水煤浆水冷壁气化炉高压黑水管道改造

史晓东 朱朝霞 王建

摘要：针对气化炉黑水管线普遍存在的管道堵塞、设备磨损问题，分析具体原因，提出改造措施。

关键词：水煤浆;气化;黑水管线;堵塞;磨损

阳煤集团寿阳化工年产22万吨乙二醇项目，采用水煤浆水冷壁加压气化技术，运行压力4.0MPA。气化装置运行过程中，高压黑水管线存在不同程度的堵塞情况，而且不合理的管线设置又造成了设备的磨损，严重影响系统的长期稳定运行。本文针对此类情况，专门进行讨论，分析具体原因，提出改进措施。

1、工艺概述

气化炉激冷室的黑水经过减压阀门13FV1012与合成气洗涤塔C-13101底部来的黑水经过减压阀门13FV1004分别进入高压闪蒸罐V-14101。在高压闪蒸罐V-14101中闪蒸后压力从4.0MPA降到0.5MPA。从高压闪蒸罐V-14101底部排出的水含有较多的固体颗粒，这部分黑水通过液位控制阀14LV1003送到真空闪蒸罐V-14104进一步闪蒸，黑水压力从0.5MPA降到-0.05MPA。闪蒸后的黑水直接插入沉降槽V-14009中心桶内，经沉降处理后进入灰水槽内，返回系统进行循环。

2、高压黑水管道堵塞情况及改造措施

气化合成气经过下降管在气化炉激冷室内进行洗涤后，经过文丘里进入洗涤塔进行二次洗涤，洗涤过合成气的水中钙镁离子含量较多，在管线中容易结垢。寿阳化工气化炉黑水去高闪管线及洗涤塔黑水去高闪管线设计管路走向时，沿着公用管廊铺设。黑水管道铺设长，弯头多，且存在U形弯，开车时系统压力低，管路堵塞严重，使黑水无法外送。系统长期运行，垢片在U形弯管内堆积加速堵塞管路，停车时因为缺少检修短节，弯头较多管道冲洗存在盲点，长时间运行管道堵塞造成了停车事故。

2.1改造措施：

防止该段管道堵塞的措施主要有以下几项：1、在气化和渣水框架中间新增加管廊平台，黑水管线走捷径直线铺设，消除U型弯，可削减管道长度100米，减少开车管道堵塞情況发生。2、气化炉黑水管线DN250增加检修短节1处、洗涤塔黑水管线DN150增加检修短节1处。将黑水管线上的弯头改为三通形式共计8处，减少管路冲洗盲点。3、加强对黑水管线的检查冲洗，每次停车必须对该管线进行彻底的高压冲洗，确保管路通畅。

3、高闪黑水管道磨损情况及改造措施

气化炉及洗涤塔黑水压力4.0MPA、温度220℃，黑水中含有大量的碳粒及垢片。开车后随着系统负荷的增加，气化炉及碳洗塔黑水排放量相应增加。由于黑水角阀前后压差大，气化炉黑水经过13FV1012、洗涤塔黑水经过13FV1004角阀后流速迅速增大，并且由于压降闪蒸出大量水汽。黑水中的碳粒在高速流体的夹带下，对高闪内的折流板形成巨大的冲击力。系统停车检修高闪罐，就会发现高闪挡板有不同程度的损坏，主要存在的是进口人字板处磨出了豁口，挡板发生变形损坏、挡板部分位置磨穿。解决以上问题，只能利用停车检修时间进行补焊加固，持续的磨损既影响高闪的使用寿命，又不利于系统的安全平稳运行。

3.1改造措施：

在气化炉黑水角阀13FV1012及洗涤塔黑水角阀13FV1004后各增加1个缓冲罐，使高压黑水经过缓冲罐缓冲后在进入高闪罐。改造前后的流程对比如图：

改造后，检修期间对高闪罐进行检查，黑水角阀后人字板完好无损，挡板未变形无明显磨损。缓冲罐内壁无磨损，底部法兰盲头表面存在5mm凹面磨损情况，说明缓冲罐底部承受了黑水冲刷，随即在缓冲罐底部焊接10mm钢板。缓冲罐的增加，减少了黑水对高闪的冲击，延长了高闪的使用寿命，确保了系统的平稳运行。

4、结语

气化黑水中含有大量的固体颗粒，开车阶段极易堵塞管道，运行后水中的碳粒又会对管道设备，造成磨损冲刷。只有不断的对管线进行改进，消除堵塞、较少磨损才能使系统安全平稳运行。