陕西渭河煤化工集团有限公司Texaco气化装置灰水系统中各设备以及管线、阀门长期处于灰水的腐蚀及磨损中，极易发生故障，如何在切入备用管线时保持装置平稳运行，一直是Texaco气化工艺研究的重点。
1.灰水系统工艺流程简介
来自灰水系统终端灰水槽的灰水经低压灰水泵加压到0.4 MPa，一路送至污水处理装置进行处理，以维持整个Texaco气化装置灰水中的离子平衡及酸碱度平衡；一路返回系统，经除氧器除氧及高压灰水泵加压至7.0 MPa以上，与出高压闪蒸罐的高温灰水进行换热后，进入碳洗塔和气化炉，完成对工艺气的激冷和洗涤之后，再进入高压闪蒸系统，闪蒸气与来自高压灰水泵的灰水换热后进入气液分离罐，气相去汽提塔用作热源，液相进入除氧器用作热源。高压闪蒸出来的液相进入低压闪蒸罐闪蒸后，气相经低压闪蒸气冷凝器冷凝后也送往除氧器用作热源；低压闪蒸罐出来的液相则经两级真空闪蒸系统处理后进入澄清槽，经絮凝及搅拌，泥浆送过滤机过滤，液相送回澄清槽，过滤出的细渣由汽车送往渣场，澄清槽顶部溢流的清液进入灰水槽，返回灰水系统循环使用。
2.RW紧急补水的作用
据系统工艺流程，低压灰水泵作为处理后灰水返回系统的输送设备，一般都是双泵运行，当其中一台突发故障打量不足时，在保证外排量不大幅减少的情况下，工艺调节上一般都会减少返回系统的灰水量，由此造成返回除氧器的灰水量不足；或者是其返回管线上的仪表阀门失效，无法正常向除氧器送低压灰水。出现以上情况时，因系统补水不足，整个Texaco气化装置会在短时间内由于碳洗塔或者气化炉液位不足而联锁跳车。因此，系统在除氧器上部设计了一路RW紧急补水及一路S4加热管线，正常工况下，这2路管线均处于停用状态，当低压灰水泵因故障打量不足或低压灰水泵出口诸如仪表、阀门、管线等突发故障时，可及时开启RW补水及S4加热，并辅以其他调节措施，系统则会在波动之后恢复正常，避免停车。
3.RW紧急补水对系统的影响
正常工况下，低压灰水泵来水35～40 ℃、0.4～0.5 MPa；紧急工况下，RW补水35～40 ℃、0.4～0.5 MPa。可见，紧急补水RW与低压灰水泵出口灰水在压力、温度方面的差异很小，之所以紧急补水后系统会出现大幅波动，主要原因是低压灰水泵送往除氧器的灰水一般在100～200 m3/h，当上述故障出现时，若在低压灰水泵断水瞬间RW补水未启动，即使是很微小的时间差，也会引起整个工艺气系统和灰水系统的大幅波动。主要工艺参数变化如下［“/”前后分别为正常工况（低压灰水泵供水）与事故工况（RW补水）的数据］：碳洗塔出口工艺气温度 约238 ℃/≤230 ℃；除氧器出口工艺气温度 ≥100 ℃/60～80 ℃；碳洗塔下部冷却灰水入口温度 约122 ℃/约110 ℃；气化炉激冷水入口温度 约235 ℃/约215 ℃；碳洗塔排水温度 ≥220 ℃/≤210 ℃；气化炉排水温度 ≥200 ℃/约180 ℃；高压闪蒸罐出口闪蒸气温度 ≥170 ℃/≤166 ℃；汽提塔顶部温度 ≥126 ℃/≤120 ℃。与此同时，系统发生如下变化。
（1）气化炉和碳洗塔排水瞬时减少。低压灰水泵供水中断或打量不足时，碳洗塔与气化炉液位必然会在联锁下，减少向灰水闪蒸工段的水排放，其自身则因与外界无热交换，气化炉炉温快速上升，很容易触发停车联锁。
（2）除氧器除氧能力下降。供水系统异常时，气化炉及碳洗塔排水量减小，由高、低压闪蒸系统进入除氧器的高温灰水量减少，即使打开S4加热，也无法将RW补水迅速加热到沸点以上，低温致灰水中氧及不凝气增多，氧分子在灰水中循环，与硫、氮等酸性分子结合，破坏灰水的弱碱性，加剧灰水对设备及管道的腐蚀。
（3）高压灰水泵受到热应力冲击。高压灰水泵入口水温由100 ℃以上迅速降到60～70 ℃，虽减少了高压灰水泵汽蚀的可能性，但短时间内介质温度的大幅降低会对泵体材料撕裂加剧，影响泵体寿命。
（4）管道中垢片掉落，引起堵塞。系统中的设备及管道长期处于高温弱碱性灰水中，结垢在所难免，RW补水带入的瞬时冷量很容易使这些垢片收缩掉落，在灰水循环时引起过滤器等的堵塞；另一方面，RW补水使系统的热量平衡被打破，除了灰水系统，工艺气系统也受到影响，其最主要的表现就是带水。
（5）给后工序带来影响。激冷及洗涤水温度降低，会使碳洗塔出口工艺气温度降低，当进入后续变换系统后，若调节不及时，很容易引起变换炉带水，使变化炉温度大幅下降，调节困难，若带水严重，还有可能使变换催化剂粉化，缩短其使用寿命；同时，带水的工艺气在后续冷却过程中，会增加变换系统冷凝液量，致使送汽提塔液相量增加，增加酸性气汽提塔的负担，而且也增加了S4的消耗。
4.RW补水时避免系统大幅波动的措施
上述几点是在及时进行RW补水后最易出现的问题。RW补水虽然能在低压灰水系统出现故障后维持系统运行，为故障排除赢得时间，但补水后若不能果断、迅速、准确、合理地辅以其他调节方法，不但避免不了系统停车的危险，还有可能会因工况的突变，给动静设备、管线、阀门以及变换催化剂等带来更大的伤害，得不偿失。为此，提出以下几种常用的应对措施。
（1）减负荷。在低压灰水泵无法迅速恢复正常且系统波动较大时，减负荷是必须采用的方法。系统在低负荷下运行，其波动减小，对动静设备以及催化剂的影响相应会减小，系统恢复至正常工况也较容易。
（2）提高氧煤比。RW补水之后，若系统温度下降过快，为防止气化反应受到影响，可通过提高氧煤比来提高气化反应温度，以提高工艺气的温度，减轻其带水程度，但一定要将氧煤比控制在合理区间内。
（3）低压闪蒸气走旁路。此举可以提高出低压闪蒸器进除氧器的一路高温闪蒸气的温度，藉此提高除氧器及系统的温度，这一方法最为直接、快速。
（4）开大变换工段废锅工艺气旁路。此举可提高工艺气温度，从而减少去变换汽提塔冷凝液的量，减轻汽提塔的负担。
（5）变换炉的工况受热量和进气量两个参数的控制，因此，要密切关注变换炉各点温度的变化情况，视温度分布、温度变化趋势以及压差变化情况综合考量对变换炉进行调节，通过控制入口气量缓解带水危害。
总之，当低压灰水泵或其出口管线出现故障时，应尽快排除故障，恢复其正常运行。若故障短时间内不能消除，启动RW补水后，应密切关注工艺系统的变化，准确判断，采取最直接、有效的措施维持系统运行，减少系统波动带来的不利影响，保证系统在故障消除后能迅速恢复正常运行。
（陕西渭河煤化工 尉晓妮）