殼牌氣化爐漏水原因分析

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1、殼牌氣化爐漏水原因分析擬稿：伍崇寬貴州天?；び邢挢?zé)任公司的30萬噸合成氨，20萬噸甲醇、15萬噸二甲醚裝置氣化部分采用殼牌煤氣化技術(shù)，設(shè)計(jì)日消耗原煤2400噸，與盈德公司合作配套制氧量5200M3/h、氮?dú)?8000NM3/h的空分裝置。項(xiàng)目始建于2005年，2010年11月7日全系統(tǒng)一次投料成功。2011年3月21日煤燒嘴罩1#、4#發(fā)生泄漏，造成氣化爐進(jìn)水，系統(tǒng)被迫停車長達(dá)11天，2011年7月27日煤燒嘴1#發(fā)生泄漏，同年9月16日煤燒嘴2#、3#、4#發(fā)生泄漏，同時(shí)激冷段磨損嚴(yán)重與環(huán)隙空間多點(diǎn)發(fā)生穿孔，2013

2、年元月26日煤燒嘴1#、4#再次發(fā)生泄漏，3月23日煤燒嘴2#又發(fā)生了泄漏，同時(shí)冷卻器2#、3#蒸發(fā)器段水冷壁管發(fā)生了泄漏，此次檢修時(shí)間長達(dá)12天，為避免類似事故再次發(fā)生，特對(duì)殼牌氣化爐可能的漏水原因及造成的影響進(jìn)行分析，1殼牌煤氣化工藝簡介殼牌煤氣化采用懸浮夾帶流化床技術(shù)，其氣化工序工藝流程示意見圖1，空分裝置送來的約15℃的氧氣經(jīng)過氧氣預(yù)熱器加熱至180℃，為提高粗合成氣中有效氣體含量以及改善渣的形態(tài)，在氧氣中添加少量微過熱的中壓蒸汽，然后從煤粉加壓單元用氮?dú)廨斔瓦^來的煤粉一起送人氣化室內(nèi)對(duì)置的煤燒嘴內(nèi)，發(fā)生劇烈的氣

3、化反應(yīng)，生產(chǎn)粗合成氣。粗合成氣經(jīng)過激冷段、輸氣段、氣體返回室、合成氣冷卻器冷卻至330℃左右后，在干洗單元經(jīng)過24組（1152根）陶瓷濾棒過濾后，使粗合成氣中的固體含量降至20mg/m3進(jìn)入濕洗單元，洗去粗合成氣中的飛灰及鹵素，并進(jìn)一步冷卻合成氣溫度至180℃左右，送入氨醇裝置。在煤燒嘴投用時(shí)頭部與火焰內(nèi)焰位置的溫度很低，可能產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕及高溫硫化腐蝕。所有使用單獨(dú)的調(diào)和水用調(diào)和水泵(P1304)加壓至6.0Mpa,在經(jīng)過加熱器（E1308）加熱恒高于210℃.進(jìn)入煤燒嘴頭部，以保護(hù)煤燒嘴。2氣化爐漏水原因分析及影響2.

4、1氣化室進(jìn)水根據(jù)天福化工開車情況氣化室漏水來源于2處，煤燒嘴頭部破損造成調(diào)和水泄漏，煤燒嘴罩泄漏等。如果調(diào)和水回水流量出現(xiàn)低報(bào)警，則可能是煤燒嘴頭部破損造成調(diào)和水泄漏，其原因可能是在開停車過程中氣化爐內(nèi)的NH4CI-H2O產(chǎn)生的腐蝕以及高溫硫化導(dǎo)致的H2S腐蝕，使煤燒嘴頭部強(qiáng)度下降而破損。但煤燒嘴頭部破損造成調(diào)和水泄漏有一個(gè)過程，剛開始可能只有一小點(diǎn)泄漏，然后慢慢變大，此時(shí)漏進(jìn)氣化室的少量水有可能都參加了反應(yīng)，所有濕洗單元出口的合成氣組分分析會(huì)顯示H2含量上升，CO含量降低，H2/CO上升，CO2含量比設(shè)計(jì)值高，最后合成

5、氣組分穩(wěn)定在新的平衡狀態(tài)，隨著泄漏量的增大，調(diào)和水回水流量LL就會(huì)高報(bào)警，引起氣化爐跳車。如果系統(tǒng)壓力突然上升后又下降；激冷氣量突然降低后又恢復(fù)正常；粗合成氣量突然增大后有下降；系統(tǒng)溫度下降，第一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度劇烈波動(dòng)；除渣系統(tǒng)不穩(wěn)定，出現(xiàn)大塊渣或架橋，以及濕洗單元的出口溫度上升和水汽比失調(diào)，則是氣化室內(nèi)進(jìn)入大量水、汽混合物，應(yīng)判斷是燒嘴罩爆管，其原因可能是氣化環(huán)境突然發(fā)生變化或管道內(nèi)不干凈而堵管形成局部過熱而爆管。2、2激冷段泄漏原因及影響造成激冷段泄漏原因可能有：夾帶固體顆粒物合成氣的長期、高速?zèng)_刷；粘性飛灰造成結(jié)垢，

6、使管道受熱不均以及熱應(yīng)力作用，限流孔板堵塞使分配環(huán)強(qiáng)制循環(huán)水分配不均勻等，導(dǎo)致局部過熱而發(fā)生泄漏。當(dāng)水、汽混合物和合成氣一起到達(dá)冷卻器頂部十字交叉處后，飛灰吸濕后變粘，部分飛灰就會(huì)吸附在此處管道上，又由于吹灰器的設(shè)計(jì)達(dá)不到吹灰效果，最終導(dǎo)致粗合成氣通道堵塞，兩端壓差增大，引起氣化爐連鎖跳車。2.3合成氣冷卻器水冷壁管泄漏原因及影響合成氣冷卻器水冷壁管泄漏原因可能是：夾帶飛灰合成氣的長時(shí)間沖刷；管壁積垢造成受熱不均產(chǎn)生熱應(yīng)力；敲擊器故障及限流孔板堵塞使分配環(huán)強(qiáng)制循環(huán)水分配不均勻等，2013年3月23日天?；っ簹饣b置氣化

7、爐合成氣冷卻器水冷壁管泄漏主要是限流孔板堵塞造成局部管道過熱而產(chǎn)生爆管，根據(jù)泄漏管道（圖1）進(jìn)行分析如下：當(dāng)鐵處于溫度200℃以上的高溫水中時(shí)，F(xiàn)e-H2O系電位的PH值圖存在鐵的穩(wěn)定區(qū)、腐蝕區(qū)和純態(tài)區(qū)。鐵在高溫水的條件下可能會(huì)發(fā)生腐蝕電位，PH值范圍比低溫水的條件下大，水溫的升高對(duì)于改善鐵的抗腐蝕性能不利。當(dāng)限流孔板堵塞后，由于水流量較小，使得傳熱管材料金屬壁溫過高，管壁在高溫高壓下金屬與水接觸會(huì)產(chǎn)生汽水腐蝕，形成以氧化鐵為主的腐蝕產(chǎn)物，管內(nèi)液體在流動(dòng)過程中被加熱，產(chǎn)生大量的蒸汽泡，蒸汽泡在潰滅過程中造成氧化金屬的破壞

8、，甚至母體金屬被破壞。應(yīng)力和活性陰離子對(duì)氧化膜的破壞造成孔蝕，氣蝕作用使脫落的固體在水中形成固、液、氣三相流的沖蝕作用。當(dāng)溫度為450℃時(shí)，金屬中的鐵元素和水蒸氣接觸發(fā)生反應(yīng)如下：3Fe+4H2OFe3O4+4H2當(dāng)溫度超過570℃時(shí)就會(huì)生成疏松的Fe2O3，反應(yīng)式如下：Fe+H2OFeO+H23FeO+H2OFe3