科技简讯

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造气炉排灰口探讨

造气炉排灰口的作用是将造气炉制气完成后的灰渣排出。排灰适度是保持炉内物料平衡、维持造气炉正常运行的重要保障。造气炉在运行过程中出现的偏灰、漏炭、风洞、气化不匀等都与没有建立起较为理想的灰渣层有关，因此，建立起厚度适当、较为均匀的灰渣层是实现稳定炉况、降低消耗的必要条件，而合适的排灰口对建立起厚度适当、较为均匀的灰渣层的作用非常重要。

1 采用高灰分煤炭制气时需增加排灰口高度

目前，山东瑞星集团使用的灰仓排灰口尺寸为550 mm×1 100 mm，其排灰口高度保持在400 mm，用外防流板(灰盘外延板)、内防流板调整安息角至40°～45°。但内防流板，特别是安装在夹套上的内防流板，虽然起到了防流作用，也有弊端，在防止漏炭的同时也阻碍了灰渣的正常下降，导致排灰口上方灰渣层增厚；同时，由于内防流板的存在，影响了炉箅在排灰口上方的布风，导致炉内局部温度低而影响炉况，内防流板越长，影响越大。Φ2 820 mm灰盘的造气炉外防流板宽度为250 mm；Φ3 120 mm灰盘的造气炉外防流板宽度120 mm，内防流板宽度均为150 mm。为了减少内防流板对炉况的影响，应适当增大外防流板宽度、缩小内防流板宽度，并且内防流板应设在炉栅第2层以下，即将灰仓板内伸，增大内防流板与炉箅第2层之间的间隙，防止影响布风。

2 采用低灰分煤炭制气时应适当缩小排灰口

在煤炭灰分低、排灰量少时，排灰口过大、排灰过量都会破坏灰渣层的形成，应适当缩小排灰口。利用破渣条下伸改变出灰口高度，同时改变破渣条底部与外防流板(灰盘外延板)之间的夹角，去掉内防流板。Φ2 820 mm灰盘的造气炉外防流板(灰盘外延板)控制在250 mm，Φ3 120 mm灰盘的造气炉外防流板(灰盘外延板)控制在 120 mm，破渣条下伸80～100 mm为宜，安息角在43°～41°。若破渣条下伸过多，排灰口过小，则在气化层温度高时，使渣结成较大的渣块难以排出，仍可导致造气炉炉况不稳定、灰渣层不均匀现象。如果排灰口外部的灰渣箱空间大，吹风量易被吸收，可在下伸的破渣条外围焊钢板，减少漏风，增加吹风强度。

各造气炉应根据不同的原料煤特性、不同的排灰量要求，以建立起理想的、厚度适当且较为均匀的灰渣层为出发点去调整排灰口的尺寸，为稳定造气炉炉况创造条件，保证排灰均匀，减少灰渣中可燃物，提高煤炭的利用率。

(山东瑞星集团有限公司山东东平271509 刘 伟)

100 kt/a合成氨系统技术改造总结

山东临沂恒昌煤业集团有限责任公司(以下简称恒昌公司)焦炭产量为1 300 kt/a，故引进焦炉煤气纯氧转化及低压合成技术，于2010年建成1套以焦炉煤气为原料的130 kt/a甲醇装置。为充分利用甲醇弛放气和甲醇空分系统生产的氮气，于2011年新建了1套100 kt/a合成氨装置，形成了“煤炭-焦炭-焦炉煤气-甲醇-合成氨”的产业链。合成氨装置采用焦炉煤气预处理脱硫和脱萘+焦炉煤气和甲醇弛放气变压吸附提氢+精脱硫系统+高压合成氨工艺，以纯氢、纯氮制氨的合成氨装置。针对合成氨系统开车以来暴露出来的问题，恒昌公司进行了3次工艺调整和系统优化，使工艺流程更合理，装置运行更平稳。

1 装车站液氨管

液氨紧急切断阀后Φ57 mm管道至鹤管口长约5 m，管道内约有残余液氨25 kg。在液氨装车后将鹤管口伸入水槽中以便处理掉残余的液氨，不仅使装车现场氨味极大，污染周围环境，同时造成液氨的损耗。

改造措施：在液氨紧急切断阀后Φ57 mm管道上配置氮气管，每次装车后将残余的液氨用氮气压入槽罐车内，可回收紧急切断阀后管道内残余的全部液氨。

具体改造方法：装车站停止装车作业，关闭液氨装车管道根部阀，将鹤管液相管道控制阀微开1/10圈，卸掉液相管道内的全部液氨。关闭气相管道根部阀门，将气相管道控制阀门微开1/10圈，卸掉气相管道内的全部气氨；拆开液相、气相根部阀后法兰，加水置换液相、气相管道内物料至无氨味后为合格；在液相、气相根部阀门后及氮气根部阀后加设盲板，再进行改造施工。在液氨装车流量计Φ57 mm管道紧急切断阀后100 mm处加装DN10 mm压力表阀，并配置管线(DN15 mm不锈钢管)，连接至气相减压管压力表，用于液氨泄压。在DN20 mm氮气阀阀后配管至Φ57 mm管道紧急切断阀后100 mm处，以便于液氨减压后氮气进一步将残余液氨压至槽罐车内。在2只DN20 mm 氮气阀之间加1只DN10 mm 压力表(测量管道内压力)。

2 氨水槽

原氨水管仅配接在氨水槽的顶部，有时因气氨进入吸收塔流速过快，导致部分气氨随氨水排放入氨水槽，氨气随之从排气管中逸出，氨水槽周围氨味极大。

改造措施：拆掉原氨水槽顶部Φ89 mm排气管，原Φ57 mm氨水管改接至排气管处，并在Φ57 mm 氨水管下部配置Φ76 mm管线，伸入氨水槽底部，以便气氨能在氨水槽中被进一步吸收，原氨水管与氨水槽连接法兰处改为排气管。

3 氨冷器排污

原氨冷器排污管直接通至地沟，现场排污时氨味较大，同时污水外排也带来环保问题。

改造措施：在氨冷器4个排污口处加设盲板，并进行彻底隔绝；在吸收塔进口总管备用口加设Φ57 mm×6 mm的盲板，与吸收塔彻底隔绝；将氨冷器排污的气氨导入吸收塔生产氨水，既可减轻生产现场环保压力，又能回收气氨。

4 氨回收系统

冰机出口气氨经蒸发冷凝器降温后，管道内冷凝的液氨沉积于蒸发冷凝器出口处形成气阻，造成冰机出口压力增大，多次发生因压力超过指标(1.55 MPa)而引起冰机联锁跳车事故。

改造措施：在蒸发冷凝器出口气氨管根部配置导淋管，向下连接至贮氨器出口管，以此增大压差使蒸发冷凝器出口管内积存的液氨顺利排入球罐。在冰机进口处配管线至吸收塔，避免冰机进口气氨总管因压力过高而造成闪蒸槽压力超过0.39 MPa 进而使安全阀起跳。

(山东临沂恒昌化工科技有限公司山东临沂276132 陈世通)

气化系统高压灰水泵的改造

高压灰水泵为水煤浆加压气化装置中洗涤及输渣工序的配套设备，其运行好坏直接影响气化系统的稳定。在选择DG46-50×10型高压灰水泵时，未充分考虑介质中有一定量硬度高(钙离子质量浓度高达800 mg/L)、颗粒大、质量轻的悬浮状态硬质颗粒对过流部件的冲刷腐蚀，故导致灰水中的细灰和硬质颗粒对该泵密封环冲刷磨损非常明显，连续运行约1个月后密封环间隙已达1.5 mm左右，流量及密封效果下降，整机振幅增大，必须停机检修，既影响系统运行，又增加维修费用。

1 存在的问题

存在的问题：①该泵采用填料密封，投用30 d后密封效果变差，现场泄漏量增大，无法保证有效密封，必须停机检修。②该泵在运行一段时间后，经常出现循环量突然降低及振幅加大的现象。经拆检发现，泵内过流部件及平衡盘磨损严重，叶轮口环及密封环间隙达到1.5 mm左右。③每次检修过流部件必须全部更新，且使用周期短(仅约30 d)，维修费用高。

2 原因分析

(1)该型泵使用XHC-10010聚四氟乙烯膨胀盘根填料密封。虽其导热性好、膨胀系数高，适应用于高压、高速度的密封部位；但由于灰水中颗粒硬度高(钙离子质量浓度高达800 mg/L)等因素，易产生硬化结晶，使填料失去密封作用。

(2)平衡盘材质为灰口铸铁，容易磨损，导致平衡盘窜量增大，平衡力被破坏，使泵体振幅增大；平衡管内径较小(Φ6.0 mm)，灰水中含灰量大，易被堵塞，平衡液向低压端回流量小，不能确保轴向力被完全平衡。

(3)该泵共有十级叶轮，泵轴细而长，故对泵轴的硬度及强度要求较高。而原泵轴的材质为45#钢，不能满足硬度要求，导致泵轴在较短运行周期内产生变形弯曲，同时整套转子的平衡被打破，造成叶轮等内件磨损，平衡盘跑偏，泵的振幅增大，运行周期大大缩短。

3 改造措施

(1)将填料密封改为机械密封，且动、静环密封面采用硬质合金，并增加冲洗水装置，缓解灰水中固体颗粒对机封密封面的磨损。

(2)将平衡盘材质由铸铁改为铸钢35，采用堆焊硬质合金后调质工艺对密封面进行处理，提高密封面表面硬度，减缓平衡盘磨损。

(3)经计算，决定将平衡管内径Φ6.0 mm加大至Φ12.7 mm，以适应平衡管的流量，可有效平衡转子的轴向推力。

(4)将泵轴材质由45#钢改为40Cr，锻打后调质处理，提高泵轴强度，叶轮全部组装后再测试转子动平衡，保障转子在运转中的刚度。

4 改造效果

经对高压灰水泵的多项改造，高压灰水系统运行逐渐趋于稳定，维修费用大幅降低，高压灰水泵的稳定运转周期和填料使用寿命均由1个月延长至6个月，创造了气化系统连续安全稳定运行300 d的纪录，为稳定生产、降低消耗创造了良好的条件。

(兖矿鲁南化工有限公司山东滕州277527 李厚玉 高 波 张 伟)

内反馈电机滑环系统问题分析及改造

1 存在的问题

山东晋煤明水化工集团有限公司2台130 t/h锅炉配套的风机全部由内反馈电动机拖动，在启动过程中经常发生电机滑环系统放电事故，造成滑环系统损坏，严重制约锅炉正常稳定运行。

2 原因分析

原因分析：①现场环境较差，造成滑环系统各部件上积尘，影响电木绝缘性能；②滑环之间使用管状套管对三相间及外壳进行绝缘，绝缘距离短、强度低；③滑环系统刷座之间仅靠10 mm左右的空气绝缘，在电机启动时因灰尘，特别是电刷粉尘，漂浮造成空间绝缘降低，产生放电现象；④滑环系统与外壳间距较小，因启动过程中滑环风扇搅动造成空间绝缘强度降低而对地短路、放电。

3 改进措施

改进措施：①在电机滑环三相刷座之间增加厚度为5 mm的电木绝缘板，使绝缘板上部高出刷座20 mm，提高各电极之间的绝缘强度；②将原管状相间绝缘套管改成凹凸形绝缘子，增加绝缘件的爬电距离；③将滑环系统铁外壳更换为电木外壳，同时增大内部空间；④使用绝缘漆对电机外壳等无法更换的小面积铁质构件进行绝缘防护；⑤在滑环系统增加强制风冷系统，有利于降温，既形成正压通风杜绝外部灰尘进入，又及时将碳刷磨损下的导电粉尘吹走；⑥将电机滑环系统材质更换为锡青铜，既提高导电性，又减轻设备锈蚀；因锡青铜材质较硬，滑环系统使用周期长，确保一次开车成功及正常运行周期。

4 改进效果

通过实施改进措施后，6 台锅炉配套的风机电动机至今未再发生一次滑环系统放电损坏事故，彻底解决了长期制约设备运行的隐患。

(山东晋煤明水化工集团有限公司山东章丘250200 李会吉 朱立艳)

尿素装置一甲泵频繁跳车的解决方法

1 存在的问题

永泰集团安徽三星化工有限责任公司现有一期100 kt/a 和二期200 kt/a的水溶液全循环尿素装置各1套。2013年夏季，由于气温较高，一期尿素装置的3#一甲泵频繁跳车，采取为变频器安装车间增设空调、电机加装风扇强制降温等措施，效果均不明显，生产极为被动。结合变频器故障记录分析，排除由电机和变频器引起跳车，问题集中于一甲泵的润滑油泵压力上，后清洗过滤器滤网，更换润滑油和多只油压开关，问题依然存在。

2 原因分析

由于夏季温度较高，造成润滑油温度高、油压偏低，一旦油泵受电压、油温和油过滤器等因素的影响，油压发生波动，再加上油压开关精度低，没有延时功能，就会造成一甲泵跳车。

3 解决方法

(1)用压力变送器代替油压开关，并把油压信号引入DCS。

(2)通过DCS的控制程序，将油压信号与设定的跳车油压(0.2 MPa)相比较，如果油压信号低于0.2 MPa，由DCS输出1个DO触点，指令一甲泵跳车。

(3)油压低信号应进行数字滤波，由于一甲泵属于低转速设备，即使短时间内缺油，也不会造成烧瓦，所以数字滤波时间设为6 s。

4 改造效果

通过以上改造，用压力变送器替代油压开关，提高了油压的测量精度；压力信号进入DCS，可以记录油压历史趋势，便于故障分析；数字滤波时间为6 s，可大大降低干扰信号和油压波动对一甲泵产生的影响。

改造后，3#一甲泵频繁跳车问题得到彻底解决。由于效果明显，加上此前氨泵和一甲泵都出现过类似的跳车，决定将一期尿素装置3台一甲泵、3台氨泵和二期尿素装置4台一甲泵、4台氨泵均进行同样改造，稳定了生产。

(永泰集团安徽三星化工有限责任公司安徽涡阳233610 张朝阳 张晓静 刘香岭)

50 t/h三废流化混燃炉泄漏原因分析

晋煤冀州银海化肥有限责任公司第1套Q170/950-50-3.82/450型三废流化混燃炉(以下简称50 t/h三废锅炉)于2006年12月底投入运行，第2套Q190/950-65-3.82/450型三废锅炉于2012年投入运行，运行中均发生不同程度泄漏。现仅分析50 t/h三废锅炉泄漏原因及改进措施。

1 燃烧炉沸腾埋管上联箱泄漏

50 t/h三废锅炉投运5个月后，燃烧炉沸腾埋管上联箱上部频繁发生泄漏，随着负荷逐渐增加，呈现龟裂式鼓包，明显有过烧、过热痕迹。主要原因是设计不合理，上联箱原导气管为水平引出，导致上联箱局部气阻，造成过热鼓包、龟裂。

改进措施：上联箱水平导气管改为向上45°倾角导气管，并将联箱中上部浇筑耐火隔热层。第2套65 t/h三废锅炉采用上述改进措施，再没有发生类似泄漏问题。

2 蒸汽过热器爆管泄漏

50 t/h三废锅炉在投运2个月后发生蒸汽过热器爆管泄漏，起初没找到根本原因，一直采取泄漏后停炉盲管处理。2008年4月停车大修时，整体更换过热器，但投运后不久又发生爆管泄漏。割开换热器发现管内有白色结晶体。主要原因是水质不达标(二氧化硅及钠、镁离子等含量超标)，导致结晶使管壁结垢而堵塞换热管，破坏水循环，导致换热管过热爆管。

改进措施：在膜处理脱盐水装置后新增1套阴阳离子混床，严格控制水中二氧化硅及钠、镁离子含量，同时增设除氧设备，消除对设备的腐蚀。

3 蒸发管束泄漏

自2012年7月起，50 t/h三废锅炉蒸发管束频繁发生泄漏，给生产造成很大影响。蒸发管束从前(燃烧炉侧)到后共分为蒸发管束Ⅰ、蒸发管束Ⅱ、蒸发管束Ⅲ，主要泄漏部位在蒸发管束及下联箱焊口位置，且蒸发管束Ⅲ泄漏明显多于蒸发管束Ⅰ和Ⅱ，即越往后泄漏越多。经分析，其主要原因是由于下灰口挡板安装不良及挡板开度不合理，造成下灰口漏风而加剧焊口的应力疲劳开裂，最终导致焊口处泄漏。

改进措施：确保下灰口挡板安装质量，控制挡板下灰开度，尽可能减少冷风进入；若下灰口高度允许，可安装连续下灰装置或二级灰斗，从而避免冷风进入；确保保温良好，避免保温材料破损而出现冷激现象。

锅炉蒸发管束泄漏后应及时检修，生产中因多种原因而拖延检修，致使大量泄漏高压水带灰冲刷临近管束，造成泄漏面扩大。同时，潮湿烟气夹带的灰尘会堵塞换热管束及空气预热器，造成更大的影响及加大检修难度。

(晋煤冀州银海化肥有限责任公司河北冀州053200 吴清水)