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气化炉发生内爆事故

某化学肥科厂德士古水煤浆加压气化装置气化炉托砖板法兰损毁事故案例分析

某化学肥科厂德士古水煤浆加压气化装置(GE气化)C#气化炉爆发内爆事故

  1. 托砖板损毁前后经过

一、 事故经过

05年二月21日夜班5:00,某化学肥科厂德士古水煤浆加压气化装置气化炉C托砖板温度TI0722C从257℃持续上升,气化岗位中央调控主操作陈某马上向气化岗位监护人及大氮肥车间首席试行官举报,同一时候文告电仪车间有关人士开展确认,大氮肥车间高管及时须求开展确认管理,气化岗位监护人当即赶到现场拓宽管理,5:48分时温度上升至709℃,后又下落落至245℃,仪表职员感到是温度表失灵。白班接班后8:15,TI0722C又可以上升,气化中央调节主操作马上向车间陈述,同期布告仪表人士校表,8:15另一热度点TI0723C也伊始上涨,车间领导赶到中央调整举行教导管理,8:34别的四个温度点也开首高涨,气化炉进行减低压力荷管理,8:45后,托砖板温度分别上涨至TI0720C:298℃、TI0721C:256℃、TI0722C:1212℃、TI0723C:500℃。在进展气化炉减低压力荷管理进程中,8:59因工艺气出口温度TIA0709C高气化炉C联锁跳车。

9 月 7 日 9 时 5 分,C#气化炉因两台煤浆给料泵同偶然间跳车而停车,10 时在对该系统举行泄压的还要,工歌星员手动张开煤浆管线上的高压氢气吹扫阀对烧嘴举行吹扫时,气化炉内发生爆炸声。十月 8 日 6 时 40 分气化炉重新投料驾驶的后边,出现气化炉锥底排渣口堵塞,经管理后不大概排除和消除,10月8 日14 时55 分,C#气化炉手动停车。停车的前面拆检气化炉、水洗塔、旋风分离器,发掘气化炉渣口砖 汉兰达、S、T 砖脱落,旋风分离器内锥底严重变形,水洗塔下部三层塔盘出现变形、塌陷。

  1. 自己争持景况

二、事故原因深入分析

① 裙板与托砖板、激冷室内壁之间积满了灰渣;裙板与托砖板之间产生的长空内从圆周上看有2/3严重集灰渣,灰渣呈细丝状

高压煤浆泵同时跳车的后边,煤浆要求中断,但煤浆流量计反应滞后,从煤浆给料泵跳车到煤浆流量降到联锁跳车值,时间为10s,而这时候气化炉仍在运维,氖气仍在入炉,产生炉内过氧。在系统泄压时,这一个氧气随气流走入降落管及激冷室,与激冷房内的合成气混合,变成爆炸性气体。此时操作人士对煤浆管线扩充吹扫,将气化

② 锥底砖渣口被冲刷至Φ680-700,锥底砖内表面有多道纵向沟槽,沟槽宽、深10-20mm;HF-03与HF-02砖之间某个有大的裂隙,宽约10mm

炉内壁的熔渣吹掉落入下跌管,引发爆炸发生。

③ 托砖板法兰未有挂渣;筒体砖表面光滑,基本无挂渣;渣口有细小挂渣

气化炉安全系统规划存在缺欠,未将煤浆给料泵停车功率信号引进安全部系,致使煤浆给料泵跳车的前边,气化炉系统仍在运营。

④ 托砖板法兰内孔比较均匀地损毁为Φ930;南边方向约52%圆周上托砖板法兰下表面被烧穿:靠外被烧掉5-20mm,靠里被烧掉30-60mm

煤浆给料泵仪控系统存在缺点,易受外围时限信号干扰而活动停车。

⑤ 激冷环上表面及激冷环半环管未有被冲刷的印迹

三、堤防措施

⑥ 下跌筒堵渣,在激冷环100mm以下、高度约有3400mm的下落筒堵了

对到场安全系统联锁的工艺指标要定期举行校验,确认保证其正确灵敏;对转移后也许引发事故的因素要让认真排查,须要时引进安全联锁系统。

  1. 由来深入分析

将煤浆给料泵运转实信号引进安全系统,当煤浆给料泵停车时,气化炉联锁跳车。

大家感到,本次气化炉C托砖板法兰的损毁应该按三个经过来剖析,一是托砖板法兰内孔由Φ780比较均匀地损毁至Φ930,这么些进度应该是八个相比较缓慢的历程;二是托砖板法兰约二分之一圆周烧穿,那个进度进展得应该赶快,一旦在有个别薄弱的地位烧穿,会连忙扩张。

再次调治煤浆流量计的阻尼值。对 C#气化炉煤浆给料泵的垄断能量信号重新连接,并做抗郁闷管理

㈠托砖板法兰内孔均匀损毁

  1. 高温腐蚀

在气化炉点火室生成的粗煤气中除含有CO、H2、CO2和H2O等关键成份外,其他还蕴涵H2S、SO2等为数非常少成分,踏向激冷室前温度一千℃以上,压力5.8~6.0MPa。托砖板法兰材料在高温氧化性介质(C02、H20等)中受热时,会招致氧化腐蚀。而高温下金属与H2S、SO2接触,则会产生硫化腐蚀。在高温、高压下,粗煤气中的氢会侵入托砖板法兰质地中与铁的不安宁碳化学物理Fe3C反应生成CH4,使钢基体平均含碳量缩短,变成表面脱碳。

  1. 高温冲蚀

高温、高速的粗煤气指导着熔融态炉渣出锥底砖渣口后,在托砖板法兰内径处发生湍流,对托砖板法兰会发生冲刷、剪切功能,功能的结果是在托砖板法兰内孔处材质表层转化为表面变形能,进而形成托砖板法兰材质的冲蚀、剥离。就托砖板法兰损毁前的气化炉实操压力和生产负荷的话,出渣口介质的流速应该比设计值要高,进而对托砖板法兰变成的冲蚀、剥离效能要矢志。下跌筒堵渣后,因阻力变大,也会加剧介质在托砖板法兰处的水流。

  1. 托砖板质地难题

托砖板法兰原用材质为东瀛入口的SA387Gr11CL2板材,因购买原因,八月份检查和修理时换来了与其极度的锻造材质SA182F11,该法兰用钢锭由东京大隆铸造厂生产,由新加坡镒隆金属材质有限公司锻造出毛坯,由澳门巨友重力设备有限集团加工成形。但据他们说菲尼克斯金重的张利伟、都吉哲等在《压力容器》杂志二零零六年第4期上宣布的杂谈《水煤浆气化炉的成立》,此中有如下表1所示SA387Gr11CL2和SA182F11CL2的物理质量对照,能够看出,前者的品质要自愧比不上前面一个。而听别人讲供货商家提供的质量申明,用于创制作者厂托砖板法兰的SA182F11锻件其慑服强度为255MPa,抗拉强度为475MPa,硬度HB160(新件实地衡量为110、116、143),其性质比表1数码还低。强度、硬度越低,耐冲刷质量越差。供货商家提供的锻件品质注脚上一向不产品正式编号、未有锻件等第、未有热管理状态,单纯从材料证明来看,锻造厂商的质感管理远远不够标准、严厉,锻后是还是不是已及时开展消氢管理也未可见。国内之所以未有与SA387和SA182材质绝对应的制品专门的学问,无论是哈锅还是加纳阿克拉金重在气化炉成立时均选用相应的进口材质,就是因为国内在SA387Gr11CL2和SA182F11CL2好像材质生产手艺水平和品质担保方面与国外比较依旧有一定差距的。

  1. 锥底砖结构难题与筑炉品质

在未曾炉砖或炉渣爱惜的意况下,托砖板法兰不管是选拔SA387Gr11CL2板材如故SA182F11锻件,都无可奈何经受一千℃以上粗煤气的烧蚀,按渭化罗总的布道,这里实在是烧熔了。

锥底处HF-01~03热面砖外圆周呈直缝,一旦最上层HF-03并发松动或砖缝内灰浆不充沛,最头部HF-01与托砖板法兰之间要是有的有裂缝只怕只要灰浆管理倒霉,这里就能够产生串气的锦绣前程,从此处砖缝处下来的高温粗煤气与在托砖板法兰内孔处呈湍流冲蚀的高温粗煤气、高温炉渣共同成效将Φ780-Φ930之间的法兰材料给吃掉了。事实上11月份换托砖板法兰时,换了整整锥底砖和浇筑料,那时候砌筑锥底耐火砖和浇筑料时间太短,仅37钟头,砌炉非常是对浇筑料爱护远远不够,3月份又仅换了HF-03,本次砌炉后新旧砖结合不佳。此次砸锥底时意识浇筑料有许多纵向裂纹而且很好砸,也注脚及时砌炉只怕是极度。

归纳以上种种大概原因,大家感到,固然不是SA182F11自己存在首要品质劣势,用SA182F11 CL2或SA182F11 CL3代用SA387Gr11CL2应有未有毛病。在贫乏耐火砖或炉渣对托砖板法兰有效维护的动静下,高温粗煤气、炉渣对法兰材料的腐蚀、冲蚀以致烧熔是促成托砖板法兰内孔均匀损毁的第一缘由。

㈡托砖板法兰烧穿

  1. 材质蠕变与热膨胀

托砖板法兰材料在高温下蠕变,使得托砖板法兰与激冷环上表面之间有个别出现缝隙,产生高温粗煤气喷出。可能在托砖板法兰内孔未有扩展到Φ930时,蠕变还不一定变成高温粗煤气喷出。托砖板法兰内孔未有损毁时,从径向上有七个一千℃以上至大概250℃的温度梯度。随着托砖板法兰内孔的到处变大,高温区距离激冷环螺柱越来越近,作为细长形小截面的螺柱更便于沿轴向受热膨胀,高温粗煤气从受热膨胀最厉害的某根螺柱处最早喷出并将托砖板法兰该处的素材烧熔,然后连忙扩张。

  1. 激冷环垫片

激冷环垫片材质为高铝纤维纸,高铝纤维纸材质能够耐高温但它本人相比虚弱,激冷环垫片尺寸又异常的大,若是做成全部,可能创建、拿放不便,哈锅在构建时选取了子母口分片式,靠迷宫密闭,在托砖板法兰内孔损毁至Φ930时,子母口已呈不完整的迷宫,高温粗煤气恐怕会从此处喷出。

  1. 跌落筒堵渣

跌落筒堵渣后,阻力变大,高温、高压的粗煤气也说不定对托砖板法兰和激冷环的连Nissan生了贰个撕扯作用,并加深了高温粗煤气的喷出。

因此看来,托砖板法兰约57%圆周烧穿是在法兰内孔不断扩充之后,是以上多地点因素共同功能的结果。

  1. 防止措施与建议

  2. 精雕细刻锥底砖及托砖板局地结构

1) 改变耐火砖HF-01构造尺寸使其呈L形,利用它将托砖板法兰包起来遮掩在在这之中不使其外露,一方面,能够在一段时间内保安法兰不与高温粗煤气接触,不被高温粗煤气和炉渣冲蚀;另一方面,制止或调整和减少粗煤气中相应成分与托砖板法兰材料反应的恐怕。此项更改,炉砖已居安虑危好,这一次C炉检查和修理拟用上。

2) 是或不是足以追究改造托砖板法兰结构,将其改为水夹套结构。

  1. 严俊检查和修理调控

1) 严格按

照耐火衬里厂商提供的技艺方案或须求进行筑炉、保养和烘炉,不为了抢进程而自便缩减筑炉工期。

2) 严酷筑炉品质调控,由筑炉专门的职业技能人士追踪、检查浇铸料、每层耐火砖的砌筑。

3) 在读书兄弟厂商检查和修理经验的功底上,由设备室、手艺室和大氮肥车间一齐显著气化炉检查和修理的质感调整点,将珍视调控点设为休憩点,由设备室、技术室和大氮肥车间技术人士共同承认、签名。

  1. 巩贵港材质调控

1) 托砖板法兰选拔的质感SA182F11为U.S.ASME/ASTM牌号,供方选取了国内生产的半成品,有须要对钢锭的生产、锻件的锻造等关键环节派人监造。

2) 抓牢质感的检验收下入库管理,那包括托砖板法兰和炉砖、浇铸料的验收,对于炉砖,供给时应抽样举行有关考试。

  1. 惨酷工艺目标调节

加强托砖板温度、激冷水量、渣口压差等工艺指标管理,制订严谨的停车指标,并严谨推行。高负荷运营时,操作压力也要相应拉长,以免渣口处介质流速过快。

  1. 外调治将养再念书

乘胜岁月的推迟和负荷的抓实,大家现存气化装置的标题日益揭发,那套装置要高达高负荷长周期运维还会有不菲标题有待化解,应该说从工艺操作到器械管理,大家对其还不曾真正吃透。那地点国内其余有德士古气化装置的厂商料定有一部分经验值得大家借鉴,希望有空子到有关商家进一步学习、交换,学习人家已有个别生产、维修、改变和配备管理经验。提出与有关商量、设计单位开展调换,领悟其原有设计的最初的愿景,商量其或然存在的宏图破绽或从不思考到的地点,减少或防止我们开展改动时的盲目性。方今来讲,天辰公司和华陆集团都踏足过水煤浆加压气化装置的统一计划,分别有自个儿的一局地经验,小编感觉有须求与那七个设计院的关于人口分别进行一下技能调换。到一个地点去调换和上学,时间不宜太短,游历式的一知半解只怕起不断预约考查的效能。

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