,Andeso n J R,Schmidt I,et al.Effectof the act ivation pr ocedur e o n the per for mance of M o/H-M F I catalysts fo r the no n-o xidative conversio n o fmethane to aromat ics[J].Catal T o day,2000,63(2O4):461O469.[11]L u Yuan,Xu Zhusheng,T ian Zhijian,et al.M ethanearomat izat ion in the absence of an added ox idant andthe bench scale reactio n t est[J].Catal L et t,1999,62(2O4):215O220.[12]L i Shuang,Zhang Chunlei,K an Q iubin,et al.T hefunction of Cu(Ò)ions in the M o/CuH-ZSM O5cata-lyst fo r methane conver sion under non-ox idativ e co nd-ition[J].A pp Catal:A,1999,187(2):199O206. 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