引言

            安徽華誼氣化工段采用的是華理四噴嘴對置式水煤漿氣化爐，其爐內(nèi)燃燒反應室溫度高、壓力大、生產(chǎn)條件惡劣，同時儀表系統(tǒng)也直接參與生產(chǎn)運行。本廠采用開２備１的方式生產(chǎn)，每次備爐需要各機電儀靜設備同時施工，因此儀表備爐工作是安全生產(chǎn)的保證。以下針對氣化爐儀表系統(tǒng)備爐期間遇到的問題及改造進行分析總結。

 

１儀表系統(tǒng)備爐常見故障的處理

１．１高溫熱電偶故障的處理

            水煤漿氣化爐燃燒室采用耐火磚砌筑，爐壁上面留有上中下三個不同位置的法蘭安裝孔，以保證安裝低溫或高溫熱電偶，其正常生產(chǎn)時，爐內(nèi)反應溫度是通過高溫熱偶直接測量。由于爐內(nèi)溫度高且長期處于惡劣反應環(huán)境，工作人員在實際操作中反映高溫熱偶利用率低、故障率高，導致每次停爐必須更換。在停爐低溫下更換熱偶易損壞爐膛耐火磚，必將造成更大的經(jīng)濟損失。

 

            經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，高溫熱電偶的故障原因shou先是現(xiàn)場的高溫熱電偶安裝插入深度問題，安裝前按規(guī)定要求進行了適當?shù)目s進操作，但還是出現(xiàn)了開爐投料后遂即熱電偶失效的故障；其次是壓所縮式密封組件泄漏問題，爐膛溫度所泄漏高溫高壓易燃易爆工藝氣體是安全生產(chǎn)禁止的；#后為停爐備爐時高低溫熱電偶切換安裝時，熱電偶套管與煤渣、熔漿、爐壁融合在一起難拆卸，爐壁容易被損壞的情況發(fā)生。

 

            針對以上問題需進行各種相對應的技術處理。shou先結合工藝操作條件、運行周期和爐壁厚度等數(shù)據(jù)，多次試驗總結出插入深度由突出１０ｍｍ到齊平爐壁，#后確認縮進２０ｍｍ為#佳參數(shù)，為此制作專用測量工具（如圖１所示）用于實施解決問題。其次，熱偶從爐外法蘭處經(jīng)爐墻、多層耐火磚墻插入爐內(nèi)燃燒室，熱偶經(jīng)常因各耐火層熱膨脹程度不同而出現(xiàn)擠壓損壞，導致壓縮式密封組件出現(xiàn)泄漏，對填裝密封材料的不銹鋼壓套組件進行車床密封線加工后涂抹高溫密封膠并配以紫銅墊圈壓縮隔離解決問題。#后，通過與廠家溝通，前端插入爐內(nèi)的保護套管更換為材質(zhì)具有優(yōu)良的高溫機械強度和熱震穩(wěn)定性及高溫密封性能的“剛玉莫來石管—鉬基金屬陶瓷管—高純度氧化鋁管”三重保護，克服了缺陷，減輕了勞動強度并縮短了熱偶更換時長。

１．２ 雙法蘭變送器故障的處理

            水煤漿氣化爐儀表系統(tǒng)均需接觸高溫高壓強腐蝕工藝反應液，面對這些苛刻的工況，在項目設計選型時就提前加以考慮了防 范 措 施，測控儀表變送器膜片采用耐腐蝕、耐高溫合金材 質(zhì)（必要時加厚耐負壓膜片、全 焊 接 膜盒）。為防止取壓 管 線 堵 塞，增加法蘭間沖洗環(huán)，輔 之 以高壓沖洗水，保證雙法蘭變送器工況下正常測量。在氣化爐運行 中，對這些雙法蘭變送器制定的沖洗周期為每周一次，但實際運行投用效果不佳，后期每日沖洗次數(shù)與檢修工作量呈直線增加的趨勢。重復勞動強度增大，沖洗時解除儀表聯(lián)鎖也對裝置安全運行構成威脅。后改為采取連續(xù)沖洗，又發(fā)現(xiàn)儀表系統(tǒng)指示波動較大，影響安全生產(chǎn)運行，而且沖洗效果也不明顯。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，取源管線結垢依 舊 嚴 重，變送器膜盒也有不同程度的損壞。這是因為沖洗口距離變送器膜片非常近，沖 洗 水 壓力約為８．５ＭＰａ，氣化爐壓力約為６．５ＭＰａ，有接近２ＭＰａ的高壓差。當沖洗水沖入管嘴后，形成射流抽引擾動，而使變送器壓力值波動。同時，沖洗水出水口對著沖洗環(huán)，難以對取壓管線 形 成 有 效 的 沖 刷 除 垢，反而對膜片進行切割狀沖洗，使之產(chǎn)生嚴重的凹凸痕跡，影響在正常生產(chǎn)過程中的使用［１］。

 

            經(jīng)過多次備爐數(shù)據(jù)分析試驗，對沖洗水系統(tǒng)進行改造。對沖洗環(huán)出水口至工藝一次閥之間進行改造處理并增加一段彎管 沖 洗 管 線（如 圖２所 示），使高壓出水口院秒膜盒表面并正 對 取 源 管 線，既減少了對膜片的測量干擾，同時又能有效沖刷取源管線內(nèi)結垢介質(zhì)，也確保了工藝操作的正常進 行。系 統(tǒng) 改 造 之 后，對一臺氣化爐激冷室液位進行連續(xù) 沖 洗 試 驗，發(fā)現(xiàn)在對沖洗水進行多次投用和停止的過程中三個相同液位顯示值變化不超１％，與之前沖洗時數(shù)值變化率超５０％相比，改造后效果顯著，且沖洗水的投用與否并沒有影響液位的正常指示。同 時，在投用期間也未發(fā)生取源管線內(nèi)結垢堵塞問題（如 圖３所示），在停爐備爐拆除檢查時也能印證。

            后期生產(chǎn)中又通過增加調(diào)節(jié)沖洗水系統(tǒng)管線中就地轉(zhuǎn)子流量計，既對高壓沖洗水進行減壓處理，又調(diào)節(jié)水量大小，節(jié)能節(jié)水又同時保證系統(tǒng)的正常投用。而 后 逐 步推廣至水洗塔、含渣水處理系統(tǒng)等測量儀表上，這種改造措施保證了儀表設備的正常運行，也為氣化爐的優(yōu)質(zhì)運行建立了基礎。

 

１．３ 鎖斗系統(tǒng)故障處理

            氣化爐內(nèi)反應后的工藝殘渣在經(jīng)過激冷水洗滌冷卻后進入鎖斗系統(tǒng)聯(lián)鎖需遵循以下原則：（１）排集渣過程中不能引起爐內(nèi)壓力、液 位 波 動；（２）工藝殘渣不得向鎖斗系統(tǒng)外帶壓排放［２］。受程序自控的鎖斗集排渣進行一次循環(huán)約半小時，鎖斗系統(tǒng)閥門在侵蝕作用很強的情況下使用。鎖斗順控系統(tǒng)的閥門需采用耐沖刷、硬密封球閥，且閥球、閥座應堆焊或噴鍍硬質(zhì)合金以保證工藝和安全要求。

 

            在日常的鎖斗 備 爐 中，我們發(fā)現(xiàn)有兩處出現(xiàn)問題較多。shou先是鎖斗系統(tǒng)閥門的執(zhí)行機構部分，尤 其 是 鎖 渣閥。其執(zhí)行機構內(nèi)部連接件在長期頻繁開關過程中，連接件間磨損異常嚴重，強度也有所降低，期間甚至出現(xiàn)脫離故障（如圖４所 示），導致閥門不能正常使用而影響安全生產(chǎn)，因此每次備爐需對閥門執(zhí)行機構開蓋檢查，及時發(fā)現(xiàn)處理問題。其次是對鎖斗系統(tǒng)閥門的密封性進行檢查，這些閥門內(nèi)部經(jīng)過長周期的沖刷，閥座沖刷磨損嚴重無法密封（如圖５所 示），閥球表面也容易卡渣使閥門無法動作導致出現(xiàn) 閥 門 內(nèi) 漏 問 題，這些都容易引起鎖斗故障，造成無法順 利 排 渣。同時還應該仔細對其氣路相關附件進行檢查，查看氣路密封性及附件動作情況、開關時間、切換聲音等方 面，來保證閥門處于完好狀態(tài)，控 制 鎖斗閥門備爐質(zhì)量。針對問題后期也積極改進，將 雙 汽 缸執(zhí)行機構更換為 單 缸，以減少倆汽缸間的不平衡力對連接件沖擊磨損，至今在正常工況下仍穩(wěn)定運行。

１．４ 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)閥門故障的處理

            氣化爐安全聯(lián)鎖系統(tǒng)經(jīng)過各重要工藝參數(shù)來控制進出料系統(tǒng)所有閥 門 動 作，來達到系統(tǒng)安全生產(chǎn)運行的要求，其系統(tǒng)閥門主要包括煤漿、燒嘴冷卻水閥等。由于系統(tǒng)對儀表閥門安全性和可靠性等都有嚴格的技術指標要求，故采用如 ＴＹＣＯ／Ｆｌｏｗｓｅｒｖｅ等進口閥門，但在苛刻的工況下長期使用仍然存在部分故障。雖然氧氣調(diào)節(jié)閥汽缸式執(zhí)行機構具有很高的剛性強度，定 位 精度和可重復性能也使閥門在大壓差的工況下保持狀態(tài)穩(wěn)定，但受限于配套的定位器、閥位變送器分體設計的情況（如圖６所示），實際工況下氧氣流量控制偏差并不能保證調(diào)節(jié)閥整體的不靈敏區(qū)小于０．１％。利用現(xiàn)有備件中的智能定位器進行一體化改造（如 圖７所 示），使閥 門 控制、閥位反饋、開關位置反饋集中控制，使得原有閥位將近１％的偏差縮小至近０．１％的控制精度，完全 滿 足 了 工藝生產(chǎn)對氧煤比控制的聯(lián)鎖安全要求。另 外，高 壓 氮 氣切斷閥用于氧氣管線和煤漿管線的高壓氮氣吹掃和緩沖作用，正常工況下壓力高，壓差大，密封等級要求高，有開關速度的要求。在幾個長周期的爐齡使用后，閥 門 在 全負載和卸載情況 下，全行程動作時間已經(jīng)達不到設計要求。對氣路及附件進行調(diào)整并未有效，因此對彈簧汽缸處增加一路氣源，改為雙氣動執(zhí)行機構模式。改 造 后 增加了執(zhí)行力，使之動作時間正常，工藝開停車程序得以安全運行。

２儀表系統(tǒng)備爐的質(zhì)量控制

２．１ 遠傳儀表的質(zhì)量控制

            氣化爐遠傳儀表主要包括溫度、壓力、流量等測量元件，它們的備爐檢修檢查質(zhì)量直接影響工藝生產(chǎn)過程，故對其質(zhì)量控制點 需 做 到 細 致 分 類、準 確 執(zhí) 行、全 面 復 檢，如現(xiàn)場拆卸保護、測量元件清潔保養(yǎng)、復 位 安 裝 校 驗，這些必要的內(nèi)容等均需要多方簽字確認后作為備爐資料存檔。

 

            對于無根部閥門切斷的高溫熱偶應著重處理，故 現(xiàn)場組裝時需特別注意組裝方式及順序。尤其是氣封組件的安裝需逐步安裝確認（如圖８所示）。順序錯誤則會導致密封瓷環(huán)壓碎損壞，輕則導致整套高溫熱電偶報廢，重則切爐投料時工藝氣溢出造成安全生產(chǎn)事故。

２．２ 自動控制系統(tǒng)的質(zhì)量控制

            氣化爐自動控制 系 統(tǒng) 主 要 包 括 串 級 控 制、ＤＣＳ順控系統(tǒng)、ＳＩＳ安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等。閥門系統(tǒng)的檢維修質(zhì)量的可靠性決定著系統(tǒng) 運 行 的 安 全 性，因此備爐期間需對聯(lián)鎖系統(tǒng)進行試驗，以保證其運行正�？煽俊�

 

            閥門系統(tǒng)質(zhì)量控制主要是以下幾點：（１）現(xiàn)場拆卸須法蘭密封面完整，閥門附件完好；（２）檢查閥芯情況，要求射流清洗后閥芯無附著物和明顯缺陷；（３）執(zhí)行機構動作正常無卡涉，汽缸 無 腐 蝕 泄 漏；（４）現(xiàn)場回裝閥門的密封墊片完好，敲緊所有法蘭連接螺栓，確保無泄漏；（５）行程校驗時定位器無 報 警 且 輸 出 反 饋 正 常，中控遠程操作正常。確保閥門系統(tǒng)檢修質(zhì)量的同時，也需要進行鎖斗系統(tǒng)試驗和氣化爐緊急停車系統(tǒng)試驗并多方確認。試驗的閥門動作時間以及閥位反饋狀態(tài)是重點關注的（如 圖９所示），因為任何一個超時或不到位都會引起系統(tǒng)的故障，所以在空試聯(lián)調(diào)的時候，記錄確認每個閥門的開關行程時間和閥位狀 態(tài)，來確保其滿足安全系統(tǒng)設計規(guī)定的要求。

 

３結語

            氣化爐的備爐工作主要是發(fā)現(xiàn)問題、分 析 問 題、解決問題和總結經(jīng)驗，因為每個疏忽都可能導致在開爐過程中發(fā)生事故，造成重大損 失。所以在備爐工作中要形成專項工作制 度，每次檢查時須做好相應的記錄，各 種儀表設備表單 逐 項 確 認，并總結經(jīng)驗加以改進，持 續(xù) 提升管理水平，確 保 有 始 有 終。只 有 這 樣，才 能 保 證 備 爐儀表工作保質(zhì)保量完成，為氣化爐系統(tǒng)長周期運行提供保障。

 

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