安徽晋煤中能化工股份有限公司15万t/a甲醇项目和20万t/a合成氨项目均采用航天炉粉煤气化工艺。从2008年10月1期航天炉15万 t/a甲醇项目试车投产到稳定运行期间,粉煤加压输送系统中的粉煤贮罐过滤器多次出现锥部粉煤结块、堵塞现象,具体原因分析及整改如下。
1.1期航天炉粉煤贮罐过滤器锥部有1条DN50氮气管线,用于锥部吹扫,防止粉煤在锥部结块,正常生产时阀门全开。装置运行不久,粉煤贮罐过滤器锥部出现堵煤现象。分析认为,造成堵煤的原因为:粉煤贮罐过滤器锥部氮气管线为DN50,阀门全开时氮气流量较大,阻碍了粉煤的下落;旋转卸料阀在运行中起到闭锁作用,造成粉煤在锥部悬浮,很难落下,日积月累,粉煤越积越多,形成架桥堵塞。
整改及效果:拆开粉煤贮罐过滤器和锥部旋转卸料阀,清洁其中的积煤;由于DN50氮气管线不易控制流量,遂关闭阀门,不用此路调节氮气量;在旋转卸料阀上、下部各增加1路DN50的氮气管线,通过调节阀门控制锥部合适的氮气量,既不阻碍粉煤下落,又不会造成粉煤堵塞锥部。通过调整,问题得到一定程度的缓解。
2. 在粉煤贮罐过滤器锥部氮气管线调整运行一段时间后,冬季粉煤粉贮罐过滤器锥部又出现了堵塞。分析认为此次堵塞原因为:冬季环境温度低,粉煤贮罐内、外温差大,通入粉煤贮罐过滤器锥的氮气温度偏低(50 ℃左右),粉煤贮罐内的热气通过旋转卸料阀进入粉煤贮罐内产生冷凝水,导致粉煤结块。
整改及效果:增设1台氮气加热器,以提高进入粉煤贮罐过滤器的氮气温度。整改后,粉煤贮罐过滤器运行稳定,锥部未再出现堵塞现象。
3. 2011年10月,2期航天炉施工期间,因粉煤贮罐过滤器CO2放空量大,现场施工人员无法作业。为保证作业人员的安全,将粉煤贮罐过滤器放空管加高,防雨罩由正三角形改为倒三角形,以利于防空的CO2气流上升和扩散。改造后运行不到1个月,粉煤贮罐过滤器锥部又出现堵塞现象。拆开粉煤贮罐过滤器人孔,对锥部积煤进行清理。清理后检查其内部,无异常现象,堵煤原因不明。之后,粉煤贮罐过滤器锥部堵塞日益频繁,给气化装置的安全、稳定运行带来巨大的压力。在最后一次清理粉煤贮罐过滤器时,发现西北侧沿内壁边缘有向下的流水。为了彻底查清原因,拆开粉煤贮罐过滤器顶部盖板,发现清洁室内有积水现象,水由粉煤贮罐过滤器放空管处流出。由此判定,出现积煤和堵煤的根本原因是粉煤贮罐过滤器放空管中产生冷凝水而使粉煤结块,造成粉煤贮罐过滤器锥部出现堵塞。
原因分析:放空管高度临时增高后,蒸汽伴热和保温不好,易产生冷凝水;防雨罩由正三角形改为倒三角形后,虽然利于放空的CO2气流上升和扩散,但易使雨水进入放空管;1期航天炉汽包蒸汽放空的消音器位置和粉煤贮罐过滤器放空管的防雨罩高度基本一致,由于汽包放空调节阀内漏量大,泄漏的蒸汽进入粉煤贮罐过滤器的放空管内,形成冷凝水;粉煤贮罐过滤器清洁室钢板没有满焊,形成的冷凝水流入粉煤贮罐过滤器内部,造成粉煤结块。
整改:将粉煤贮罐过滤器放空管截去一段,使放空管管口低于一期汽包蒸汽消音器位置,防止蒸汽飘入;防雨罩由倒三角形改为锥三角形,避免雨水顺着防雨罩进入粉煤贮罐过滤器;对放空管线的伴热进行进一步完善。
通过以上改造后,装置运行良好,粉煤贮罐过滤器锥部未出现堵塞现象,粉煤加压输送系统运行稳定。