手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器改造工藝說明？
我公司水冷壁氣化工藝系統(tǒng)，為實現(xiàn)長時間連續(xù)運行，新增１臺管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器。３臺手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器，兩開一備，輪流進(jìn)行清灰。克服了水煤漿氣化工藝系統(tǒng)運行時不能對手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)行清灰這一不足，有效改善了管道冷卻水水質(zhì)。改造后系統(tǒng)連續(xù)運行１５０ｄ激冷環(huán)也沒有磨損和堵塞。
煤炭氣化是傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)業(yè)，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，它們將進(jìn)一步得到發(fā)展．我公司自主研發(fā)的水煤漿水冷壁氣化爐日處理煤７５０ｔ，氣化爐采用水冷壁代替耐火磚、燒嘴使用火點火等特點。制得的煤氣中有效氣體（ＣＯ＋Ｈ２）體積分?jǐn)?shù)≥８０．７％，碳轉(zhuǎn)化率達(dá)９８.０％，噴嘴使用壽命超過６個月，含渣黑水大部分循環(huán)使用，少量排放的廢水沒有揮發(fā)性有機物，微量金屬的濃度也很低。缺點是管道冷卻水經(jīng)過手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)入氣化爐，管道冷卻水中的大量灰渣沉積在手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器底部，而這些灰渣只有在停車的時候才可以清理。如果系統(tǒng)運行時間過長，灰渣得不到清理，管道冷卻水水質(zhì)變差，對激冷環(huán)的磨損加劇，同時管道冷卻水中攜帶的灰渣容易堵塞激冷環(huán)下降孔，破壞下降管水膜，嚴(yán)重時可燒壞下降管，引起事故發(fā)生。為了克服水煤漿氣化工藝連續(xù)運行時不能對手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)行清灰這一不足，本方案在原有工藝基礎(chǔ)上新增加一臺手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器，共３臺手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器，兩開一備，輪流進(jìn)行清灰。
１水冷壁氣化流程 流程簡介
煤漿槽中的煤漿由高壓煤漿泵送入氣化爐頂部工藝燒嘴的內(nèi)環(huán)隙，空分送來的氧氣進(jìn)入工藝燒嘴的中心管及外環(huán)隙，在氣化爐內(nèi)發(fā)生部分氧化反應(yīng)，生成以ＣＯ、Ｈ２、ＣＯ２為主要成分的工藝氣，氣體經(jīng)氣化爐水浴、碳洗塔洗滌后，作為氣化產(chǎn)品送往變換工段。粗渣從鎖渣罐排放，細(xì)渣以黑水形式送閃蒸系統(tǒng)。碳洗塔下部的灰水由管道冷卻水泵送人激冷室內(nèi)的激冷環(huán)和噴嘴洗滌器，碳洗塔底部排出的黑水、氣化爐的黑水各自通過角閥減壓送往閃蒸系統(tǒng)，產(chǎn)生蒸汽送往外工段，閃蒸降溫后黑水加絮凝劑進(jìn)沉降槽。黑水在降溫減壓后，經(jīng)二級閃蒸及沉淀，灰漿送往真空帶式過濾機過濾。沉降槽溢流液流人灰水槽，然后經(jīng)管道冷卻水泵Ｐ１４０３、高壓灰水泵Ｐ１４０６泵循環(huán)回碳洗塔。
圖１水冷壁氣化流程簡圖
洗水閥沖洗泄壓閥門ＸＶ１３０１５和泄壓管道，沖洗完畢后關(guān)閉沖洗水閥和泄壓閥門ＸＶ１３０１５。
本方案解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：正常運行時，１＃、２＃手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器投入使用，３＃備用。運行２０～３０ｄ以后，３＃手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器投入使用，停１＃，打開１＃手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器人孔，進(jìn)行清灰，完工后，１＃手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器投入使用，對２＃進(jìn)行清灰處理，完工后，２＃手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器投入使用，３＃停用處于備用狀態(tài)。本方案的有益效果是，可以在系統(tǒng)運行的時候?qū)?/font>手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)行清灰，保證管道冷卻水水質(zhì)，減少激冷環(huán)的磨損，同時可以避免由于激冷環(huán)下降孔堵塞而引發(fā)事故。
２.１具體實施方式
管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器邏輯系統(tǒng)是手動與可編程序控制器自動系統(tǒng)相結(jié)合進(jìn)行的，其自動系統(tǒng)僅限于清理完手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器以后充壓的操作。手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器清灰前，先將３＃備用管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)口閥打開，觀察到管道冷卻水流量變大手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器壓差ＰＤＩ１３０７變小再開始以下操作：
*一步：關(guān)閉管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)口閥ＸＶ１３００８
和出口閥ＸＶ１３０１０及其前閥。
*二步：手動打開管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器泄壓閥ＸＶ１３０１５，給管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器泄壓，由于管道冷卻水溫度高達(dá)２００℃，打開泄壓閥門ＸＶ１３０１５以后，出來的是水蒸氣，泄壓前，泄壓手動閥要保持微開，以便于緩慢泄壓。泄至常壓后通知現(xiàn)場打開兩道沖。
*三步：由于管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器的排污管線和閥門已經(jīng)堵塞，現(xiàn)場打開人孔將手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器內(nèi)的水排出，并將手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)口、出口和高壓灰水進(jìn)手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器盲板倒盲。
*四步：現(xiàn)場用鼓風(fēng)機對手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)行通風(fēng)置換、冷卻，分析合格后，現(xiàn)場人員進(jìn)入手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器內(nèi)部清灰。
*五步：清灰完畢后，打開手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器排污閥和沖洗水閥，對手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)行沖洗，沖洗完畢后關(guān)閉排污閥和兩道沖洗水閥。
*六步：將手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)口、出口和高壓灰水進(jìn)手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器盲板導(dǎo)通，關(guān)閉人孔蓋。
*七步：打開兩道沖洗水閥和泄壓閥門ＸＶ１３０１５，給手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器充水，待泄壓閥排渣池處有水流出，說明手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器已經(jīng)充滿水，關(guān)閉沖洗水閥和泄壓閥門ＸＶ１３０１５。
*八步：打開手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器充壓閥門ＸＶ１３０１３及其前閥，對手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)行充壓，此時手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)口閥門ＸＶ１３００８和出口閥門ＸＶ１３０１０打自動，進(jìn)入可編程序控制器自動系統(tǒng)。
*九步：當(dāng)－２８０ｋＰａ≤手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器壓差ＰＤＩ１３０２１≤２８０ｋＰａ時，手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)口閥門ＸＶ１３００８、出口閥門ＸＶ１３０１０打開，如果充壓過快，導(dǎo)致手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器內(nèi)壓力ＰＩ１３０２０超壓，進(jìn)口閥ＸＶ１３００８、出口閥ＸＶ１３０１０打不開，需要手動關(guān)閉充壓閥門ＸＶ１３０１３，并將出口閥門ＸＶ１３０１０、進(jìn)口閥門ＸＶ１３００８打手動，然后打開泄壓閥ＸＶ１３０１５進(jìn)行泄壓，泄壓完畢后關(guān)閉泄壓閥ＸＶ１３０１５，將充壓閥ＸＶ１３０１３前閥開度調(diào)小重新進(jìn)行充壓。
*十步：進(jìn)口閥ＸＶ１３００８、出口閥ＸＶ１３０１０打開后，充壓閥ＸＶ１３０１３關(guān)閉，現(xiàn)場關(guān)閉充壓閥ＸＶ１３０１３前閥。
*十一步：關(guān)閉備用管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)口閥，出口閥保持打開狀態(tài)。此時手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器清灰完畢，處于正常運行狀態(tài)，手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器壓差ＰＤＩ１３０７≤４０ｋＰａ。
２.２附圖說明
圖２是原手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器工藝流程圖。
圖２原手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器工藝流程圖
圖３是本改造方案的手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器工藝流程圖。
圖３改造后的手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器工藝流程圖
圖３中ＸＶ１３０１５為手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器泄壓閥；ＸＶ１３００８
為手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器進(jìn)口閥；
ＸＶ１３０１０為手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器出口閥；ＸＶ１３０１３為手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器沖壓閥３結(jié)語
改造前系統(tǒng)運行僅一個多月，手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器壓差就們就找到了*三個主要阻力，即△p３＝０．２７～０．２９ＭＰａ。２.４Ｐ６００１揚程偏低
泵參數(shù)：揚程：３５ｍ，流量：５ｍ３／ｈ，電機功率：２．２ｋＷ，入口壓力：０．１４ＭＰａ，Ｐ６００１單泵運行正常出口壓力在０．５ＭＰａ左右。
通過以上計算，我們可以判斷：硫回收酸性水泵要實現(xiàn)將甲醇洗滌塔內(nèi)的酸性水輸送至Ｔ３００５，需克服的總阻力△p總＝△p１＋△p２＋△p３＝０．６１３ＭＰａ，而酸性水泵出口壓力０．５ＭＰａ顯然小于總阻力△p總。如果：①加上Ｐ６００１出口至Ｔ３００５之間管道因所配置的近２０個彎頭、三道閘閥及兩個止回閥所產(chǎn)生的當(dāng)量長度阻力（約相當(dāng)于３９．６ｍ管道阻力）；②每１００ｍ壓降經(jīng)驗值我們?nèi)。保担怠保担担耄校幔ǎ埃保怠保担耄纾悖恚玻┑闹虚g值８．５２ｋＰａ（０．８２５ｋｇ／ｃｍ２／１００ｍ），△p２值約為０．２３４ＭＰａ，總阻力△p總將達(dá)到０．８１ＭＰａ。如此我們就可以明確斷定：按原設(shè)計無法實現(xiàn)用脫鹽水洗滌酸性氣并回收微量甲醇的目的，既不符合節(jié)能環(huán)保要求又將造成炭黑生成而破壞硫回收后系統(tǒng)的催化劑。
３優(yōu)化工藝
我們將Ｐ６００１出口酸性水管改向低溫甲醇洗尾氣洗滌塔Ｔ３００６輸送酸性水，然后又間接通過洗滌水泵Ｐ３００８向甲醇水分離塔Ｔ３００輸送并回收甲醇，*后達(dá)標(biāo)排至污水系統(tǒng)。
３.１簡圖如圖１
圖１優(yōu)化工藝簡圖
３.２新工藝的理論分析
Ｔ３００６工作壓力０．０３ＭＰａ，在系統(tǒng)操作條件不變的情況，新工藝方案①大大降低了△p３，從０．２７～０．２９ＭＰａ降至０．０３ＭＰａ；②Ｔ３００６排污口水平高度２．２５０ｍ，較Ｔ３００５入口１８．５５ｍ明顯低１６．３ｍ，對應(yīng)的△p１降低了約０．１６ＭＰａ；③因Ｔ３００６安裝位置較Ｔ３００５近，自Ｐ６００１酸性水管下管廊就可以方便的與Ｔ３００６排污口對接，不但降低了近５０ｍ的管道阻力，而且節(jié)省了近５０ｍ的３０４材質(zhì)管材�？傋枇档图s０．４ＭＰａ，新工藝方案完全可以實現(xiàn)。
４效果分析
在沒有更換Ｐ６００１（揚程高一點的泵及相應(yīng)電機）的情況下，經(jīng)改造優(yōu)化后，Ｔ６００１實現(xiàn)了洗滌，保護了后系統(tǒng)催化劑。Ｐ６００１將洗滌后酸性水順利輸送至Ｔ３００６，實現(xiàn)了回收少量甲醇的目的。會超過１００ｋＰａ，停車后發(fā)現(xiàn)激冷環(huán)磨損相當(dāng)嚴(yán)重。改造后，系統(tǒng)連續(xù)運行１５０ｄ，手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器壓差穩(wěn)定在３５ｋＰａ左右，激冷環(huán)沒有明顯磨損痕跡，激冷環(huán)下降孔也沒有積灰，說明清灰后管道冷卻水水質(zhì)得到明顯改善，可有效延長激冷環(huán)使用壽命，減少因激冷環(huán)堵塞而引發(fā)的事故，有利于安全生產(chǎn)。循環(huán)水管道冷卻水系統(tǒng)存在不足之處是，每次清洗管道冷卻水手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器時，排污口必然堵塞，泄壓后手動工業(yè)濾水器+手動排污濾水器內(nèi)的水無法排出，只能通過人孔，將黑水排在樓層，污染環(huán)境，此問題有待進(jìn)一步研究解決。
