煤气化洗涤塔排黑水管线堵塞问题改进措施--中国期刊网

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煤气化洗涤塔排黑水管线堵塞问题改进措施

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：李锋卫刊张锋

[导读] 摘要：本文针对煤气化领域内洗涤塔排黑水管线堵塞问题，对堵塞的形成原因以及对系统安全稳定生产的影响因素进行了分析，并提出了具体的技术改进措施，为同行业内存在的共性问题提供了切实可行的改造方向以供参考。

        陕西长青能源化工有限公司陕西宝鸡 721405
        摘要：本文针对煤气化领域内洗涤塔排黑水管线堵塞问题，对堵塞的形成原因以及对系统安全稳定生产的影响因素进行了分析，并提出了具体的技术改进措施，为同行业内存在的共性问题提供了切实可行的改造方向以供参考。
        关键词：洗涤塔排黑水；垢片；技术改造
        Improvement Measures for Blackwater discharge pipeline blockage of coal gasification scrubber
        LI Feng，WEI Kan，ZHANG Feng
        （Shaanxi Changqing Energy & Chemical Co.，Ltd.，Baoji 721405 China）
        Abstract：Aiming at the problem of Blackwater pipeline clogging in scrubber in coal gasification field，this paper analyzes the causes of clogging and the influencing factors of safe and stable production of the system，and puts forward specific technical improvement measures，it provides a feasible reconstruction direction for the common problems in the same trade for reference.
        Key words：SCRUBBER drain black water；Scale Sheet；technical transformation
        1 概述
        煤气化技术是煤炭清洁转化的核心技术之一，目前国内采用的无论是粉煤气化技术还是水煤浆气化技术，原料煤在气化炉内燃烧反应生成的水煤气中含有大量的碳灰，对后绪工段产生极大的影响。洗涤塔提供了水浴和足够的气液分离空间，同时利用塔内部折流式塔盘的气液相传质作用，使水煤气中的固体颗粒分离出来，达到洗涤水煤气的作用效果，水煤气洗涤后产生高含固量的黑水，排放至闪蒸及沉降系统处理后循环使用。在生产运行过程中，洗涤塔的排黑水管线在气化炉投料后经常出现堵塞现象，严重影响气化炉系统安全长周期运行。行业内针对此问题，均采取了相应的技术措施，大致有以下两种解决方法：
        第一种方案是在气化炉单系统检修期间对洗涤塔内部各部件以及排黑水管线进行高压水清洗，将洗涤塔及管线内部残留的积灰积渣清理干净，检修结束后，单系统投入运行前，向洗涤塔内通入新鲜水建立液位，同时打开洗涤塔塔底排黑水管线上的导淋阀门进行间断式的排放，直至单系统投料时，关闭排放导淋阀门，投料完成后，若仍出现不同程度的管道堵塞，再通过对塔底排放管道堵塞部位进行敲击或打开洗涤塔侧面排黑水阀门来进行排放。该方案在原有设计的基础上，不用做任何变更，仅增加了清理的工作量，改造成本低，将系统内残留的积灰积渣清理完毕后，利用间断排水保证洗涤塔塔底排水畅通，投料后，虽然可以保证塔底排黑水管道在短时间内排放正常，但受系统热膨胀影响，大部分清理不到的管道垢片脱落带入洗涤塔，而此时系统处于低压状态，排放黑水流速慢，垢片无法带离系统，堆积在管道内部，虽然敲击振动管道会缓解管道堵塞，但过多敲击管道会造成管道变形，容易磨穿刺漏，对现场操作人员产生安全隐患。

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通过打开洗涤塔侧部排放阀门可很快使黑水排放正常，但系统长期运行，洗涤塔侧部排放口以下部位会形成积渣，并会带入到激冷水管线，造成气化炉激冷环等部位发生堵塞，同时洗涤塔内部气液分离有效空间被压缩，大量水汽进入后系统，增加了后系统负荷。
        第二种方案是在检修清理的基础上，在洗涤塔排黑水管线上增加等径排放口，防止较大尺寸的垢片卡阻，在投料前后通过排放口进行排放，出现堵塞时，直接用高压水枪进行疏通，这样基本解决了较大垢片堵塞管道的状况，但在疏通过程中经常容易出现灰渣夹塞高压水枪头的现象。在投料前堵塞疏通时，由于不带压，操作时还能保证作业人员的安全。但投料后，系统随压力上升，水温也急剧升高，疏通后水排出时对现场操作人员危险极大，且会伴随将高压水枪头一并冲出，对作业人员产生人身伤害。鉴于此类问题，个别厂家将排放口通入真空闪蒸系统，投料后压力升至1MPa前加大黑水排放量，将含有垢片的黑水排放至真空闪蒸系统，再通过泵输送至沉降槽处理。该方案一定程度上既解决了洗涤塔排黑水管道堵塞的问题，同时也克服了现场就地排放所带来的安全隐患，但实际运行过程中发现，洗涤塔的垢片排放至真空闪蒸系统，加剧了真空闪蒸泵叶轮和泵壳的磨损，设备损耗增加，同时排水温度高、水量大，造成真空闪蒸系统无法处理降温，影响了沉降槽内部的动态平衡，沉降槽内壁的挂渣会发生垮塌，直接影响整个系统的运行。
        本发明认真汲取了国内多种防止洗涤塔排黑水管线堵塞的经验，采取了针对性强，防堵效果好，安全性高的工艺技术，多种措施相互结合，综合处理，达到预期效果。
        2 技术改造措施
        充分剖析洗涤塔排黑水管道堵渣的原因和部位，根据现场设备管道布置的实际情况，结合行业内运行的操作处理经验，利用部分管线的改造和工艺操作上的优化，最终彻底解决洗涤塔排黑水管道在投料后堵塞的问题，具体改造方案如下：
        （1）在高压灰水去激冷水泵进口的管线上，接出一路管线并入洗涤塔排黑水管线上，用以对洗涤塔锥底进行反冲洗，防止洗涤塔锥底积渣架桥，同时在气化炉投料前持续打开，防止投料后系统的热膨胀带来过多的垢片导致洗涤塔锥底堵塞；
        （2）将洗涤塔排黑水出口切断阀前后等低点的90°直角短径弯头更换为长半径90°弯头，增加洗涤塔内部渣垢泄落的角度，在投料初期相对压差小，管道内流体流速慢，无法带动垢片流走，短径直角弯头容易形成渣垢的堆积，由此可有效改善管道内部积渣，提高管道内介质流动畅通度；
        （3）从洗涤塔出口处的排黑水管线上新增配一条管线至捞渣机，管线上配置远程气动切断阀和高压手阀，用以正常操作时的有效隔离；从靠近高压闪蒸侧的排黑水管线上新增配一条管线引至高压黑水角阀后的缓冲段上，管线配置两台手动阀门。投料初期，当系统压力低于0.5MPa时，洗涤塔与高压闪蒸系统位差较小，过小的系统压力无法将存在于洗涤塔锥底的垢片带入到高压闪蒸系统，而捞渣机位置相对较低，与洗涤塔存在较大的位差，此时通过去捞渣机的管线完成排塔，打开气动切断阀和手动阀，系统投料后热膨胀产生的垢片通过洗涤塔排黑水管线大量排放至捞渣机中，不会带入后续管线之中，捞渣机中的垢片与水分离被清理出来。当洗涤塔中的垢片排放干净后，随着系统压力的上升（1.5MPa），将排黑水切换到角阀后缓冲段排放至高压闪蒸，此时系统压力要高于高压闪蒸罐的压力，管道内介质流速较快，此次排放的目的在于防止排黑水管道内热膨胀脱落的残余垢片卡阻黑水角阀阀芯。当系统压力升至2.0MPa时，待排黑水管道温度压力与系统工艺指标接近后，将排黑水切换至黑水角阀排放。至此，洗涤塔黑水完成分段排放，系统设备管道内部结垢受热脱落，根据垢片的大小以及厚度进行综合处理。
        3 结语
        洗涤塔排黑水系统的技术改造，深入从洗涤塔排黑水管道堵塞的原因、部位以及垢片的性状等方面着手，通过针对性的处理措施，采用“多点结合、分段排放、综合处理”的工艺技术，有效解决了洗涤塔排黑水管线堵塞的问题，改善了系统水质，缓解了激冷水管线及激冷环等部件的结垢速率，显著提高了气化炉单炉运行周期，为国内煤化工领域气化工艺技术洗涤塔排黑水堵塞问题开辟了新的路径，并为行业内提供了行之有效的处理方案，指出了改造方向。