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氣化爐壓差變送器備爐故障處理及質量控製
 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,其爐內燃燒反應室溫度高、壓力大、生產條件惡劣,同時儀表係統也直接參與生產運行。本廠采用開2備1的方式生產,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的保證。以下針對氣化爐儀表係統備爐期間遇到的問題及改造進行分析總結。
1儀表係統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築,爐壁上麵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,其正常生產時,爐內反應溫度是通過高溫熱偶直接測量。由於爐內溫度高且長期處於惡劣反應環境,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,必將造成更大的經濟損失。
          經分析發現,高溫熱電偶的故障原因首先是現場的高溫熱電偶安裝插入深度問題,安裝前按規定要求進行了適當的縮進操作,但還是出現了開爐投料後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禁止的;非常後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生。
          針對以上問題需進行各種相對應的技術處理。首先結合工藝操作條件、運行周期和爐壁厚度等數據,多次試驗總結出插入深度由突出10mm到齊平爐壁,非常後確認縮進20mm為非常佳參數,為此製作專用測量工具(如圖1所示)用於實施解決問題。其次,熱偶從爐外法蘭處經爐牆、多層耐火磚牆插入爐內燃燒室,熱偶經常因各耐火層熱膨脹程度不同而出現擠壓損壞,導致壓縮式密封組件出現泄漏,對填裝密封材料的不鏽鋼壓套組件進行車床密封線加工後塗抹高溫密封膠並配以紫銅墊圈壓縮隔離解決問題。非常後,通過與廠家溝通,前端插入爐內的保護套管更換為材質具有優良的高溫機械強度和熱震穩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,減輕了勞動強度並縮短了熱偶更換時長
1.2 雙法蘭變送器故障的處理
水煤漿氣化爐儀表係統均需接觸高溫高壓強腐蝕工藝反應液,麵對這些苛刻的工況,在項目設計選型時就提前加以考慮了防 範 措 施,測控儀表變送器膜片采用耐腐蝕、耐高溫合金材 質(必要時加厚耐負壓膜片、全 焊 接 膜盒)。為防止取壓 管 線 堵 塞,增加法蘭間衝洗環,輔 之 以高壓衝洗水,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
製定的衝洗周期為每周一次,但實際運行投用效果不佳,後期每日衝洗次數與檢修工作量呈直線增加的趨勢。重複勞動強度增大,衝洗時解除儀表聯鎖也對裝置安全運行構成威脅。後改為采取連續衝洗,又發現儀表係統指示波動較大,影響安全生產運行,而且衝洗效果也不明顯。經檢查發現,取源管線結垢依 舊 嚴 重,變送器膜盒也有不同程度的損壞。這是因為衝洗口距離變送器膜片非常近,衝 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。當衝洗水衝入管嘴後,形成射流抽引擾動,而使變送器壓力值波動。同時,衝洗水出水口對著衝洗環,難以對取壓管線 形 成 有 效 的 衝 刷 除 垢,反而對膜片進行切割狀衝洗,使之產生嚴重的凹凸痕跡,影響在正常生產過程中的使用[1]。
          經過多次備爐數據分析試驗,對衝洗水係統進行改造。對衝洗環出水口至工藝一次閥之間進行改造處理並增加一段彎管 衝 洗 管 線(如 圖2所 示),使高壓出水口院秒膜盒表麵並正 對 取 源 管 線,既減少了對膜片的測量幹擾,同時又能有效衝刷取源管線內結垢介質,也確保了工藝操作的正常進 行。係 統 改 造 之 後,對一台氣化爐激冷室液位進行連續 衝 洗 試 驗,發現在對衝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%,與之前衝洗時數值變化率超50%相比,改造後效果顯著,且衝洗水的投用與否並沒有影響液位的正常指示。同 時,在投用期間也未發生取源管線內結垢堵塞問題(如 圖3所示),在停爐備爐拆除檢查時也能印證。
後期生產中又通過增加調節衝洗水係統管線中就地轉子流量計,既對高壓衝洗水進行減壓處理,又調節水量大小,節能節水又同時保證係統的正常投用。而 後 逐 步推廣至水洗塔、含渣水處理係統等測量儀表上,這種改造措施保證了儀表設備的正常運行,也為氣化爐的優質運行建立了基礎。
1.3 鎖鬥係統故障處理
          氣化爐內反應後的工藝殘渣在經過激冷水洗滌冷卻後進入鎖鬥係統聯鎖需遵循以下原則:(1)排集渣過程中不能引起爐內壓力、液 位 波 動;(2)工藝殘渣不得向鎖鬥係統外帶壓排放[2]。受程序自控的鎖鬥集排渣進行一次循環約半小時,鎖鬥係統閥門在侵蝕作用很強的情況下使用。鎖鬥順控係統的閥門需采用耐衝刷、硬密封球閥,且閥球、閥座應堆焊或噴鍍硬質合金以保證工藝和安全要求。
          在日常的鎖鬥 備 爐 中,草莓成污版幸福宝發現有兩處出現問題較多。首先是鎖鬥係統閥門的執行機構部分,尤 其 是 鎖 渣閥。其執行機構內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,因此每次備爐需對閥門執行機構開蓋檢查,及時發現處理問題。其次是對鎖鬥係統閥門的密封性進行檢查,這些閥門內部經過長周期的衝刷,閥座衝刷磨損嚴重無法密封(如圖5所 示),閥球表麵也容易卡渣使閥門無法動作導致出現 閥 門 內 漏 問 題,這些都容易引起鎖鬥故障,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 麵,來保證閥門處於完好狀態,控 製 鎖鬥閥門備爐質量。針對問題後期也積極改進,將 雙 汽 缸執行機構更換為 單 缸,以減少倆汽缸間的不平衡力對連接件衝擊磨損,至今在正常工況下仍穩定運行。
1.4 安全聯鎖係統閥門故障的處理
          氣化爐安全聯鎖係統經過各重要工藝參數來控製進出料係統所有閥 門 動 作,來達到係統安全生產運行的要求,其係統閥門主要包括煤漿、燒嘴冷卻水閥等。由於係統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。雖然氧氣調節閥汽缸式執行機構具有很高的剛性強度,定 位 精度和可重複性能也使閥門在大壓差的工況下保持狀態穩定,但受限於配套的定位器、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製偏差並不能保證調節閥整體的不靈敏區小於0.1%。利用現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 控製、閥位反饋、開關位置反饋集中控製,使得原有閥位將近1%的偏差縮小至近0.1%的控製精度,完全 滿 足 了 工藝生產對氧煤比控製的聯鎖安全要求。另 外,高 壓 氮 氣切斷閥用於氧氣管線和煤漿管線的高壓氮氣吹掃和緩衝作用,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後,閥 門 在 全負載和卸載情況 下,全行程動作時間已經達不到設計要求。對氣路及附件進行調整並未有效,因此對彈簧汽缸處增加一路氣源,改為雙氣動執行機構模式。改 造 後 增加了執行力,使之動作時間正常,工藝開停車程序得以安全運行。

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