大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司煤基烯烃项目采用壳牌煤气化技术,共设置3台气化炉,单炉处理煤量2870 t/d。气化炉开车时用氮气作为粉煤输送载气,开车正常后切换为来自低温甲醇洗的二氧化碳气。由于二氧化碳气量受制于气化及净化工序的运行工况,切换后频繁出现因二氧化碳气供应不稳定而引起二氧化碳压缩机跳车的问题,从而导致气化炉跳车。
通过分析认为,压缩机跳车原因主要集中在入口压力低联锁和入口压力高联锁,其中入口压力低联锁更为频繁。二氧化碳压缩机入口压力不稳定的主要原因分析如下。
1.煤气化装置的氮气使用量波动。主要由于煤粉排放罐、渣排放罐、灰排放罐充压和泄压以及烧嘴跳车引起。
2.二氧化碳气产量不稳定。可能由于低温甲醇洗处理煤气量、煤气组分、低温甲醇洗工况不稳定引起。实际观察发现,煤气组分及低温甲醇洗工况波动引起的可能性小,波动影响也较小。
3.二氧化碳压力调节不及时,二氧化碳压力仅靠DN900的球阀通过放空量调节。由于管径大及球阀的流量特点,不能很好地满足调节稳压的要求。
4.系统由1根总管供给3台二氧化碳压缩机,在压缩机开停车或某台压缩机跳车时,入口流量急剧变化,直接影响在役压缩机的稳定运行。
5.氮气与二氧化碳气切换时引起的波动。
针对上述问题及原因分析,采取如下改进措施。
1.低温甲醇洗出口侧原二氧化碳放空调节阀1(DN900)增加副线调节阀2(DN600),采取分程控制。小流量调节依靠小口径副线阀2调节,大流量调节依靠原阀1调节。
2.压缩机入口侧增加3台放空调节阀,分别对应3台二氧化碳压缩机。在入口压力过高时采用压力调节;在压缩机跳车时,根据跳车前流量计算预设阀位进行放空,在规定时间恢复到压力调节。
3.适当提高压缩机入口压力跳车高限值,扩大正常控制范围。
4.对3台压缩机分别设定阶梯入口压力跳车低限值,避免几台压缩机同时跳车。
5.始终保持低温甲醇洗侧二氧化碳放空调节阀开度在20%以上,确保有足够的二氧化碳富余量。
6.低温甲醇洗侧二氧化碳压力设定值应稍高于压缩机入口二氧化碳压力。
7.气化烧嘴跳车应及时汇报,及时调整氮气及二氧化碳气供应。
8.开工氮气与二氧化碳气切换时,加强操作联系与监控,保证无扰动切换。切换时先引二氧化碳气至压缩机后放空,再逐步切换。
通过采取以上措施,大修后开车以来,二氧化碳压缩机运行稳定,有效地保障了气化炉的稳定运行。