分析处理涡流式流量计进出口管道泄漏原因。

分析处理涡流式流量计进出口管道泄漏原因。

 

摘要:水煤浆气化炉涡街流量计进出口管道运行过程中出现漏气问题，分析漏气问题，提出改进措施。改造后的锁斗系统长期运行。目前气化炉负荷可达110%，运行稳定。

中石化何华煤化工有限公司的气化装置采用水煤浆加压气化技术，通过三流烧嘴将水煤浆和氧气通过三流烧嘴进入气化炉。气化炉燃烧室氧化反应产生的部分粗渣进入锁斗进行28分钟的集渣，然后通过锁斗本身的逻辑程序排入渣池。涡流入口介质来源于锁斗顶部，在排渣过程中通过自身循环运行；集渣时，锁斗顶部介质与气化炉底部介质循环，导致涡街流量计进出口管道长期磨损冲刷后泄漏。

锁斗系统流程

激冷室底部气化炉反应产生的粗渣和少量未燃碳沉淀物通过锁斗安全阀和锁斗入口阀进入锁斗。锁斗集渣需要通过锁斗系统中循环水的夹带和冲击，通过锁斗顶部的管道进入涡街流量计，然后泵回激冷室的锥底，使水在激冷室的锥底和锁斗之间循环。渣通过激冷室的锁斗沉淀在锁斗底部，从而实现渣水的分离。在一定时间内，渣在锁斗中收集，28分钟后开始排渣。排渣前，涡街流量计管道上的循环阀打开，泵入口阀关闭，泵建立自循环。锁斗入口阀关闭，锁斗与冷藏室隔离。打开锁斗泄压阀，使锁斗泄压，锁斗泄压后的压力不能超过0.17MPa，然后打开冲洗泄压管道阀，冲洗泄压管道，15s后关闭锁斗泄压阀，冲洗泄压管道阀，然后在渣池液位不超过50%时打开锁斗冲洗阀，渣排入渣池。当锁斗冲洗水箱液位低于35%时，关闭锁斗出口阀，锁斗满水后关闭锁斗冲洗阀，然后打开锁斗充压阀进行充压。当锁斗与气化炉的压差小于0.18MPa时，打开锁斗入口阀，关闭锁斗，然后关闭锁斗，打开锁斗充气阀。

涡街计量进出水管泄漏的原因及处理方法。

2.1泄漏现象。

1)汽化器运行3500h左右时，涡街流量计进出口管道泄漏。首先，泄漏点是泵出口流量计，锁斗管道是楔形流量计，锁斗管道是楔形流量计。气化炉运行3500h左右，首先泄漏点是泵出口流量计，锁斗管道是楔形流量计。

2)汽化炉运行到4300h左右，涡街流量计进出口管道三通，弯头经常泄漏，影响现场环境卫生。

3)气化炉运行到4882h时，涡街流量计出口总阀后三通漏点。由于总阀座与气化炉直接相连，不能带压堵漏，涡街流量计出口总阀后三通漏点，导致气化炉停机两次。

2.2判断泄漏的依据。

1)涡街流量计进出口压力表波动，出口流量波动。

2)现场泄漏点向外喷洒黑水和少量固体颗粒。

3)泄漏量大时，气化炉液位下降，黑水排放减少。

4)涡街流量计工作时振动大，产生气蚀。

2.3原因分析。

1)原设计管道厚度小，弯头90°，会导致介质流速增加，冲刷腐蚀速度加快。

2)在锁斗排渣过程中，涡街流量计是自循环的。原车后，涡街流量计的出口阀全部打开，导致循环过程中吸入不足。管道中的气液混合对管道造成气蚀和冲击。

3)涡街流量计出口单向阀由碳钢制成。气化炉运行3000小时后，管道中的介质会冲刷、腐蚀和脱落阀芯。由于管道没有完全堵塞，介质的流向会发生变化，管道的冲刷会加快。

2.4解决方案。

1)涡街流量计出口总阀泄漏无法在线处理，导致气化炉停机。在气化炉根部增加两个仪表和气动阀，要求每月开启和关闭两次，以防止阀门堵塞。增加两个仪器和气动阀的相关参数见表1。

2)为了解决泵出口流量计频繁泄漏和流量过低不能满足工艺要求的问题，应更换，相关参数见表2。更换流量计4000小时后，没有泄漏。

3)涡街流量计出口阀限制流量，一般控制在45~55m3/h，能满足气化炉稳定下渣的要求。

四、改造计划。

管件原设计公称直径DN100mm，压力等级CL600，壁厚等级SCH120，材料20#。

(1)由于20#钢材能够满足现有工况的要求，从经济角度考虑，继续使用原有的阀门和流量计。原设计的管道材料和直径不变，只加厚管道厚度，壁厚从原来的SCH160增加到SCH160。

②由于管道漏点根据介质流向出现在弯头后或三通转弯后与直管段连接，为了减少介质对弯头的冲刷，弯头改为大曲率半径90°弯头，R=3D。

③将原等径三通改为厚壁三通，将原NPS4SCH120改为NPS4SCH160，通过增加壁厚来延长其使用寿命。

④考虑到介质条件，长期运行可能会造成管道堵塞，进而影响涡街流量计的出口流量。因此，在管道上增加一个20m至40m的三通盲法兰，并在每次备炉维修时检查管道。

汽化炉三套锁斗系统管道改造于2017年9月完成。改进后的运行时间约为7000小时，没有锁斗管道泄漏，确保气化炉长期稳定运行。

三、防止锁斗管道泄漏。

1)气化炉运行过程中，定期检查锁斗管道壁厚，发现管道变薄时，应及时进行预防性补焊。

2)定期进行备炉检修，列出锁斗系统的单独维修项目，检测管道壁厚，及时更换减薄的管道和管件。

3)在所有手动阀和程序阀的备炉维护过程中，检查锁斗系统，防止阀门内部泄漏。

4)建立管道壁厚定期检查台账，发现其变化规律。

四是建议。

涡流计和出流管道的改造虽然发生了很大的变化，但仍需进一步优化。在涡街流量计的基础上增加了变频装置，确保泵出口阀始终处于全开状态。通过调节电机转速来调节泵出口流量，可以减少泵出口阀的冲刷损坏，保证泵出口阀不受冲刷损坏，防止汽蚀。

*后五点

经过上述改造，气化炉在8000多小时内没有发生锁斗管道泄漏炉负荷可达110%，运行稳定。