董少磊

摘 要：在化工行業(yè)中，在線分析儀表應(yīng)用非常廣泛，它是控制化工生產(chǎn)過(guò)程、保證產(chǎn)品質(zhì)量、指導(dǎo)生產(chǎn)操作重要的手段和基礎(chǔ)。因此，解決在線分析儀表的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用問(wèn)題，以及其在煤氣化裝置預(yù)處理系統(tǒng)中的改造問(wèn)題，并充分發(fā)揮在線分析儀表作用是非常重要的任務(wù)。為此，文章將對(duì)在線分析儀表在煤氣化裝置預(yù)處理系統(tǒng)中的改造進(jìn)行深入探討和研究，以期為同行提供一些參考。

關(guān)鍵詞：在線分析儀表；煤氣化裝置；預(yù)處理系統(tǒng)；改造

在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，在線分析儀表可以對(duì)其中的各種混合氣體樣品的成分和單個(gè)組分含量進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)的分析，以保證控制工藝的適時(shí)性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的生產(chǎn)和最大化的效益目標(biāo)。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，許多在線分析儀表不能正常、準(zhǔn)確的運(yùn)用到生產(chǎn)運(yùn)行中，導(dǎo)致其無(wú)法發(fā)揮真正的作用，這種情況主要是因?yàn)樯a(chǎn)工作人員對(duì)在線分析儀表的運(yùn)行條件認(rèn)識(shí)不清，對(duì)樣品進(jìn)行的預(yù)處理使測(cè)量樣氣無(wú)法達(dá)到分析儀的要求，進(jìn)而對(duì)在線分析儀表的使用與發(fā)展起到了限制性影響。

1 對(duì)在線分析儀表進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹

文章根據(jù)某項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，此項(xiàng)目的原料是煤，是一項(xiàng)通過(guò)煤氣化進(jìn)行生產(chǎn)的特大型煤化工項(xiàng)目，擁有設(shè)置7臺(tái)氣化爐的煤氣化裝置，使用的是GE水煤漿加壓氣化技術(shù)，其主要原料為煤和氧氣，氣化爐需要的條件為6.5MPa壓力和1350℃左右，在此條件下的氣化爐內(nèi)通過(guò)氣化反應(yīng)生成主要成分是CO+H2的粗合成氣，粗合成氣在通過(guò)洗滌塔的洗滌后，再進(jìn)行增濕、降溫、除塵并送到下游裝置的凈化處理。在進(jìn)行這個(gè)過(guò)程的同時(shí)，系統(tǒng)中所產(chǎn)生的黑水被送到閃蒸、沉降系統(tǒng)中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)熱量、灰水的回收、再生循環(huán)使用，并把其產(chǎn)生的粗細(xì)渣送出界區(qū)以外。

煤氣化合成氣是一種高溫、高壓以及高含水而且高粉塵含量的介質(zhì)，其有6.25MPa的壓力和242℃的溫度，并由57.93%含量的H2O、18.39%含量的CO、15.24%含量的H2、8.04%含量的CO2、0.4‰含量的CH4、0.05%含量的Ar、0.12%含量的H2S、1.3×10-13%含量的O2等物質(zhì)組成。

在7臺(tái)氣化爐洗滌塔的出口管線位置分別設(shè)置在線分析儀表，主要對(duì)合成氣中CH4、CO、CO2、H2、H2S、Ar和O2的含量進(jìn)行分析，同時(shí)利用各組分的含量來(lái)對(duì)氣化爐的操作溫度進(jìn)行判斷，通常都是用CH4的含量來(lái)判斷氣化爐的操作溫度，同時(shí)還需要根據(jù)CO、CO2、H2的含量進(jìn)行綜合的判斷，以便對(duì)工藝操作進(jìn)行及時(shí)的指導(dǎo)和幫助。7臺(tái)氣化爐洗滌塔一共安裝了4臺(tái)雙流路在線色譜分析儀，其中有1臺(tái)采用色譜儀，其余6臺(tái)采用一臺(tái)雙流路色譜儀。另外，每臺(tái)洗滌塔出口合成氣分析還需要設(shè)置一臺(tái)色譜分析儀、紅外線分析儀和微量氧化分析儀，以及燒嘴冷卻回水分離器放空管線CO含量紅外線分析儀，以便對(duì)合成氣中的CH4含量、微量氧含量以及CO含量進(jìn)行檢測(cè)分析，這對(duì)試車和正式運(yùn)行氣化裝置的工藝優(yōu)化操作和裝置的穩(wěn)定安全運(yùn)行有著非常重要作用。

2 對(duì)在線分析儀表預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行改造

在線分析儀表是否可以長(zhǎng)周期的進(jìn)行正常平穩(wěn)運(yùn)行，關(guān)鍵取決于是否合理的設(shè)計(jì)預(yù)處理系統(tǒng)，根據(jù)氣化工藝介質(zhì)的特征，此系統(tǒng)必須具備脫水、脫塵以及降壓和降溫等功能。該項(xiàng)目的氣化裝置在開(kāi)車時(shí)運(yùn)行預(yù)處理系統(tǒng)的過(guò)程中，因?yàn)榉呕鹁婀芫€太細(xì)以及循環(huán)水壓力過(guò)低等不合理的設(shè)計(jì)，為在線分析儀表的運(yùn)行和維護(hù)工作帶來(lái)了巨大困難，導(dǎo)致分析儀表出現(xiàn)多次進(jìn)水、進(jìn)煤粉的現(xiàn)象，處理工作很難進(jìn)行。因此，對(duì)在線分析儀表在煤氣化裝置的預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行改造是刻不容緩的。

2.1 煤氣化合成氣預(yù)處理系統(tǒng)常見(jiàn)的問(wèn)題

比較差的除水、除塵能力；無(wú)法全部帶走冷卻下來(lái)的水放火炬線；沒(méi)有進(jìn)行排污設(shè)計(jì)，致使分析儀表經(jīng)常性的進(jìn)水和進(jìn)煤粉；較低的循環(huán)水壓力，較小的壓差，導(dǎo)致溫度控制不穩(wěn)定；蒸汽伴熱減壓閥經(jīng)常發(fā)生故障，使樣氣壓力不穩(wěn)。

2.2 改造預(yù)處理系統(tǒng)技術(shù)的具體措施

根據(jù)上述問(wèn)題，針對(duì)此項(xiàng)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行的改造工作，應(yīng)該有一項(xiàng)幾個(gè)方面入手。

第一，水冷器的冷卻能力較低，在水冷器處于理想狀態(tài)時(shí)，樣品在此通過(guò)時(shí)的溫度應(yīng)該控制在30℃左右。這在實(shí)際運(yùn)行中是非常難的，夏季冷卻水的溫度較高，可以利用加大水流量的方法，對(duì)通過(guò)水冷器的樣品流量進(jìn)行控制，盡可能關(guān)小旋風(fēng)制冷的流量，盡量控制二級(jí)樣品預(yù)處理旁通流量處于50L/h的狀態(tài)。

第二，樣氣的壓力狀態(tài)不穩(wěn)定，它主要是通過(guò)蒸汽伴熱減壓閥來(lái)進(jìn)行減壓和穩(wěn)壓操作的，輸出壓力應(yīng)該維持在100kPa，低于這個(gè)數(shù)值很可能會(huì)造成色譜的進(jìn)樣流量變小，對(duì)分析結(jié)果造成影響。而壓力太高也有可能導(dǎo)致二級(jí)預(yù)處理疏水器的自動(dòng)排水系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，進(jìn)而使分析儀表檢測(cè)器或是色譜柱進(jìn)水，對(duì)其造成損壞而無(wú)法投入使用。另外不及時(shí)清洗蒸汽減壓閥也會(huì)對(duì)分析儀表的使用造成影響。

第三，把原微量氧分析儀進(jìn)樣路線的閥門安裝在過(guò)濾器位置之后，在打開(kāi)進(jìn)樣的過(guò)程中，脫硫劑罐所帶來(lái)的壓力會(huì)把試劑罐溶液帶入微量氧分析儀中，從而使微量氧分析儀燃料電池?fù)p壞。對(duì)此，可以在脫硫試劑罐前安裝一個(gè)針型閥，對(duì)進(jìn)入脫硫試劑罐的樣品量進(jìn)行控制，使脫硫罐的壓力下降，在微量氧分析儀前加裝三通閥，在更換試劑之后把三通閥打開(kāi)到排放位置，利用氮?dú)鈱⒚摿蚬拗械目諝鉀_洗10分鐘，然后把該空氣排空，以便使進(jìn)入微量氧分析儀的介質(zhì)氧氣含量保持在一個(gè)非常低的狀態(tài)，促進(jìn)燃料電池壽命的提高。

第四，嚴(yán)格控制二級(jí)預(yù)處理旋風(fēng)制冷器的溫度，使其始終保持在2-5℃之間，樣品水含量和壓力處于0.536%以下和100kPa的穩(wěn)定狀態(tài)，為疏水器的正常排液提供保障。

第五，對(duì)分析儀表進(jìn)水或進(jìn)煤粉問(wèn)題進(jìn)行處理，需要先采用壓力為300kPa的壓縮空氣徹底吹掃進(jìn)水管路，對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行清洗，對(duì)蒸汽伴熱減壓閥能否穩(wěn)住壓力進(jìn)行檢查，如果其壓力不穩(wěn)，則需要解體清洗蒸汽減壓閥，對(duì)CH4紅外分析儀的測(cè)量氣室進(jìn)行清洗，對(duì)色譜儀的進(jìn)樣流路進(jìn)行檢查，如果色譜的進(jìn)樣流量不符合要求，則需要對(duì)色譜儀的十通隔膜閥進(jìn)行清洗，直到進(jìn)樣回路完全恢復(fù)通暢為止，最后校驗(yàn)分析儀表，確認(rèn)一切正常后才可以投入使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在線分析儀表在煤氣化裝置預(yù)處理系統(tǒng)中的故障發(fā)生率較高，而且維護(hù)工作量也較大，對(duì)工藝生產(chǎn)造成了一定程度的影響。對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行改造，可以準(zhǔn)確、可靠的分析數(shù)據(jù)，有針對(duì)性避免故障的頻發(fā)現(xiàn)象，大大的減少了分析儀表和預(yù)處理系統(tǒng)的維護(hù)量，并十分有效的指導(dǎo)氣化裝置的穩(wěn)定操作，使裝置能夠平穩(wěn)安全的運(yùn)行，為工藝的正常生產(chǎn)提供保證。

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