劉 昕（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

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水煤漿氣化爐原始烘爐的技術(shù)總結(jié)

劉 昕
（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

摘 要：介紹氣化爐原始烘爐的目的、開(kāi)車(chē)流程、運(yùn)行維護(hù)和事故處置辦法。

關(guān)鍵詞：原始烘爐；液化氣；事故處置

1 烘爐的目的

去除磚及火泥、澆注料等耐材帶入的水分；是致密磚或其他爐料中某些成分的物理化學(xué)變化；是鋼殼及內(nèi)襯耐火材料在高溫下產(chǎn)生的應(yīng)力合理釋放。組分越多或其他物理化學(xué)變化越大，烘爐速度應(yīng)該越小，并在有利于排水溫度時(shí)段增長(zhǎng)保溫時(shí)間，以免耐火材料在烘爐中出現(xiàn)開(kāi)裂或剝落，導(dǎo)致?tīng)t襯壽命的降低或顯著下降。

氣化爐烘爐曲線

耐火材料襯體施工完畢后，在點(diǎn)火烘爐前應(yīng)進(jìn)行自然干燥養(yǎng)護(hù)。其干燥程度主要取決于環(huán)境溫度和經(jīng)歷的時(shí)間。一般要求施工完成后經(jīng)7d左右的自然干燥養(yǎng)護(hù)，方可加熱干燥，進(jìn)行烘爐。

自然干燥養(yǎng)護(hù)后，爐襯中仍有大量的水分，耐火材料中含有的大量游離水和結(jié)晶水必須在烘爐時(shí)排出。耐火材料表面水分在80～110℃時(shí)大量蒸發(fā)，此后排水速度減緩。隨著溫度繼續(xù)升高，到300℃左右時(shí)，游離水和結(jié)晶水不斷排除，到600℃時(shí)完成晶型轉(zhuǎn)化和聚合作用，1 100℃左右時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的燒結(jié)強(qiáng)度，完全釋放熱應(yīng)力。為充分排除深層的游離水和結(jié)晶水并完成晶型轉(zhuǎn)化，必須在不同溫度段恒溫一段時(shí)間。

烘爐時(shí)，80～300℃這個(gè)階段是烘爐的關(guān)鍵階段，這主要因?yàn)樗?10℃時(shí)變?yōu)樗魵?，此階段脫水量大，脫水速度快，排出水分速度對(duì)耐火材料的影響很大，如果水分排出太快，內(nèi)部殘存水分?jǐn)U散速度不及表面蒸發(fā)速度，內(nèi)部水也會(huì)受熱變成蒸汽，產(chǎn)生膨脹，致使材料發(fā)生龜裂，降低粘結(jié)強(qiáng)度，使材料強(qiáng)度削弱，因此應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)這段時(shí)間的保溫。這個(gè)階段最理想的情況是等速干燥，即材料表面水分的蒸發(fā)量與材料內(nèi)部水分的排出量相當(dāng)。

從80℃升溫到600℃時(shí)，應(yīng)有緩慢的升溫速度，升溫速度過(guò)快，耐火材料表面干燥也就快，大量氣化水分無(wú)法排出，會(huì)產(chǎn)生破壞性蒸汽壓力，使耐火材料產(chǎn)生裂紋或開(kāi)裂。溫度到300℃時(shí)，結(jié)合水和結(jié)晶水變?yōu)闅怏w，從氣孔排出，因而，要有足夠的烘爐時(shí)間，才能徹底排除結(jié)晶水。

2 開(kāi)車(chē)的流程

烘爐過(guò)程具體說(shuō)來(lái)對(duì)整套系統(tǒng)要求非常全面，其開(kāi)車(chē)囊括了水系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)等，多套系統(tǒng)全部運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)前期準(zhǔn)備條件至關(guān)重要。

我廠烘爐原料采用液化石油氣，氣化爐烘爐開(kāi)車(chē)前首先是對(duì)燃料氣系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)備，從現(xiàn)場(chǎng)石油液化氣罐車(chē)進(jìn)入廠區(qū)開(kāi)始整個(gè)流程已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行，將液化石油氣卸入石油液化氣儲(chǔ)罐作為操作的第一步，整個(gè)石油液化氣卸車(chē)中應(yīng)注意：①保證整個(gè)系統(tǒng)氣密性；②保證首次卸車(chē)時(shí)氮?dú)庵脫Q完全；③控制液化氣卸車(chē)泵出口閥開(kāi)度，控制卸車(chē)速率不應(yīng)過(guò)大；④控制液化石油氣儲(chǔ)罐液位高度不宜過(guò)高；⑤嚴(yán)格監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火等安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

石油液化氣卸入儲(chǔ)罐后，氣化爐將建立預(yù)熱水循環(huán)見(jiàn)圖1：

圖1 流程圖

氣化爐烘爐過(guò)程中激冷水加入量是關(guān)鍵。如果激冷水加入量過(guò)少導(dǎo)致激冷水環(huán)水量分布不均，會(huì)燒壞激冷環(huán)及下降

管；如果水量過(guò)多，激冷室液位上升高于下降管下口，導(dǎo)致開(kāi)工抽引不暢、升溫火焰波動(dòng)，造成回火、滅火、爆燃等事故，不但影響升溫速度，還會(huì)造成重大事故發(fā)生，應(yīng)密切注意控制烘爐時(shí)氣化爐激冷室液位。

我公司采用的是北京航天石化技術(shù)裝備工程公司生產(chǎn)的預(yù)熱燒嘴，其點(diǎn)火方式有兩種第①是電子點(diǎn)火，②是手動(dòng)點(diǎn)火。

電子點(diǎn)火和手動(dòng)點(diǎn)火首先都要將預(yù)熱燒嘴組裝好，吊于氣化爐頂，將預(yù)熱燒嘴放于氣化爐頂并固定，將電點(diǎn)火棒置于燒嘴長(zhǎng)明燈前端，緩慢開(kāi)啟長(zhǎng)明燈路截止閥，直至長(zhǎng)明燈點(diǎn)火成功，之后調(diào)整壓力使火焰穩(wěn)定，點(diǎn)火過(guò)程中，不允許有人位于燒嘴進(jìn)風(fēng)口處，防止回火傷人，點(diǎn)火成功后，向上拔起點(diǎn)火棒，以防被高溫火焰燒壞。

兩種點(diǎn)火方式的區(qū)別則是一個(gè)由中控控制一個(gè)由現(xiàn)場(chǎng)控制柜控制，點(diǎn)火過(guò)程中應(yīng)注意預(yù)熱燒嘴安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，其出發(fā)停車(chē)的條件則是兩個(gè)火焰檢測(cè)器探頭是否檢測(cè)出有火焰燃燒，為了避免初次操作人員點(diǎn)火不順利可以聯(lián)系儀表人員將火檢信號(hào)旁路，手動(dòng)控制液化氣量，待點(diǎn)火成功且火焰穩(wěn)定后重新投用火檢信號(hào)。

我廠在實(shí)際點(diǎn)火中出現(xiàn)爐內(nèi)電子點(diǎn)火無(wú)法正常實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)象，每次點(diǎn)火均采用爐外手動(dòng)點(diǎn)火，其原因主要是預(yù)熱燒嘴的點(diǎn)火帶有兩道聯(lián)鎖，①是爐內(nèi)負(fù)壓小于-300KPa則達(dá)不到點(diǎn)火條件無(wú)法點(diǎn)火。②是點(diǎn)火后20s火焰檢測(cè)器檢測(cè)不到火焰信號(hào)則視為點(diǎn)火失敗，于是進(jìn)入停車(chē)程序。

由于合成氣出口負(fù)壓表所顯示負(fù)壓值不可靠，無(wú)法正確判斷爐內(nèi)負(fù)壓大小，故預(yù)熱燒嘴開(kāi)車(chē)前我們將小于-300KPa無(wú)法點(diǎn)火的連鎖旁路從而使預(yù)熱燒嘴達(dá)到點(diǎn)火條件，但當(dāng)我們選擇自動(dòng)點(diǎn)火時(shí)，發(fā)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火仍然無(wú)法正常開(kāi)車(chē)，分析起來(lái)主要的原因是：②當(dāng)負(fù)壓值足夠時(shí)，爐內(nèi)風(fēng)量較大點(diǎn)火棒所噴出的電火花被較大的風(fēng)量帶走無(wú)法引燃長(zhǎng)明燈火焰；②當(dāng)爐內(nèi)負(fù)壓值較小時(shí)爐內(nèi)風(fēng)量較小，點(diǎn)火棒點(diǎn)燃長(zhǎng)明燈，但由于瞬間負(fù)壓較小導(dǎo)致回火而重新進(jìn)入停車(chē)程序，故無(wú)論負(fù)壓大或小電子點(diǎn)火均不易實(shí)現(xiàn)。

3 正常烘爐維護(hù)

正常烘爐維護(hù)期間主要分三個(gè)階段，第一階段是200℃以下，第二階段是200-410℃，第三階段是410℃以上。

第一階段烘爐主要是長(zhǎng)明燈的燃燒，不需要將主槍投入使用，這一階段長(zhǎng)明燈電磁閥常開(kāi)，需通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽量保證長(zhǎng)明燈火焰光亮確保火焰燃燒完全，應(yīng)注意此階段液化氣投用量較小，不要給過(guò)大負(fù)壓量導(dǎo)致滅火事故的發(fā)生，同時(shí)此階段需手閥控制液化氣給入量，所以現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)手閥的控制要嚴(yán)格遵守中控?zé)崤贾甘局档臏囟惹€（根據(jù)我廠操作經(jīng)驗(yàn)當(dāng)爐內(nèi)溫度接近200℃時(shí)，長(zhǎng)明燈手閥全開(kāi)，僅通過(guò)調(diào)節(jié)液化氣主管線壓力和爐內(nèi)負(fù)壓量來(lái)控制爐溫）。

進(jìn)入第二階段后長(zhǎng)明燈所提供的液化氣量已無(wú)法使?fàn)t溫繼續(xù)升高，此時(shí)需投入主槍復(fù)線，由于主槍復(fù)線管線直徑介于長(zhǎng)明燈和主線之間，此階段升溫復(fù)線燃?xì)饬孔銐驅(qū)t內(nèi)溫度升至410℃，值得注意的是從長(zhǎng)明燈到投用復(fù)線的過(guò)程，長(zhǎng)明燈運(yùn)行時(shí)由于此時(shí)爐內(nèi)負(fù)壓較小，若突然給入較大液化氣量則會(huì)導(dǎo)致液化氣因負(fù)壓小而滅火，所以此時(shí)投復(fù)線先要稍加負(fù)壓量，確定長(zhǎng)明燈不至抽滅，然后微開(kāi)復(fù)線手閥緩慢投用復(fù)線，待復(fù)線成功投用后再按照之前升溫過(guò)程平衡閥位與液化氣管線壓力和負(fù)壓給定量之間的關(guān)系，保證按照升溫曲線進(jìn)行升溫、恒溫。

進(jìn)入第三階段后主槍復(fù)線液化氣量已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足氣化爐繼續(xù)升溫用氣，此時(shí)需投用主槍主線，主線投用過(guò)程應(yīng)參考長(zhǎng)明燈投復(fù)線過(guò)程，也是緩慢投用，采用微調(diào)的形式確保預(yù)熱燒嘴正常運(yùn)行。

降溫過(guò)程我廠采用悶爐處理，悶爐操作有兩點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①節(jié)省液化氣使用量；②降低操作人員工作量，抽出預(yù)熱燒嘴，坐上工藝燒嘴建立燒嘴冷卻水流程，通過(guò)調(diào)節(jié)爐內(nèi)負(fù)壓值控制爐溫的緩慢下降，同時(shí)降溫操作應(yīng)注意不可斷預(yù)熱水防止激冷環(huán)燒壞。

4 突發(fā)事故處置

烘爐過(guò)程中一旦熄火，應(yīng)立即關(guān)閉石油液化氣調(diào)節(jié)閥，抽負(fù)10min，確保爐內(nèi)沒(méi)有可燃?xì)怏w之后，重新點(diǎn)火。升溫過(guò)程中應(yīng)注意氣化爐排至渣池的水溫度不得超過(guò)70℃。

當(dāng)出現(xiàn)斷液化氣的時(shí)候，應(yīng)立即關(guān)閉液化氣流量切斷閥和調(diào)節(jié)閥及各手動(dòng)截止閥，開(kāi)大抽引10min后，吊出預(yù)熱燒嘴，蓋上爐口蓋板，停開(kāi)工抽引器，氣化爐悶爐處理，如供水正常必須繼續(xù)維持水循環(huán)。

當(dāng)斷蒸汽時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉液化氣流量切斷閥和調(diào)節(jié)閥，及各手動(dòng)截止閥，吊出預(yù)熱燒嘴，維持水循環(huán)，待蒸汽恢復(fù)時(shí)，應(yīng)先開(kāi)抽引10min，再重新點(diǎn)火進(jìn)行烘爐操作，如果液化氣供氣正常，可投入液化氣繼續(xù)升溫。

當(dāng)停儀表空氣時(shí)，燒嘴已熄火，應(yīng)立即關(guān)閉液化氣流量切斷閥和調(diào)節(jié)閥，開(kāi)大抽引5min，抽出預(yù)熱燒嘴，蓋好爐口蓋板悶爐，待儀表空氣恢復(fù)后重新點(diǎn)火烘爐。

當(dāng)滅火時(shí)，立即關(guān)閉液化氣流量切斷閥和調(diào)節(jié)閥及各手動(dòng)截止閥開(kāi)大抽引抽負(fù)10min后，重新點(diǎn)火。

在烘爐期間回火嚴(yán)重，切段燃料氣，抽引10min，查明原因后再重新點(diǎn)火，按50℃/h的升溫速率升到熄火前溫度，然后按升溫曲線繼續(xù)升溫。

5 結(jié)束語(yǔ)

上述介紹中出現(xiàn)的具體問(wèn)題和解決方法可供氣化爐烘爐人員參考或借鑒，具體的實(shí)施則需根據(jù)所采用升溫?zé)旌湍突鸫u廠家所提供的具體操作數(shù)據(jù)而定，希望本文能為原始烘爐的廠家有所助益。

參考文獻(xiàn)

［1］ 吳同舫.德士古氣化爐原始烘爐影響因素淺析［J］.化學(xué)工程師，2010，（5）：76-78.

Coal Water Slurry Gasifier Technical Summary of the Original Oven

Liu Xin

Abstract：This paper introduces the purpose of the gasifier original oven，driving process，operation maintenance and accident disposal methods.

Key words：original oven；liquefied petroleum gas；the accident disposal

中圖分類(lèi)號(hào)：Q545

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1003–6490（2016）02–0011–02

收稿日期：2016–02–19

作者簡(jiǎn)介：劉昕（1988—）男（回族），河北孟村人，助理工程師，主要研究方向?yàn)槊簹饣に嚒?/p>