单系列多元料浆气化装置检修前的工艺处理

赵伯平

（陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西 渭南 714100）

0 引 言

陕西陕化煤化工集团有限公司合成氨装置有4台多元料浆气化炉（单台气化炉设计投煤量1500t／d），开二备二；4套灰水闪蒸系统，开二备二；2套灰水沉降系统，开一备一；3套渣水过滤系统，开二备一。

工艺烧嘴是多元料浆气化炉的关键部件之一，在日常生产过程中，由于烧嘴负荷重、工况严苛，料浆粘度大且对金属材料磨蚀率高，目前工艺烧嘴的使用寿命最长只有3个月，即多元料浆气化炉运行时间接近3个月时，工艺烧嘴就会出现雾化效果变差、烧嘴偏喷、喷嘴出口端面龟裂等缺陷，雾化效果变差会使灰渣中残炭率升高和粗合成气中有效气含量下降，对气化炉的经济运行造成严重影响；烧嘴偏喷会加剧气化炉燃烧室向火面耐火砖的冲刷腐蚀；喷嘴出口端面龟裂严重会造成工艺烧嘴冷却水夹套泄漏，引发气化炉紧急停车，影响整个合成氨装置低耗、高效、稳定、满负荷、长周期运行。

激冷环也是多元料浆气化炉不可或缺的重要部件，其担负着将激冷水均匀分布在气化炉内件下降管表面并在其表面形成均匀的3mm厚水膜的任务，以保护下降管免受高温侵蚀。激冷环工作环境恶劣，内外壁温差大，冷热交替频繁，易导致其龟裂、寿命缩短，如不及时检修，会造成激冷水在气化炉激冷室内件表面分布不均，烧毁气化炉激冷室内件，影响气化炉的正常运行。

激冷水过滤器（黑水过滤器）担负着对进入气化炉激冷水进行过滤的重任，气化炉运行一段时间后，其压差就会增大，进而导致入炉激冷水流量下降，轻则造成气化炉带水和出口粗煤气温度超标，重则导致气化炉跳车，影响整个合成氨装置的平稳运行。

因此，气化炉正常运行一个周期后，必须停车检修。为了给检修工作创造一个舒适、安全的检修环境，检修前必须按照一定的程序或步骤对待检修的气化炉进行必要的工艺处理。气化装置检修前的工艺处理主要包括：气化炉停车，气化炉系统泄压、黑水切换，高压煤浆泵及煤浆管线冲洗；气化炉系统氮气置换，工艺烧嘴拆除、气化炉降温，气化炉锁斗程控系统停车；高压闪蒸操作单元停车、氮气置换及排空，低压闪蒸操作单元停车、氮气置换及排空；停大水循环建预热水循环，倒盲碳洗塔出口煤气出工段盲板；停预热水循环，排净气化炉、碳洗塔残存积水；真空闪蒸操作单元停车、氮气置换及排空。以下对单系列多元料浆气化装置检修前工艺处理的步骤和方法进行详细介绍。

1 气化炉停车，系统泄压、黑水切换，高压煤浆泵及煤浆管线冲洗

1.1 气化炉停车

（1）收到调度停车指令后，中控主操按下“紧急停车”按扭，气化炉安全停车系统（ESD）阀门按照自动控制程序动作，将气化炉处理至安全停车状态。

（2）现场速关氧气炉头手动阀和煤浆炉头手动阀，关闭高压煤浆泵进口柱塞阀，关闭洗涤塔出口出工段手动大阀，切断与后工序的联系。

1.2 系统泄压，黑水切换

（1）保压水系统循环1h，将系统内的灰渣尽量排出。

（2）中控（人员）逐渐打开碳洗塔出口煤气管线上遥控手动放空阀（HV13005）及气化装置压力调节阀（PV13011）缓慢泄压，泄压速率＜0.1MPa／min。

（3）当气化炉压力降至1.0MPa时，中控联系现场（人员）将激冷室和洗涤塔排出的黑水由高压闪蒸系统切换至真空闪蒸系统。

1.3 冲洗高压煤浆泵及煤浆管线

（1）班长联系检修工将煤浆切断阀和煤浆循环阀之后的盲板全倒通。

（2）待系统压力降至0.4MPa以下时，中控与现场配合缓慢进行煤浆管线的泄压。

（3）按规程启动高压煤浆泵，缓慢加大转速，冲洗高压煤浆泵及煤浆管线。

2 气化炉系统氮气置换，工艺烧嘴拆除、气化炉降温，气化炉锁斗程控系统停车

2.1 气化炉系统氮气置换

（1）确认气化炉压力泄尽后方可进行低压氮气置换操作。

（2）联系检修工将炉头氧气管线和激冷室低压氮气管线上的盲板倒通，打开这两路低压氮气手动阀，置换气化炉燃烧室、激冷室及洗涤塔。

（3）在洗涤塔出口取样分析，可燃气含量＜0.5%时视为置换合格，之后关闭气化炉7楼、5楼两道共计4个置换用低压氮气手动阀。

2.2 拆除工艺烧嘴、气化炉降温

（1）中控控制激冷室液位在1.2m以下，气水分离器液位在40%以下。

（2）现场将烧嘴冷却水切为软管供应。

（3）联系检修工将开工抽引器管线上盲板倒通，现场人员打开抽引手动大阀和蒸汽阀，中控通过调节抽引蒸汽用量使气化炉保持微负压。

（4）拆除并吊出工艺烧嘴，关闭烧嘴冷却水单系列手动总阀及分阀。

（5）气化炉采用负压通风降温，控制降温速率＜50℃／h。

2.3 气化炉锁斗程控系统停车

（1）停车后，缩短集渣时间，只要锁斗冲洗水罐液位能涨至80%，就可继续自动排渣。

（2）排渣3～4次，无渣后停气化炉锁斗程控系统，之后按单体设备停车操作规程停锁斗循环泵。

（3）气化炉锁斗程控系统停车后，关闭锁斗冲洗水罐上水手动阀、泄压管线冲洗水手动阀、锁斗充压手动阀，并手动打开锁斗冲洗水阀、锁斗出口阀，排净锁斗冲洗水罐和锁斗内存水，之后关闭锁斗冲洗水阀、锁斗出口阀。

2.4 气化炉停车后氮气系统的处理

（1）关闭7楼停车气化炉炉面气化炉安全停车系统（ESD）所属各高压氮气吹扫自动阀前、后手动阀。

（2）关闭6楼停车气化炉高压氮气两道手动总阀。

2.5 气化炉停车后停用氧气管线的处理

（1）通知现场操作人员进入停车气化炉框架6楼检查确认停车气化炉高压氮气两道手动总阀均处于关闭状态，7楼检查确认气化炉安全停车系统（ESD）所属各高压氮气吹扫自动阀、手动阀均处于关闭状态；确认后，通知现场操作人员打开单炉氧气放空阀后手动阀，并撤离现场。

（2）现场操作人员撤离后，中控打开单炉氧气放空阀，将氧气流量调节阀至入炉氧气上游切断阀之间管线内的残余压力泄去，然后中控打开氧气流量调节阀，将氧气流量调节阀至单炉氧气切断阀之间管线内的残余压力泄去；泄压结束后，关闭氧气流量调节阀，氧气流量调节阀关闭到位后，中控打开入炉氧气上游切断阀，将入炉氧气上游切断阀至入炉氧气下游切断阀之间管道内残余压力泄去；泄压结束后，关闭入炉氧气上游切断阀，关闭单炉氧气放空阀。

（3）单炉氧气放空阀关闭到位后，通知现场操作人员关闭单炉氧气放空阀后手动阀。

2.6 气化炉停车后停用高压氮气管线的处理

（1）通知现场操作人员进入停车气化炉框架6楼检查确认停车气化炉高压氮气两道手动总阀均处于关闭状态，7楼检查确认气化炉安全停车系统（ESD）所属各高压氮气吹扫自动阀、手动阀均处于关闭状态；确认后，通知现场操作人员打开单炉氧气放空阀后手动阀，打开入炉氧气上游切断阀至入炉氧气下游切断阀管道上氮塞阀（XV13006）前后手动阀，并撤离现场。

（2）现场操作人员撤离后，中控打开单炉氧气放空阀，将氧气流量调节阀至入炉氧气上游切断阀之间管线内的残余压力泄去，然后中控打开氧气流量调节阀，将氧气流量调节阀至单炉氧气切断阀之间管线内的残余压力泄去；泄压结束后，关闭氧气流量调节阀，氧气流量调节阀关闭到位后，中控打开入炉氧气上游切断阀，将入炉氧气上游切断阀至入炉氧气下游切断阀之间管道内残余压力泄去；泄压结束后，关闭入炉氧气上游切断阀，以防因阀门内漏致使氧气总管的氧气窜至单炉入炉氧气管线。

（3）打开入炉氧气上游切断阀至入炉氧气下游切断阀管道氮塞阀（XV13006），打开入炉氧气上游切断阀，将单炉高压氮气总管内残余的压力泄完；泄压结束后，关闭XV13006，关闭入炉氧气上游切断阀，关闭单炉氧气放空阀。

（4）单炉氧气放空阀关闭到位后，通知现场操作人员关闭单炉氧气放空阀后手动阀。

3 高、低压闪蒸单元停车、氮气置换及排空

3.1 高压闪蒸操作单元的停车

气化炉压力降至1.0MPa时，中控通知现场将气化炉、碳洗塔排黑水由高压闪蒸操作单元切至真空闪蒸操作单元。中控及现场共同确认此项工作完成后，在现场操作人员充足的条件下，即可进行高压闪蒸操作单元的停车操作，否则可在气化炉降温操作开始后进行。高压闪蒸操作单元可按以下步骤进行停车处理。

（1）通知现场关闭气化炉排黑水进入气化高温热水器管线上压力调节阀（PV14001）前手动阀，关闭碳洗塔排黑水进入洗涤高温热水器管线上压力调节阀（PV14010）前手动阀，关闭高压闪蒸气出工段的2个手动阀，打开高压闪蒸气压力调节阀（PV14002）去就地放空管线手动阀；并且关闭变换工艺冷凝液流量调节阀（FV14001）前后截止阀及总阀。

（2）通知检修人员倒通气化高温热水器、洗涤高温热水器置换用低压氮气盲板，备用。

（3）中控打开气化高温热水器液位调节阀、洗涤高温热水器液位调节阀，将器内残存的黑水排至低压闪蒸操作单元。

（4）排净残存黑水后，关闭气化高温热水器液位调节阀、洗涤高温热水器液位调节阀。

3.2 高压闪蒸操作单元停车后的氮气置换及排空

（1）打开气化高温热水器、高压闪蒸气气液分离器顶部放空阀，确认高压闪蒸气压力调节阀（PV14002）后盲板倒通；打开高压闪蒸气压力调节阀（PV14002）前后截止阀、放空阀，确认高压闪蒸气出工段的2个手动阀关闭。

（2）打开气化高温热水器、洗涤高温热水器置换用低压氮气手动阀，开始置换高压闪蒸操作单元，并且打开高压闪蒸气压力调节阀（PV14002）后截止阀前导淋阀，10min后取样分析，（CO＋H2）含量低于0.2%时视为合格。

（3）通知现场关闭气化高温热水器与洗涤高温热水器就地／远传液位计冲洗水手动阀、远传压力膜盒冲洗水阀，关闭气化高温热水器、洗涤高温热水器置换用低压氮气手动阀。打开气化高温热水器、洗涤高温热水器锥底排污手动阀，将锥底内残余黑水排至沉渣池内；残余黑水排净后，关闭排污阀，打开气化高温热水器、洗涤高温热水器顶部出口高压闪蒸气就地手动放空阀，关闭气化高温热水器、洗涤高温热水器顶部安全放空阀前后手动阀，切断高压闪蒸操作单元与火炬系统的联系。

（4）打开高压闪蒸气气液分离器液位调节阀，将高压闪蒸气气液分离器内冷凝液排至脱氧水槽；液位计显示为零时，关闭高压闪蒸气气液分离器液位调节阀及其前后手动阀，打开高压闪蒸气气液分离器底部排污阀，将锥底残余黑水排至沉渣池，之后关闭液位计冲洗水阀。

3.3 低压闪蒸操作单元的停车及置换

（1）待高压闪蒸操作单元气化高温热水器、洗涤高温热水器将器内残存的黑水排至低压闪蒸操作单元，且上述两容器内残存黑水排净后，总控关闭气化高温热水器液位调节阀、洗涤高温热水器液位调节阀。

（2）通知现场稍开低压闪蒸操作单元低压闪蒸气就地放空管线手动阀，关闭低压闪蒸气进脱氧水槽压力调节阀后手动阀，打开压力调节阀前导淋阀。

（3）通知检修人员倒通低压闪蒸操作单元置换用低压氮气盲板，备用。

（4）关闭低压闪蒸气进脱氧水槽压力调节阀及其后手动阀，打开压力调节阀前导淋阀，完成后指令现场缓慢打开低压闪蒸操作单元低压闪蒸气就地放空管线手动阀。

（5）通知现场打开低压闪蒸操作单元置换用低压氮气手动阀，开始置换低压闪蒸操作单元，打开低压闪蒸气压力调节阀（PV14003）后截止阀前导淋阀，10min后取样分析，（CO＋H2）含量小于0.2%时视为合格。

（6）通知现场关闭低压闪蒸器就地／远传液位计冲洗水手动阀、远传压力膜盒冲洗水阀，关闭气化高温热水器、洗涤高温热水器置换用低压氮气手动阀，打开低压闪蒸器锥底排污手动阀，将锥底内残余黑水排至沉渣池；残余黑水排净后，关闭排污阀。

4 停大水循环建预热水循环，倒盲碳洗塔出口煤气出工段盲板

4.1 大水循环、预热水循环流程

4.1.1 大水循环工艺流程

灰水槽→低压灰水泵→脱氧水槽→脱氧水泵→碳洗塔→高压灰水泵→黑水过滤器→气化炉→真空闪蒸器→沉降槽给料泵→沉降槽→沉降槽上部溢流管线→灰水槽。

4.1.2 预热水循环工艺流程

灰水槽→低压灰水泵→气化炉激冷水管线→黑水过滤器→气化炉→真空闪蒸器→沉降槽给料泵→沉降槽→沉降槽上部溢流管线→灰水槽。

4.2 停大水循环建预热水循环

当气化炉炉温降至180℃时，可以按照以下步骤停大水循环建立预热水循环。

（1）中控通知现场操作人员缓慢关闭高压灰水循环泵出口阀，打开低压灰水泵进激冷水管线手动阀，过程中中控密切关注低压灰水泵出口总管压力，谨防系统压力大幅波动。

（2）中控密切关注入炉激冷水流量的变化，待高压灰水泵出口阀关闭到位、低压灰水泵进激冷水管线手动阀打开到位后，再次确认入炉激冷水流量无异常，取消高压灰水泵备用泵自启动联锁并点停高压灰水泵，关闭碳洗塔液位调节阀、高压灰水入文丘里洗涤器流量调节阀，将碳洗塔液位维持在60%左右。通知现场关闭碳洗塔上水手动总阀及气化炉入炉激冷水直补水手动总阀。现场按单体设备操作规程对停运泵进行处理。

（3）确认上述工作完成且脱氧水泵出口总管压力无异常后，中控将拟停运脱氧水泵回流流量调节阀阀位调至30%，之后通知现场缓慢打开拟停用脱氧水泵回流手动阀，关闭拟停用脱氧水泵出口手动阀，并密切关注在用脱氧水泵出口总管压力变化情况，现场还应密切关注在用脱氧水泵电机电流变化情况，勿使其电流超标。

（4）待拟停运脱氧水泵出口手动阀关闭到位后，现场点停拟停运脱氧水泵，关闭其入口两道手动阀、密封水手动阀及其循环冷却水进出口手动阀。

（5）现场关闭脱氧水进换热器（E1401）手动阀，中控稍开碳洗塔液位调节阀后，现场稍开碳洗塔上水总阀，将换热器（E1401）及其出口脱氧水管内残余脱氧水排至碳洗塔。待换热器（E1401）出口脱氧水管线上就地压力表指示回零后，关闭脱氧水出换热器（E1401）手动阀并打开其前导淋阀，将换热器（E1401）内残余脱氧水排净。

4.3 倒盲碳洗塔出口煤气出工段盲板

气化炉停车置换合格后，碳洗塔出口煤气管线上出工段手动大阀、遥控手动阀、遥控旁路阀、压力遥控手动调节阀、压力自调阀均处于关闭状态，正常情况下碳洗塔出口至出工段手动大阀之间煤气管线内没有煤气，此时可以按照以下步骤将碳洗塔出口煤气出工段盲板倒盲：现场再次确认上述阀门关闭、压力自调阀后去火炬手动阀开启后，拆除出工段盲板前就地压力表及其法兰，打开根部阀及出工段手动大阀与遥控阀之间就地放空两道手动阀，将出工段盲板前后管线内残余氮气排空并确认碳洗塔出口至出工段手动大阀之间煤气管线上就地压力表示数回零后，通知检修人员倒盲碳洗塔出口煤气出工段盲板。

若手动大阀、遥控手动阀、遥控旁路阀内漏，则碳洗塔出口至出工段手动大阀之间煤气管线内会残存少量的煤气，此时则可以按照以下步骤将碳洗塔出口煤气出工段盲板倒盲：①现场再次确认出工段手动大阀、遥控手动阀、遥控旁路阀、压力遥控手动调节阀、压力自调阀关闭，压力自调阀后去火炬手动阀开启，以及碳洗塔出口至出工段手动大阀之间煤气管线上就地压力表示数，若碳洗塔出口至出工段手动大阀之间煤气管线上就地压力表示数不为零，中控将压力自调阀阀位设置为100%，缓慢打开压力遥控手动调节阀，将碳洗塔出口至出工段手动大阀之间煤气管线内残存的煤气送往火炬，现场确认碳洗塔出口出工段遥控手动阀至出工段手动大阀之间煤气管线上就地压力表示数降至0.2MPa时，通知中控关闭压力遥控手动调节阀并将压力自调阀阀位回零；②现场操作人员拆除盲板前就地压力表，并打开盲板前就地压力表根部阀及出工段手动大阀与遥控阀之间就地放空两道手动阀，并通知检修人员做好个人防护，佩戴长管呼吸器，使用铜制工具倒盲碳洗塔出口煤气出工段盲板；③安装防爆通风设备，强制通风，做好作业区域内煤气的稀释工作，将有害气体浓度降至安全范围内；④检修人员到场后，向参检人员介绍作业环境及作业过程中有关注意事项，要求检修人员指派监护人员，与其共同做好安全监护工作。

5 停预热水循环，排净气化炉、碳洗塔残存积水

5.1 停预热水循环

当气化炉温度降至常温时，可按以下步骤停预热水循环。

（1）中控关闭气化炉入炉激冷水流量调节阀，通知现场操作人员关闭低压灰水入气化炉激冷水管线两道手动阀，同时调节气化炉排黑水流量调节阀，将气化炉内残存的低压灰水排至真空闪蒸操作单元。

（2）当真空闪蒸器液位降至零时，中控关闭真空闪蒸器液位调节阀，现场关闭沉降槽给料泵出口手动阀，点停沉降槽给料泵，关闭沉降槽给料泵入口手动阀、机封水手动阀以及真空闪蒸器液位调节阀前后手动阀。

（3）当真空闪蒸气气液分离器液位降至零时，中控关闭真空闪蒸气气液分离器液位调节阀；现场关闭真空闪蒸器凝液泵出口手动阀，点停真空闪蒸器凝液泵，关闭机封水手动阀、真空闪蒸器凝液泵入口阀、真空闪蒸气气液分离器液位调节阀前后手动阀。

（4）现场关闭沉降槽给料泵出口管线入沉降槽手动阀、真空闪蒸器凝液泵出口管线入脱氧水槽手动阀，打开真空泵密封用脱盐水手动阀，关闭真空闪蒸器凝液泵出口管线去真空泵密封水管线手动阀。

（5）将渣池泵出口管线由真空闪蒸器切至沉降槽。

5.2 排净气化炉、碳洗塔残存积水

确认碳洗塔出口煤气出工段盲板倒盲后，按以下步骤排空气化炉、碳洗塔残存积水。

（1）现场和中控同时确认渣池、捞渣机无人检修且其人孔尚未打开，渣池泵出口管线已切至沉降槽且渣池泵运行正常，中控确认渣池液位处于低限时，依次手动打开气化炉液位安全阀、锁斗入口阀、锁斗出口阀，将气化炉激冷室锥底残存积水排入渣池（此操作可视渣池液位高低重复进行，直至气化炉激冷室锥底残存积水排净），之后中控依次关闭锁斗出口阀、锁斗入口阀。

（2）现场将碳洗塔排黑水由真空闪蒸器切至渣池，中控密切关注碳洗塔液位变化，当碳洗塔液位降至零时，关闭碳洗塔排黑水流量调节阀，指令现场稍开碳洗塔两道手动排污阀，将碳洗塔锥底内的残余积水排至沉渣池。

（3）确认碳洗塔残余积水排净后，现场关闭碳洗塔顶部安全放空阀后去火炬系统手动蝶阀，将火炬系统与待检修气化及灰水系统隔离。

（4）当渣池液位降至零时，中控将渣池泵转速降至零位，与此同时现场关闭渣池泵去沉降槽手动阀、渣池泵出口手动阀，然后停渣池泵，关闭渣池泵入口手动阀、机封水手动阀。

（5）上述工作完成后，现场打开高压灰水泵出口手动阀、进出口管线导淋阀、泵体泄压阀，将管线及泵内残余灰水排至沉渣池。

6 真空闪蒸操作单元停车、氮气置换及排空

6.1 真空闪蒸操作单元停车

真空闪蒸操作单元停车条件具备后，按以下步骤进行停车操作。

（1）当真空闪蒸器液位降至零时，中控关闭真空闪蒸器液位调节阀，现场关闭沉降槽给料泵出口手动阀，点停沉降槽给料泵，关闭沉降给料泵入口手动阀、机封水手动阀以及真空闪蒸器液位调节阀前后手动阀。

（2）当真空闪蒸气气液分离器液位降至零时，中控关闭真空闪蒸气气液分离器液位调节阀，现场关闭真空闪蒸器凝液泵出口手动阀，点停真空闪蒸器凝液泵，关闭机封水手动阀、真空闪蒸器凝液泵入口阀、真空闪蒸气气液分离器液位调节阀前后手动阀。

（3）现场关闭渣池泵出口管线、气化炉与碳洗塔排黑水管线入真空闪蒸器手动阀，关闭水环式真空泵进出口手动阀，停渣池泵，关闭真空泵密封水手动阀，关闭真空闪蒸气冷凝器循环水进出口手动阀。

（4）检修人员倒通真空闪蒸操作单元置换用低压氮气管线盲板，倒通后通报中控。

6.2 真空闪蒸操作单元氮气置换及排空

（1）中控确认真空闪蒸操作单元置换用低压氮气管线盲板倒通后，通知现场打开真空闪蒸器顶部就地安全放空手动阀及真空闪蒸操作单元置换用两道低压氮气手动阀，开始对真空闪蒸操作单元进行置换；在水环式真空泵入口导淋处取样分析，（CO＋H2）含量小于0.2%视为合格。

（2）分析合格后，关闭真空闪蒸操作单元置换用两道低压氮气手动阀，打开真空闪蒸器排污阀，将残存积水排至沉渣池。

（3）现场稍开气化炉排黑水去高压闪蒸操作单元手动阀，稍开气化炉、碳洗塔排黑水管线入真空闪蒸器手动阀，将有关管线内残存积水经气化炉排黑水进真空闪蒸器管线以及真空闪蒸器排污阀排至沉渣池。

（4）现场稍开碳洗塔排黑水去高闪操作单元手动阀，稍开碳洗塔排黑水流量调节副线阀，将管线内残余积水通过碳洗塔排污阀排至沉渣池。

7 结束语

化工装置检修前通过工艺处理为检修作业人员创造良好的作业环境，是工艺操作人员义不容辞的责任。单系列多元料浆气化装置检修前的工艺处理是一项十分复杂的工作，只有依靠团队的力量和各岗位之间的密切配合才能完成。上述处理方法和步骤不过是多元料浆气化装置检修前工艺处理手段之一种，由于笔者才疏学浅、经验有限，有不当之处还恳请业界同仁赐教，同时，如何能够以又快又好的工艺处理手段为检修作业人员创造良好的作业环境，还有待于我们在今后的生产实践中不断摸索、不断完善。