气化炉低负荷运行安全操作的分析和总结

化工设计通讯第37卷第5期Chemical Engineering Design Communications2011年10月气化炉低负荷运行安全操作的分析和总结郭永佛，王伟，王志玲(中海石油内蒙古天野化工集团，内蒙古呼和浩特010070)摘要:介绍气化炉在40%低负荷运行时工艺变化情况，及操作人员应注意的要点。关键词:气化炉;低负荷;拱顶;三物料;参数;安全运行中圈分类号: TQ113. 24+2.文献标志码: B文章编 号: 1003-6490(2011)05-0024-02Analysis and Summary for Gasifier Low Load Safe OperationGUO Yong wei, WANG Wei, WANG Zhi-ling[Tianye Chemical (Group) of China National Offshore Oil Corp. , Hohhot Inner Mongolia 010070, China]Abstract: Introduce the varing process condition when gasifier at 40% low load operation, and themain points to which the operators should pay attention.Key words: gasifier ;low load ;crown of arch; three materials ; parameter ; safe operation中海石油内蒙古天野化工(集团)股份有限公成氨的生产。表1为气化炉正常负荷运行参数司(以下简称天野化工)是以天然气为原料生产甲(100%负荷)。醇和尿素产品。随着冬季供暖以天然气为能源用表1气化炉正常 负荷运行参数量的增加，天然气出现供不应求的局面，严重影项目温度/C压力/MPa流 量/m2/h响以天然气为原料的化工装置正常负荷的生产运6. 5011 075行。2010 年12月，由于天然气供应紧张，导致天然气6. 3016 858天野化工甲醇装置和化肥装置一直处于低负荷运蒸汽3807. 002. 0t/h行，12月中旬开始，化肥装置气化炉一直在气化炉1 3206. 0079 00040%的低负荷下运行，运行时间持续达40d以上，因此对气化炉的安全运行提出新的挑战。1.2气化炉低 负荷运行介绍2010年冬季由于受天然气供应不足的影响，1气化炉正常负荷与低负荷运行的工艺天野化工化肥装置气化炉被迫减负荷至40%的对比分析低负荷运行。由于这套气化炉在设计时给出的最1.1 气化炉正常负荷运行介绍低运行负荷为70%，所以之前没有低于70%负气化造气系统由两台气化炉、两台废热锅炉荷运行的数据可以参考，这给工艺操作带来了很(副产10. 0MPa饱和蒸汽)、激冷洗涤、洗涤塔大的困难。在低负荷运行实施之前，化肥系统组降温等组成，气化炉为两台并联运行，没有备织相关技术人员，经过多次的讨论和评估，编制用。气化炉三物料(氧气、天然气、蒸汽)送人气出操作的应急预案;由工艺技术人员亲自指挥操化炉进行部分氧化反应，产出有效气(CO+ H2)作减负荷，实施减负荷至40%的低负荷运行，含量为96%的合成氨原料气。三物料通过气化随时观察气化炉运行状况，经过24h的监护运.炉烧嘴的不同环隙进入气化炉，部分氧化反应生.行，气化炉整体没有出现超温现象，有效气含量成原料气，高温原料气通过热量回收和洗涤降温在指标范围之内，说明实施低负荷运行是可行后，温度为45 C的原料气送到后序工段进行合的。对应急预案进行修改和完善，下发到操作岗收稿日期: 2011-04-18中国煤化工、作者简介:郭永伟(1975-), 男，内蒙古呼和浩特人，助理工程师，江艺工程师，长期从事合成氨气化工艺技术管理工作。MYHCNMH G.第5期郭永伟等:气化炉低负荷运行安全操作的分析和总结位执行，其中包括摘除三物料低联锁6个，气化控制在0. 3%(体积分率)时，有效气(CO+ H2)炉每小时测温一次，天然气流量阀打手动控制，含量 在95. 5%(体积分率)以上，基本保持不变，操作人员发现气化炉异常有先停车后汇报的特能够满足后序工段生产的要求。权，技术监督每日进行-次气化炉评估并随时修(6)气化炉低负荷下运行，较正常负荷时工改操作预案。通过此次气化炉低负荷运行，掌握艺操作难度增加。由于三物料流量自动调节阀的了一定的参考数据，为以后的气化炉运行提供了开度变小，造成阀门操作弹性变小，致使三物料技术支持。表2为气化炉低负荷运行参数(40%部分阀门不能投自动，以防止阀门调节过程中，突然关闭，部分物料丧失，发生气化炉超温等危表2气化炉低 负荷运行参数险，只能改为手动操作，每次只能调整0. 1%的项目温度/C压力/MPa流量/m/h阀位开关操作，使操作人员的工作量大幅增加，2305.505 200并且增加了安全运行风险。天然气2505.407 000蒸汽3807. 003.0t/h2气化炉低负荷运行的安全注意事项气化炉5. 20340002.1气化炉 部分物料低联锁摘除1.3气化炉在 40%低负荷运行时的差异分析由于气化炉低负荷运行时，氧气、天然气物(1)气化炉在低负荷运行时，气化炉炉膛整料参数低于设计的安全联锁值，所以只能将物料体温度下降140C左右，这是由于气化炉的热量低联锁摘除， 这样给气化炉安全运行带来了非常损失并不随生产负荷的降低而变化导致的。所以大的隐患，必须制定相应的气化炉低负荷操作预在氧与天然气比不变的情况下，降低生产负荷气案，由专人进行监护、落实和执行，切实保证气化炉温度也随着降低。化炉的安全运行。(2)气化炉在低负荷运行时，气化炉拱顶温2.2气化炉特护度没有上涨，反而有所下降。理论上，随着气化低负荷运行时，对气化炉要进行必要的特护炉负荷的降低，由于烧嘴火焰反应区的上移，拱工作，中控操作有专门的DCS监控画面，专人顶温度将上涨，但事实相反，初步分析为负荷较负责监控三物料的参数，如压力、温度、流量及低时，在反应区产生热量的减少，抵消了反应区气化炉温度变化情况。现场操作人员每小时对气温度上移的热量，从而使温度未上涨。这也是气化炉进行认真巡检，加强各温度点的现场测温和化炉低负荷运行所担心的，防止气化炉超温的最烧嘴冷却水可燃气的检测工作，发现异常情况立重要问题之- -。即打闸停车、泄压和氮气置换处理，确保气化炉(3)不同负荷对气化炉烧嘴的影响不- -样，的安全。低负荷运行是对烧嘴最不利的，设计时气化炉最2.3气化炉日 评估低负荷为70%也是考虑到这一点。气化炉正常专业技术人员每天对气化炉低负荷运行的数满负荷运行时烧嘴冷却水回水温度为50C，当据进行整理、对比和分析，根据气化炉的运行状气化炉在40%负荷时，烧嘴冷却水回水温度降况及参数变化情况进行评估，并制定出安全、合为35C，此数据表明气化炉在低负荷运行时烧理的操作预案和指令，指导操作人员进行气化炉嘴环隙处的温度也是下降了的。两台气化炉低负的安全操作。荷运行40 d以上，饶嘴没有发生泄漏，但这也2.4气化炉开停车不能说明低负荷对烧嘴的影响减小，还需要更多气化炉开停车严格执行确认单并签字，安排的实际数据分析和理论支持。.至少2人以上对气化炉专人监护开停车，监护炉(4) 气化炉在低负荷运行时，增加进入烧嘴温、流量、压力参数，升降压、升降温速率;防屏蔽环隙的保护蒸汽用量，由正常的1.5t/h增止阀门开度小，物料指示假，发生气化炉超温、加到2.0t/h，这是为了保护气化炉拱顶炉砖，超压等严重事故。在开停车过程中，技术监督要防止拱顶超温。监护岗位人中国煤化工化炉的运行(5)气化炉低负荷下运行，原料气甲烷含量安全，降低@:fYHCNMHG化工设计通讯第37卷第5期Chemical Engineering Design Communications2011年10月造气炉水夹套失效原因分析徐广平(山东阳煤恒通化工股份有限公司，山东郯城276100)摘要: 通过分析与试验，发现造气炉夹套失效的原因是由于空程尺寸过大。关键词:造气炉夹套:失效:空程尺寸中图分类号: TQ113.25文献标志码: B文章编号: 1003-6490( 2011)05 0026-02Analysis of Failure Reasons of Water Lined jacket in Fixed-Bed GasifiersXU Guang ping(Shandong Yangmei Hengtong Chemical Co., Ltd., Tancheng Shandong 276 100, China)Abstract: After analysis and experiment， failure reasons of the water lined jacket in fixed-bedgasifier is due to the air space oversized.Key words:water lined jacket in fixed- bed gasifier ; failure;air space size此水夹套上封头材料是20g,水夹套制作按1存在的问题，压力容器标准设计制作，设计参数见表1.山东阳煤恒通化工股份有限公司化肥厂表1水夹套设计参数2009年有4台φ2800mm造气炉水夹套上封头在数连续运行2年后发生开裂现象，使水夹套运行周设计压力/MPa0.24期比正常情况大大缩短，而正常使用周期在5年最高工作压力/MPa0.2左右。开裂位置在封头向火侧，自水侧向炉膛沿设计温度/C137纵向开裂，开裂部位形貌见图1.最高工作温度/C133介质..水、蒸汽_在造气炉实际操作运行中，测得蒸汽出口管下侧附近的测温点运行温度在125~135 C，炉口1膛底部运行温度在1200~1300C，炉膛中上部温度在1000~1200C，封头附近正常使用温度在700~800 C，不正常时可达1000 C。2原因分析图1水夹套封头开裂部位宏观形貌对图1中的白色方框区域取样分析化学成收稿日期: 2011-03-14作者简介:徐广平(1975-)， 男，山东临沂人，助理工程师，从事设备管理工作。的目的。但是,气化炉低负荷运行有很大的安全3结语风险,必须采取必要的安全防护措施,操作人员必2010 年年底，天野化工化肥装置两台气化须熟练掌握操作技能和预案，迅速反应，快速处炉低负荷(40%负荷)累计运行40d,采取可行、置,否则会产告背尝平击的后用儿毕变原料结构,中国煤化1可控、有效的操作手段对气化炉进行维护运行，时刻满足山苛,才是气化没有发生超温、超压等安全问题,达到了安全运行:CYHCNMH(炉安全稳定是小时人在，研人问题出最根本办法。.