济南市液化气/混合气系统运行中部分技术问题的研讨

时间: 2007-01-27 栏目: 化学化工论文

近年来,随着人民生活水平的提高,燃气己成为居民生活的主要燃料。而一个城市燃气的管道率已成为城市衡量经济水平的重要指标之一,随着国家燃气发展规划的调整,天然气的大量涌入、发展液化气/混空气系统作为天然气末进入时的一个过渡气源,具有其特殊的意义,况且液化气/混空气系统在天然气进入后仍可作紧急调峰气源。我们济南市自96年开始液化气/混空气系统的建设,到99年12月1日,中原油田的天然气即将进济,两年采的运行,既有经验也有教洲,特提出来供各位同行作一参考:

一、工程概述

济南市液化气/混空气(以下简称混气)工程于96年5月动工,97年元月正式投入使用,总建设规模9.38万米日 液化气需要量约3.39方吨,供应居民38.5万人及相应的公建和工业用户,工程两期建设, 其中一期工程南郊制气厂,于97年元月建成投产, 日供气能力为4.69万米,液化石油气需要量540吨/日,可供6.4万居民及相应的公建和工业用户; 二期工程北郊制气厂,于99年元月建成投产,供气规模与一期相同,这样济南市混气工程全部建成后,形成南北对量供气,保证了管道供气的稳定性及安全可靠性。

二、混气系统

济南市混气系统采用美国AES公司制造的POM混合器,气化器及主控台。

POM混合器利用一个设计独特的可旋转活塞控制混空气的流量,并且通过调节活塞的偏转角度来改变混空气的混气比。安装在混合器出口管道上的氧气分析仪分析混空气的氧合量,并把数值转换为电信号送到主控台的VT37控制器与设定位进行比较,然后控制混合器上的伺服电机带动活塞旋转到正确的位置。当所有的运行条件准备就绪时,至控台的可编程控制器就给调压器的电磁阀一个信号,电磁阀打开后给调压器指挥器加载,使空气和液亿气经调压后进入混合器准确混合。

气化器为立式间接加热水浴式气化器,采用热水作为交换介质给进入气化器的液化石油气加热,气化器上设有一个超声波液位探测器来控制液化石油气的液面高度。

经过二年多的运行,我们使用的这套AES公司造的P05t混气系统,几乎没有进行大的维修, 运行过程中性能平稳、安全可靠,控制精度也达到了我们的使用要求,但是在实际运行的同时,我们也发现设备存在着一些不可忽视的问题,需要引起我们足够的重视。

根据AES公司对液化石油气的质量要求, 液化石油气中应该主要合有C3、C4组份,不应合有C5、C5+组份,这样在75℃-85℃温度下, 进入气化器的液化石油气可以完全气化,几乎不留任何残液。但是国内炼油厂生产的液化石油气往往C5以上级份含量过高,这样一些组份经过气化器加热后,并不能完成全被气化,这样一旦混气操作结束,气化器停止工作后,这些C5、C5+很容易在混合器管道、调压器、 混合器上冷凝下来。

混合器筒壁上附着着焦油状的残积物时,活塞的运动将变得困难,严重时将造成伺服电机限位器的损坏,并且造成混气比例的严重失调,为此,保证液化石油气的质量,防止C5及C5+组份过高, 是我们需要严格控制伪一个环节,根据国家对液化石油气质量的有关标准,我们采用气相色谱仪对液化石油气进行了严格的检验,对C5及C5+组份含量超过了3%的液化石油气予以退回,另外还通过混气生产结束后混气设备泄压混合器首冷凝液阀门及时排出,如强储罐排污作业等,大大减少了残液对混气设备的影响,过去混合器筒壁,调压器前滤芯10天左右就要清洁一次,如今每月清洁一次,就能保证正常的生产需要。

尽管混合器无需过多的维护,但是一些检查与维护工作也必不可少,尤其是混合器“Flsher”调压器上的“EGR”主阀,它是调压的主要部件, 其结构复杂,光密封件就多达8个, 任何一个密封件的损坏,都会影响“Fisher”调压器的正常工作,使阀体闭合不严,调压不稳。由于我们的混合器是等压混合,这样就会造成混合比例失调,因此“EGR”密封冲的及时检修,更换应引起足够的重视。

在对“EGR”主阀的检查中, 打开液化石油气或空气调压器前阀门,观察混合器出口处气体压力,正常情况下,该压力不该发生变化;当观察到该压力上升,逐渐与调压器前压力相等时,说明“EGR 主阀闭合不严,需要进行及时地维护。

首先,关阀调压器前阀门及混合器的总管阀门,并放散尽其中的气体,然后卸开阀体上的固定螺丝,把“EGA”主阀上部组件从阀体中整体取出, 检查隔离罩上的“O”型圈有无损坏,如果该“O”型圈完好,那么我们就需要打开隔离罩的底盖,检查阀总密封是否良好。隔离罩的底盖固定着阀芯的密封圈,在打开底盖的时候,如果用力不匀,往往造成该密封圈的损坏。这样我们就可以把整个组件倒置固定在阀体上,用螺栓固定好,然后拿一个扳手平放在底盖的凹槽内,缓缓用力转动,旋下底盖后,检查密封固有无软化变形。该密封圈由于阀芯的多次运动挤压,往往较易损坏,更换新的密封圈时,一定要把密封圈平整地放在底盖的槽内,防止在与隔离罩连接时发生错位。更换新密封圈后,还要重新对“EGR”主阀进行检查, 关闭混合总管阀门,打开调压器前阀门,观察混合器出口处压力,压力不发生变化,说明“EGR”主阀闭合严紧,已能正常工作。

三、热水系统

热水系统选用的是美国“Raypark 快速直接火焰加热式热水供应锅炉,它采用两段式液化石油气燃烧器,备有电磁阀、稳压阀、温度、压力及流量感应开关,具有双重高温保护功能。热水系统原设计是为气化器提供热水,而现在冬季采暖亦纳入该系统。

“Paypark”热水器自动化程度较高, 设计上是无人值守的设备,然后再使用不到半年内,设备连续几次回火,造成线路烧坏的事故,我们针对这一现象产生的过程,原因进行了分析,采取了相应的措施,现已杜绝了该现象的发生。

根据这一现象,我们重新对该热水系统的烟囱高度和直径进行了计算。

我们采用的热水炉采用的是自然通风,烟道的全部阻力依靠烟囱的自生风克服,此时烟囱的高度必须满足下列要求:

式中h----烟囱的自生风,公斤/米2

Δhyz----烟囱的总阻力,公斤/米2包括摩擦阻力和出口阻力

Δhy’----锅炉烟道总阻力,公斤/米2

烟囱的高度公式为:

烟囱直径的计算(出口内径d2)可按下式计算:

n----利用同一烟囱进行运行的锅炉台数

W2----烟囱的出口烟气流速 米/秒 自然通风时取6-10选8

θ2----烟囱出口烟气温度 ℃

Bj----计算燃料消耗量 公斤/时

Vy----烟气平均体积

θ2=θpy-Δθ’-Δθ”

θpy----锅炉排烟温度 ℃

Δθ’-Δθ”--烟气在烟道、烟囱内的温降 铁皮烟道约2o/米

经过计算,我们发现原设计烟筒直径偏小Φ400,应为Φ800比较合理。

另外对几次事故原因分析时发现,原来我们使用气化器强制气化产生的液化石油汽给热水器供气,在常温下不易气化的一些组份同时被气化。气化器和热水炉停机后。这些常温下.不易气化的组份就很容易在管路中凝结成液体;重新开机后,这些液相组份就会涌入燃烧器,尤其是在燃烧器喷嘴处发生爆燃,这可能是事故发生的一个最重要原因。另外我们还发现,用镀锌铁皮制成的排气通道,使用一段时间后,由于不完全燃烧造成腐蚀极为严重,表面上形成一些氧化物。脱落下来后覆盖在热交换器的肋板上,严重的情况下,使燃烧产生的废气无法及时排出,影响了燃烧的效果,而且这样造成热水器保温层老化严重,热水器外表面温度过高,使温度控制开关不正常动作,直接影响了生产的正常进行。

根据我们分析的事故原因,采取了相应的整改措施,不再使用气化器后的气相给热水炉供气,采用大口径的不锈钢烟筒代替了原来的镀锌铁皮烟囱,定期清洁燃烧器。这个措施的实施,使“Raypark 热水炉的运行变得安全可靠,燃烧更加充分。

以上是济南市液化气混之气系统运行两年多时间的一些运行经验及存在问题的研究。当然我仍对这套系统运行的时间比较短,经验比较少,存在问题还比较多,有一些问题也没有很好的解决,如热位仪的问题,混气的实时监控等等。希望各位同行给提出宝贵的意见;以达到互相借签,共同提高的目的。