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  征服“三座大山” 煤制气、甲醇装置“梦想照进现实”  
发布日期: 2022-11-29 来源: 文/杨丽萍 图/夏古文 狄光兴 我要发表评论[0]
 

  这是一群追梦人。

 

  自1974年建厂以来,这里的人都在做着同一个梦,那就是装置的“安、稳、长、满、优”运行。怀揣着“保障国家粮食安全”的使命感和自豪感,他们紧念这“五字真经”,一头扎在云南水富云天化有限公司(简称“水富云天化”)这片沃土,一代又一代苦干实干,将一袋袋高品质尿素送到全国各地的田间地头,同时也创造了一个又一个辉煌,曾在2005年突破合成氨装置长周期运行350天的世界纪录,豪情写下“长了中国人志气”壮丽篇章。

 

  2012年,为扎实走好转型升级之路,水富云天化建成煤制气装置和甲醇装置,设计产能780吨/天。然而,从投产的第一天起,这两套装置就不让人省心。三天两头就开停车,停车时间比开车时间还长!当年日平均产量仅仅510吨,还不足设计产能的七成。每个人都知道煤化工工艺的复杂性和艰难性,然而谁也没料到会这么难!

 

  梦想的路上总是充满挑战。要实现装置的“安、稳、长、满、优”运行,就必须解决稳产、达产、满产的问题。水富云天化人形象地将它们比作“三座大山”。

 

  “发扬愚公移山精神,再难也要干!”越是艰难越向前,一场场斗智斗勇的攻坚战就此拉开……

 

 

精准发力  谁问题多就解决谁

 

  水富云天化煤气化、甲醇装置刚投产时,由于工艺技术稳定性不足,同时缺少生产操作、运行维护经验,经常出现气化炉反应器烧穿、烧嘴泄漏、烧嘴罩损坏、堵渣堵灰、动设备晃电等问题,平均每个月经历2次开停车,可以说“不是在开车就是在开车的路上”。

 

  据公司生产数据统计,2014~2019年水富云天化煤气化、甲醇装置累计停车40次,因气化装置故障导致的停车次数达到26次之多,占停车总数的65%,而其中由于烧嘴及烧嘴罩烧损泄漏导致装置停车就达14次。另外,因晃电导致装置停车7次,占总停车数15%。运行周期短,频繁的非计划停车成为阻碍装置稳定生产的最大障碍。

 

  为此,水富云天化集中专业骨干力量成立攻关小组,对历次停车进行反复分析总结,最终确定原料煤不稳定及灰份高是引发烧嘴及烧嘴罩烧损的主要原因,并针对性制定了从原料煤入厂验收、收储、混煤配烧到工艺操作的《解决煤质问题专项方案》,从不同煤质特性研究到气化炉操作控制进行优化改进。同时,将原开工烧嘴更换为自带高能点火装置的一体化烧嘴。成立解决烧嘴罩频繁烧损攻关组,通过改变炉温控制模式,优化烧嘴头焊接尺寸,调整烧嘴及烧嘴罩安装角度、环隙尺寸等举措,降低烧损风险。经过系统全面优化改进,气化炉烧嘴及煤嘴罩烧损难题得到彻底解决,自2020年初运行至今再未发生烧损事故。

 

  针对装置晃电跳车问题,水富云天化对所有变频器进行定值调整,关键控制回路增设晃点继电器,重要机组设置来电自启功能。同时,将总变110千伏分段模式改为环网模式,在甲醇罐区和关键机组设备上增设接地电阻检测报警,并通过在自动控制系统增加联锁动作延时脉冲时间,确保装置稳定运行。

 

  “以前只要发生晃电的情况,粗煤气压缩机K1301必定跳车,还有大空分空压机K01101也经常会‘熄火’,然后联动全装置停车,每年一到雷雨季当班就特别忐忑。”甲醇车间工艺班长姚志新回忆道:“自从优化调整后,装置就再没有出现过因晃电导致压缩机跳车的事故了。”

 

  随着一个个障碍被扫平,气化炉运行周期由几天到几十天,再到100天、165天、183天、200天……装置长周期运行纪录一次次被刷新,2016年至今,水富云天化煤气化装置连续7年获得美国空气产品公司(AP)颁发“气化最佳运行奖”。2022年9月,煤气化、甲醇装置以安全稳定满负荷A级连续运行263天追平壳牌同类装置长周期运行世界纪录。

 

 

靶向治疗  谁挡道就解决谁

 

  然而,在“百日红”逐步常态化的基础上,水富云天化甲醇装置产量却始终无法达到预期水平。因设计上的缺陷,装置自投产以来一直处于90%左右的负荷生产,一旦负荷稍高便会造成甲醇洗涤塔C15201拦液,近而引发整个工艺系统大幅度波动。

 

  经过多方面调试,并组织开展头脑风暴进一步论证,最终确认拦液的主要原因为塔内第三段升气筒高度不足,在高负荷运行时,依靠位差产生的推动力不足以克服出口管道的设备阻力,致使塔内第三段集液箱液位过高而堵塞升气筒出气口。找准根源后,水富云天化迅速制定“治病良方”,决定在C15201第三段集液箱出口增加升压泵,提高段间液体流通能力。

 

  2016年2月,升压泵正式投入使用,彻底解决C15201频繁拦液问题,并一举释放装置生产产能,煤气化、甲醇装置得以“放开手脚”实现满负荷运行,精甲醇最高日产量从改造前的740吨提升到了820吨,为公司创造的年度直接经济效益达到457.2万元。《解决酸脱吸收塔C15201频繁拦液的问题》创新技改项目也籍此夺得空缺多年的技术创新一等奖。

 

  突破瓶颈的兴奋并没有持续多久。水富云天化人很快就发现,甲醇装置日产量在达到820吨的顶峰后便一路向下,并随着时间的推移逐渐下降,最后甚至连突破700吨都成为一种奢望。毫无疑问,甲醇合成塔催化剂中毒的问题到了该解决的时候了。

 

  硫是催化剂中毒的主要物质,不仅会严重影响催化剂的使用寿命,同时也会降低催化剂活性。由于入塔合成气中硫化物较高,设计可使用3年的甲醇合成催化剂每年都需要全部更换。

 

  经过对运行数据的系统比对,并与催化剂厂家联手测试,水富云天化实施“甲醇低洗出口净化气增设常温脱硫槽”技改,大胆选用尚未大规模商业化应用的新型常温脱硫剂,突破传统脱硫工艺,在“常温、无水、无氧”条件下对合成气中的无机硫及有机硫成分进行脱除,总硫含量有效降到0.1mg/Nm3以下,合成塔催化剂使用寿命由过去的13个月提升至30个月,甲醇产量也稳定在770吨/天以上。

 

 

砸破枷锁  谁影响深就解决谁

 

  仅仅日产770吨显然满足不了水富云天化人的“胃口”。甲醇的产量与煤的品质、催化剂寿命、气化炉负荷、装备运维息息相关的,其中煤质影响最大。当初日产量能达到820吨,除了负荷“管饱”,还有极大一部分源自云南省低灰份镇雄煤的采用,这也是水富云天化煤气化装置“最喜欢吃的一道菜”,因为装置本身就是以镇雄无烟煤作为原料而设计的。

 

  与同类装置相比,水富云天化气化炉设计较小,流场较短、抗波动能力较弱,投产7年来只“吃”无烟煤。然而,近年来受能耗双控、电能紧张等因素的影响,煤炭供应受限、采购成本居高不下,装置煤库库存多次告急,煤气化装置一度陷入“断粮”挨饿的局面。

 

  如何解决“燃煤”之急?

 

  开拓煤炭市场,配烧其它煤种,水富云天化迅速展开“自救”行动。拓源降本调研组走遍全国6个产煤大省,对近60个煤矿进行实地调研,分析煤炭样品近50个、整理评估数据上千项。为避免装置“挑食”,还制定了6种组合及13个配煤方案……。2020年4月,随着半烟煤试烧的成功,水富云天化煤气化装置开启了原料结构调整的大幕,先后引进了山西、贵州煤,短暂缓解了对本地煤的过渡依赖。

 

  宜将剩勇追穷寇。2022年4月,水富云天化再次发起了试烧烟煤的挑战。

 

  “烟煤具有灰分高,活性强,易自燃,粘度大等特性,配烧烟煤难度非常大。”煤气化技术员柏仕成说道:“毫不夸张的说,配煤的情况决定了煤化工装置的安稳运行。配烧灰份低,炉内不容易挂渣,气化炉易损坏;配烧灰份高,烧嘴罩会损坏。这就意味着相对于无烟煤或半烟煤,配烧烟煤的要求只会更加严苛、更加精细。”

 

  在试烧山西、陕西、新疆、贵州、云南五个省的原料煤后,水富云天化通过合理配比、精细操作,克服煤种差异大带来的工况波动频繁等问题,于2022年8月、10月先后开展满负荷运行测试,顺利实现了日均产量大于810吨的生产目标。

 

  “这是必将被铭记的成就。”水富云天化甲醇车间主任陈凯感叹地说:“2022年对于煤气化、甲醇装置来说是极不平凡的一年,我们一起见证了追平同类装置世界纪录的那一刻,一起经历了‘四区分离’后控制室远离生产现场的第一次全系统开车,现在我们又创造了甲醇装置日均产量大于810吨的成绩,实现了装置长周期和产能的双突破!”

 

 

  星光不负赶路人,江河眷顾奋楫者。从2012走到2022,十年风雨兼程,十年砥砺奋进,水富云天化秉承“精益生产、达于至善”理念,将生产维护作为一项竞争新优势来抓,驰而不息创新开拓、攻坚克难,推动主要生产装置高质量运行,争当行业标杆。未来,水富云天化将坚定不移以梦为马、向光而行,在新征程上勇攀高峰,创造更多可能。

 
 
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