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德士古煤气化炉烧嘴烧坏事故分析及预防 【摘 要】本文通过一起典型的德士古煤气化炉烧嘴冷却水盘管破裂引起的烧嘴烧坏事故，及对事故发生原因的系统分析，提出了具体的预防、改进措施，可以有效避免烧嘴类似事故的发生，并为气化炉的长周期稳定运行提供保障。 【关键词】气化炉；烧嘴；事故分析；预防改进 德士古气化工艺过程是高压水煤浆与纯氧在工艺烧嘴内混合， 呈射流状态进入气化炉，在高温、高压下进行气化反应，生成以CO 和H2为主要成分的粗合成气。气化炉烧嘴作为气化炉的关键部件，长期工作在高温、高压状态下，烧嘴的稳定运行对气化炉的长周期稳定运行起至关重要的作用。2011年我公司某化工单位发生一起德士古煤气化炉烧嘴冷却水盘管破裂引起的烧嘴烧坏事故，本文通过对该事故发生原因的系统分析，提出了具体的预防、改进措施，可以有效避免烧嘴类似事故的发生。 1 事故经过 我公司某化工单位气化装置设置德士古煤气化炉两台。2011年8月29日20时08分29秒，气化控制室操作人员发现其中一台气化炉运行压力突然出现下降，同时向调度室汇报，控制室操作人员立即通过摄像头监控气化框架画面，发现有大量浓烟雾冒出，初步判断为气化框架有气体泄漏，20时08分46秒气化炉氧气流量由28817 Nm3/h波动至32377 Nm3/h。由于无法判断具体泄漏位置，为确保装置安全，当班操作人员立即对气化系统进行紧急停车，并同时向调度室汇报。调度室指挥后系统切气停车，并通知相关岗位做好工艺处理。两台气化炉先后于20时08分47秒和20时08分50秒停车。气化高压氧气管线紧急隔离，切至空分界区内放空，并对氧气管线进行氮气置换。20时13分气化完成系统停车并进入降压、充氮气置换程序。 本次事故造成烧嘴盘管、外氧喷头烧坏，直接损失虽然较小，但气化炉烧嘴冷却水盘管出现破损后，因温度较高烧嘴冷却水盘管被迅速烧坏，大量高压、高温气体通过被烧化的烧嘴冷却水盘管进出口部位进入气化框架，可燃、有毒气体和烟雾充斥气化框架，直接导致了事故的进一步发展，造成全厂停车，若非操作人员操作及时，险些酿成重大事故。 图1 2 事故原因 2.1 直接原因 由于气化炉烧嘴冷却水盘管出现漏点，炉内气体压力远大于盘管内冷却水的压力，导致气化炉内高温、高压混合气体沿漏点进入烧嘴冷却水盘管，导致炉嘴冷却水盘管被烧坏破裂，气体窜出，夹杂炭灰形成大量烟雾。 2.2 间接原因 烧嘴冷却水流量低联锁动作延迟时间原设计为10s，时间设置不合理，造成联锁保护不能及时发挥作用，未及时联锁停车，造成事故的进一步发展。 3 事故原因分析 1）烧嘴的使用运行管理不到位，没有摸索总结烧嘴常规运行周期，没有建立完备的烧嘴运行记录。该单位烧嘴运行最长周期为67天，事故烧嘴为2011年6月28日投入使用，8月4日连投一次，8月22日连投一次，至8月22日连投时该烧嘴已运行55天，连投前没有对烧嘴进行全面检查和分析；至8月29日发生事故时，烧嘴已运行61天，在已接近最长运行周期的情况下，未及时对该烧嘴进行全面检查和分析。 2）联锁保护原设计存在缺陷，联锁动作延时过长，未起到安全保护的作用。若联锁能在气化炉烧嘴出现故障初期及时动作，可以极大增加装置的安全性，有效避免或减小事故损失。从DCS上的信号延时趋势来看，其烧嘴冷却水温度、流量差等联锁延时时间均为10s，延时时间太长，不利于气化炉的安全运行，本次气化炉烧嘴DCS记录从盘管泄漏到停车期间信号异常持续时间为8S，联锁跳车还没有动作，就手动停车了。 3）气化炉冷却水入口支管段上没有压力测量点，只有进口流量、进出口流量差、回水温度信号，这几种信号反应相对较慢，而压力信号反应最快，说明联锁动作条件不完善。 4 预防、改进措施 1）切实把安全生产摆到第一位的位置，正确处理安全与生产的关系，做到不安全不生产，先安全后生产，坚决杜绝设备超检修周期运行。 2）科学制定烧嘴使用周期，做到有计划地使用和更换，特别是连投时，要充分考虑到烧嘴的累计运行时间，运行时间较长的必须进行全面检查后，方可继续使用。不能盲目地追求烧嘴长周期运行。 3）对全厂控制系统联锁保护有效性排查，确保联锁保护齐全有效。重点对气化炉、变换炉、合成塔、压缩机、汽轮机等关键设备的联锁动作条件和延迟时间进行分析，并与公司内部其他化工单位相同、相似设备联锁进行对比，对工艺相同但联锁设置差别较大的，重点分析；对不合理的时间延时要按审批程序进行更改。 4）及时与设备联锁软件包提供商沟通，了解联锁软件包更新情况，并对联锁保护进行升级完善。经了解，GE公司的烧嘴冷却水联锁软件包已经有了升级版，增加了联锁，如冷却水压力的高高报、低低报，流量差的高高报、低低报、紧急停车联锁等，其联锁延时时间为2S。根据生产实际情况，将气化炉烧嘴冷却水连锁延时时间设定为2.7S，同时在气化炉烧嘴冷