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空氣流量計(jì)進(jìn)出口管線泄漏原因分析及處理

點(diǎn)擊次數(shù):2421 發(fā)布時(shí)間:2021-01-08 05:32:34
摘要:水煤漿氣化爐空氣流量計(jì)進(jìn)、出口管線在運(yùn)行中因泄漏問題造成氣化爐停車,針對泄漏問題進(jìn)行分析,并提出改造措施,改造后的鎖斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了長周期運(yùn)行,目前氣化爐負(fù)荷可以達(dá)到 110%,且運(yùn)行穩(wěn)定。
中海石油華鶴煤化有限公司氣化裝置采用水煤漿加壓氣化技術(shù), 水煤漿與氧氣通過三流式燒嘴進(jìn)入氣化爐, 在氣化爐燃燒室里發(fā)生部分氧化反應(yīng)后產(chǎn)生的粗渣進(jìn)入鎖斗進(jìn)行 28 min 的集渣,然后通過鎖斗自身邏輯程序排放到渣池。 流量計(jì)入口介質(zhì)來自鎖斗頂部, 在排渣期間通過自身循環(huán)運(yùn)行, 集渣時(shí)鎖斗頂部介質(zhì)與氣化爐底部介質(zhì)進(jìn)行循環(huán),從而導(dǎo)致空氣流量計(jì)進(jìn)、出口管線長時(shí)間磨損沖刷后出現(xiàn)泄漏。
1 鎖斗系統(tǒng)流程
氣化爐內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的粗渣及少量沒有燃燒的碳沉降在激冷室底部,通過鎖斗安全閥、鎖斗入口閥進(jìn)入鎖斗。 鎖斗集渣需要借助鎖斗系統(tǒng)循環(huán)水的夾帶和沖擊, 該水流是從鎖斗頂部管線進(jìn)入到流量計(jì), 然后經(jīng)泵打回激冷室錐底以強(qiáng)制水在激冷室錐底和鎖斗之間循環(huán)流動。 渣由激冷室進(jìn)入鎖斗后沉淀在鎖斗底部,從而使渣水分離,渣通過這種方式在給定時(shí)間內(nèi)收集在鎖斗中,28 min后開始排渣。排渣之前,空氣流量計(jì)管線上的循環(huán)閥打開,泵入口閥關(guān)閉,使該泵建立自身循環(huán)。鎖斗入口閥關(guān)閉,鎖斗與激冷室隔離。打開鎖斗泄壓閥 使 鎖 斗 泄 壓, 鎖斗泄壓后壓力不得大于 0.17MPa,然后打開沖洗泄壓管線閥門對泄壓管線進(jìn)行沖洗,15 s 后關(guān)閉鎖斗泄壓閥和沖洗泄壓管線閥門, 隨后在渣池液位不大于 50%時(shí)打開鎖斗沖洗閥和鎖斗出口閥,渣排入渣池。當(dāng)鎖斗沖洗水罐液位小于 35%時(shí)關(guān)閉鎖斗出口閥, 鎖斗充滿水后關(guān)閉鎖斗沖洗閥, 再打開鎖斗充壓閥給鎖斗進(jìn)行充壓,當(dāng)鎖斗與氣化爐壓差小于 0.18 MPa 時(shí),打開鎖斗入口閥關(guān)閉鎖斗充壓閥, *后流量計(jì)入口閥打開,泵管線上循環(huán)閥關(guān)閉,此時(shí)鎖斗進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
2 空氣流量計(jì)進(jìn)、出口管線泄漏原因及處理方法
2.1 泄漏現(xiàn)象
1) 流量計(jì)進(jìn)、 出口管線泄漏出現(xiàn)在氣化爐運(yùn)行 3 500 h 左右時(shí), *先出現(xiàn)漏點(diǎn)位置是泵出口流量計(jì)處,鎖斗管線采用的是楔形流量計(jì),在流量計(jì)中間有個(gè)楔塊起到截流測量作用, 因此在流量計(jì)楔塊處流體產(chǎn)生偏流導(dǎo)致楔塊后區(qū)域減薄泄漏,后期經(jīng)過幾次補(bǔ)焊維持到備爐檢修。
2) 氣化爐運(yùn)行到 4 300 h 左右時(shí),流量計(jì)進(jìn)、出口管線的三通、彎頭處頻繁出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,影響了現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生。
3) 氣化爐運(yùn)行到 4 882 h 時(shí),空氣流量計(jì)出口總閥后三通出現(xiàn)漏點(diǎn), 由于總閥后與氣化爐直接相連接無法帶壓堵漏,致使氣化爐停車處理漏點(diǎn),因鎖斗管線泄漏導(dǎo)致氣化爐停車 2 次。
2.2 泄漏判斷依據(jù)
1) 流量計(jì)進(jìn)、出口壓力表指示波動,出口流量波動。
2) 現(xiàn)場泄漏點(diǎn)向外噴出黑水并帶有少量固體顆粒。
3) 泄漏量大時(shí)可造成氣化爐液位下降, 黑水排放量減小。
4) 運(yùn)行中的空氣流量計(jì)振動大產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。
2.3 原因分析
1) 原始設(shè)計(jì)管線厚度較薄, 選用 90°彎頭,故導(dǎo)致介質(zhì)流速增大,沖刷腐蝕速度加快。
2) 在鎖斗排渣過程中流量計(jì)是自身循環(huán),原始開車后將流量計(jì)出口閥門全部打開,導(dǎo)致自身循環(huán)時(shí)吸入量不夠, 管線內(nèi)氣液混合對管線造成汽蝕及沖擊。
3) 流量計(jì)出口單向閥為碳鋼材質(zhì), 氣化爐運(yùn)行 3 000 h 后管線內(nèi)介質(zhì)將單項(xiàng)閥閥芯沖刷腐蝕脫落堵塞管線, 因沒有完全堵塞造成的單向閥后介質(zhì)流向改變、流速增大,加快對管線沖刷。
2.4 解決措施
1) 空氣流量計(jì)出口管線總閥泄漏無法在線處理,導(dǎo)致氣化爐停車。在入氣化爐根部增加 2 臺儀表氣動閥門,要求每月進(jìn)行 2 次開、關(guān),防止閥門出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象。 新增 2 臺儀表氣動閥門相關(guān)參數(shù)見表 1。

2) 為了解決泵出口流量計(jì)頻繁泄漏以及流量較低不能滿足工藝需求的問題,更換新型流量計(jì),其相關(guān)參數(shù)見表 2。 更換后的流量計(jì)運(yùn)行 4 000 h后未出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。

3) 將空氣流量計(jì)出口閥門限制流量, 一般控制在 45~55 m3 / h,并能夠滿足氣化爐下渣順暢。
4) 改造方案。
管道原設(shè)計(jì)公稱直徑 DN100 mm, 壓力等級CL600,壁厚等級 SCH120,材質(zhì) 20#。
①由于 20# 鋼材質(zhì)能滿足現(xiàn)有工況要求,從經(jīng)濟(jì)性方面考慮, 對原有的閥門、 流量計(jì)等繼續(xù)使用,原設(shè)計(jì)的管線材質(zhì)、管徑不變,只對管線的厚度進(jìn)行加厚, 壁厚等級由原來的 SCH120 增加到SCH160。
②由于管線漏點(diǎn)位置按照介質(zhì)流向均出現(xiàn)在彎頭后或三通轉(zhuǎn)彎后與直管連接段, 為減小介質(zhì)對轉(zhuǎn)彎處的沖刷, 彎頭改用大曲率半徑的 90°彎 頭:R=3D。
③對原有等徑三通更換為厚壁三通, 由原來的 NPS4 SCH120 更換為 NPS4 SCH160,通過增加壁厚來延長其使用壽命。
④考慮到介質(zhì)工況, 長時(shí)間運(yùn)行可能存在管線堵塞情況,從而影響空氣流量計(jì)出口流量,所以在管線上 20 m 與 40 m 處各增加 1 個(gè)三通之路用盲法蘭堵上, 每次備爐檢修時(shí)對管線進(jìn)行檢查清洗。
2017 年 9 月, 氣化裝置 3 臺氣化爐鎖斗系統(tǒng)管線改造完畢。 改造后運(yùn)行 7 000 h 左右未出現(xiàn)鎖斗管線泄漏現(xiàn)象,保證了氣化爐長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
3 鎖斗管線泄漏預(yù)防措施
1) 氣化爐運(yùn)行中, 定期對鎖斗管線進(jìn)行壁厚檢測,發(fā)現(xiàn)管線變薄及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性補(bǔ)焊處理。
2) 定期進(jìn)行備爐檢修, 針對鎖斗系統(tǒng)列出單獨(dú)檢修項(xiàng)目,并對管線進(jìn)行壁厚檢測,發(fā)現(xiàn)管線減薄及時(shí)更換管線及管件。
3) 鎖斗系統(tǒng)所有手動閥及程控閥門備爐檢修期間進(jìn)行檢查,防止閥門出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象。
4) 建立管線壁厚定期檢測臺賬, 摸索其規(guī)律性變化。
4 建議
流量計(jì)進(jìn)、出口管線經(jīng)過改造,雖有很大改觀,但還應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化。將流量計(jì)電機(jī)增加變頻裝置, 這樣可以保證泵出口閥門始終處于全開位置,通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)泵出口流量,能減小對泵出口閥門造成的沖刷損壞, 還能保證空氣流量計(jì)再循環(huán)時(shí)泵吸入量充足, 防止發(fā)生汽蝕現(xiàn)象,使泵穩(wěn)定運(yùn)行。
5 結(jié)束語
通過以上改造, 氣化爐運(yùn)行超過 8 000 h 未出現(xiàn)鎖斗管線泄漏現(xiàn)象, 目前氣化爐負(fù)荷可以達(dá)到110%,且運(yùn)行穩(wěn)定。

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