航天炉粉煤气化系统锁斗充压逻辑程序优化运行总结

2017-04-22黄保才童维风

氮肥与合成气 2017年3期

关键词：排渣气化炉航天

黄保才，童维风

(安徽晋煤中能化工股份有限公司，安徽临泉 236400)

航天炉粉煤气化系统锁斗充压逻辑程序优化运行总结

黄保才，童维风

(安徽晋煤中能化工股份有限公司，安徽临泉 236400)

介绍航天炉粉煤气化装置及其渣锁斗的工艺流程，阐述了排渣逻辑程序的控制情况。通过对航天炉粉煤气化系统渣锁斗程序进行优化改造，稳定系统运行，提高航天炉装置运行的经济效益。

航天炉；气化；锁斗；优化

安徽晋煤中能化工股份有限公司航天炉粉煤气化示范装置自2008年投料运行以来，通过几年来的不断努力，气化炉的运行负荷不断提高，装置的运转率也逐年提高，航天炉装置运行的经济性、有效性得到一定程度的体现。作为示范装置，该套航天炉装置总体设计较为合理，但在一些细节方面仍需不断地优化和完善，才能使装置更加稳定经济运行。

1 工艺简介

航天炉粉煤气化装置包括1100单元(磨煤及干燥装置)、1200单元(煤加压及进煤装置)、1300单元(气化及合成气洗涤装置)、1400单元(渣及灰水处理装置)及公用工程单元，其中1400单元灰水处理采用二级闪蒸工艺。

航天炉渣锁斗系统是承接1300单元与1400单元的中间环节，承担着气化炉灰渣的排放，是气化装置稳定运行的关键所在，直接关系到航天炉装置运行的经济效益。在航天炉粉煤加压气化装置中，粉煤进入气化炉与氧气燃烧产生灰渣，灰渣经激冷室激冷后，粗渣沉降进入渣锁斗系统，通过集渣、排渣2个过程将气化炉燃烧产生的粗渣排入捞渣机系统，粗渣在大渣池中进行沉降，澄清液溢流至小渣池，通过渣池泵将黑水从小渣池中取出，以保证气化装置的连续正常运行。

从气化炉底部激冷室中收集的粗渣被破渣机破碎，然后通过渣锁斗系统排至捞渣机。为了确保顺利排渣，在气化炉激冷室和渣锁斗之间设有1台锁斗循环泵，使渣水在渣锁斗和气化炉激冷室之间进行循环。当渣锁斗与气化炉激冷室连通并经过一段预定的时间(一般为30 min)后，锁斗卸料程序将会启动。

2 排渣逻辑程序控制

本逻辑主要功能是保证气化炉激冷室内的粗渣按步骤安全、顺利地排入渣池，排渣过程如下。

(1) 当锁斗与气化炉隔离后，锁斗泄压阀(13XV- 0605)开启进行锁斗卸压。

(2) 当锁斗压力低于0.18 MPa(表压)时，溢流阀(14XV- 0001A/B)关闭，渣水溢流停止；卸压管冲洗阀(13XV- 0606)开启，清洗卸压管中的固体物质。

(3) 关闭卸压管冲洗阀(13XV- 0606)，清洗停止。

(4) 渣锁斗冲洗水阀(13XV- 0604)开启，冲洗锁斗。此步骤的前提是锁斗冲洗水罐高液位(13LSH- 0007)。

(5) 锁斗泄料阀(13XV- 0603)开启，锁斗开始排渣，同时开启锁斗加压阀(13XV- 0607)来协助排渣。

(6) 锁斗泄渣2 min或渣锁斗冲洗水罐液位低(13LSL- 0007)，关闭锁斗泄料阀(13XV- 0603)和锁斗加压阀(13XV- 0607)，锁斗卸渣停止。

(7) 锁斗泄料阀(13XV- 0603)关闭，锁斗重新注满水(13LSH- 0010)后，关闭渣锁斗冲洗水阀(13XV- 0604)和锁斗泄压阀(13XV- 0605)；锁斗泄料阀(13XV- 0603)关闭5 min后再开启渣池溢流阀(14XV- 0001A/B)。

(8) 确认锁斗泄料阀、锁斗冲洗水阀、锁斗泄压阀关闭后，开启锁斗加压阀(13XV- 0607)对锁斗加压。

(9) 当渣锁斗与气化炉合成气出口压差低时(13PdSL- 0021：0.18 MPa)，开锁斗集渣阀(13XV- 0602)收渣。

(10) 锁斗集渣阀(13XV- 0602)打开后，关闭锁斗加压阀(13XV- 0607)，同时启动渣锁斗集渣时钟(约30 min)。

(11) 锁斗加压阀(13XV- 0607)关闭后，开启锁斗循环泵入口阀(13XV- 0608)，关闭锁斗再循环阀(13XV- 0609)，锁斗循环继续进行。

(12) 如果渣锁斗集渣时间用完，关闭锁斗集渣阀(13XV- 0602)，开启锁斗再循环阀(13XV- 0609)，然后关闭锁斗循环泵入口阀(13XV- 0608)。此时锁斗逻辑系统有3个模式可供选择：①集渣保持模式，是指渣锁斗系统始终处于收渣状态，不受时间限制；②排渣模式，是指在此步骤按下排渣模式按钮后，马上进行排渣；③如在此步骤不作选择，则锁斗逻辑系统在集渣时间用完后，自动按锁斗循环程序进行。

(13) 确认阀位后，复位渣锁斗集渣时钟。

(14) 锁斗重新开始循环。

3 渣锁斗工艺流程

渣锁斗工艺流程如图1所示。

图1 渣锁斗工艺流程

4 渣锁斗优化实施情况

由于渣锁斗属于间断排渣，需要高压灰水泵间断充压和辅助排渣。目前，只要打开锁斗加压阀(13XV- 0607)，就会引起进入洗涤塔的高压灰水流量骤降，在关闭锁斗加压阀(13XV- 0607)后，又引起去洗涤塔的高压灰水流量突增，进而引起洗涤塔液位波动、合成气温度波动、系统压力波动等诸多问题，很容易导致气化系统工况出现异常并给后工序带来不必要的波动。

(1) 通过与设计院进行沟通、现场论证，锁斗排渣程序调整后不会带来其他不利影响因素，无安全、工艺故障风险，具有可行性。

(2) 由于高压灰水管道由孔板进行限流，流量较小，辅助排渣意义不大。

(3) 修改程序如下：将排渣程序第4步“锁斗泄料阀(13XV- 0603)开启，锁斗开始排渣，同时开启锁斗加压阀(13XV- 0607)帮助排渣”修改为“打开13XV- 0603排渣时，取消打开13XV- 0607辅助排渣”即可。

(4) 经过连续多次手动测试，这种排渣程序可以大大降低间断排渣给系统带来的波动，有利于生产的稳定。

5 优化前、后技术参数对比

优化前、后技术参数对比如表1所示。

6 结语

将排渣程序中第4步“锁斗泄料阀(13XV- 0603)开启，锁斗开始排渣，同时开启锁斗加压阀(13XV- 0607)帮助排渣”修改为“打开13XV- 0603排渣时，取消打开13X- V0607辅助排渣”后，取得较好运行效果：洗涤塔液位波动降低了3.02%；合成气出口温度波动降低了4.93 ℃，稳定了变换系统的运行；高压灰水泵电流波动降低0.73 A，高压灰水泵出口压力波动降低了0.03 MPa，稳定了高压灰水泵的运行，高压灰水泵叶轮的使用周期由半年更换1次延长至1年1次。

综上所述，渣锁斗程序的优化是成功的，为航天炉装置的长周期、稳定、经济运行奠定了良好的基础。