摘要：金象煤化工纯氧炉及配套空分装置具备试车条件，针对该设计运行总体试车方案，方案是立足于各个独立装置试车计划之上的一个综合性方案，总体试车方案中的试车计划可根据现场实际情况而加以调整，内容可以逐步深化，主要试车程序不能任意改变。通过在规定的进度期限内，安全、优质地启动装置，产出合格产品，使装置系统能持续稳定生产。

　　关键词：纯氧炉；空分装置；运行试验

　　0引言

　　山西金象煤化工有限责任公司纯氧炉及配套空分装置采用昌昱公司（纯氧+蒸汽）连续气化技术，生产低氮高热值的水煤气特别适合作清洁燃气和生产醇、烃类产品。

　　1生产原理及工艺流程概述

　　1.1生产原理

　　采用固定床纯氧加蒸汽连续气化法制取水煤气，以小粒煤或小粒焦为原料，将氧气和蒸汽按照一定的比例混合，通过燃料层与灼热的炭反应生产低氮高热值的水煤气。

　　由空分车间送来的0.12～0.15 MPa的氧气经过减压后0.04～0.09 MPa进入造气车间氧气总管；外来蒸汽经过减压后进入蒸汽缓冲罐。氧气与蒸汽按照一定的比例经自动调节阀进行配置，经过混合罐均匀混合经炉底中心管进入煤气炉，与气化层炽热的碳发生反应。

　　当气化剂进入煤气炉，炭层温度在800℃以上时应发生氧气的燃烧反应，900℃以上即为扩散反应。

　　反应式如式（1）—式（3）：

　　C+O2 CO2+393.8 kJ.（1）

　　2C+O2 2CO2+221.8 kJ.（2）

　　2CO+O2 2CO2+566.2 kJ.（3）

　　当炭层温度在900℃以上时应发生蒸汽与CO2的还原反应如式（4）—式（7）：

　　CO2+C 2CO-172.5 kJ.（4）

　　C+H2O（g）CO+H2-131.4 kJ.（5）

　　C+2H2O（g）CO2+2H2-90.2 kJ.（6）

　　CO2+H2O（g）CO+H2-41.2 kJ.（7）

　　碳与蒸汽的反应在1 100℃以上即为扩散反应，在炭层温度较低时还会发生生成甲烷的副反应C+2H2 2-CH4+74.9 kJ。

　　1.2生产流程

　　由外界运进的原料煤通过破碎、筛分，通过皮带把10～75 mm的块煤作为原料煤输送到20台造气原料仓供造气炉使用。原料（煤、焦炭）由料仓进入自动加焦机，自动定时、定量加入炉中。制气用的气化剂O2来自空分工序。蒸汽来自外来蒸汽和自产蒸汽，外来过热蒸汽经减压后进入蒸汽缓冲罐，造气炉夹套锅炉自产蒸汽外供，或经调压后进入缓冲罐自用，热管式废热锅炉蒸汽经热锅上段过热系统过热后进入缓冲储气罐。纯氧和蒸汽按比例进入混合罐中混合，控制温度在150～200℃从造气炉底部进入造气炉内，经造气炉内高温条件下与焦炭进行氧化还原反应，产出水煤气。氧化还原反应制成温度约450～550℃的水煤气，通过造气炉炉顶排出，造气炉顶部安装旋风分离器进行除尘，然后进入废热锅炉回收高温气体余热，多余蒸汽进入上段过热。150～170℃的蒸汽出废热锅炉进入洗气塔底部，在塔中用造气污水处理系统进行闭路循环冷却水喷淋洗涤冷却，冷却到≤45℃后洗涤夹带的尘埃及焦油后，进入水煤气总管，塔底排出的造气污水通过排水系统送至造气污水处理系统，再处理后的循环冷却水泵送回造气气化系统闭路循环使用。

　　纯氧炉及配套空分装置是以固体燃料（无烟煤块、焦炭、煤球、煤棒）为原料，以富氧空气、水蒸汽为气化剂，在高温条件下制取的半水煤气。半水煤气是合成氨的原料气。工艺流程如图1所示。

　　2试压、试漏方案

　　2.1氧气管道充压试漏

　　在氧、氮气管道吹除结束后，联系金象调度人员，通知气化恢复拆除阀门，在阀门前法兰处增加盲板，在管道便于观察处装有就地压力表和温度表，并确保该压力表、温度表检验合格有效。

　　空分岗位缓慢打开氧气外送阀V105阀，关小氧气放空阀V104阀，逐步提升管道压力至0.05 MPa，检查焊口法兰和其它连接件有否泄漏，如有泄漏，做好标记并停压放气，经处理后重新测试、进行检查，直至无泄漏。

　　缓慢将管道升压至0.08 MPa，再次对管道进行检查，确认无泄漏后开始保压，并记录相关压力、温度数据。

　　保压12 h后记录管道温度、压力数据，计算残留率，确定管道试压是否合格。

　　2.2氮气管道充压试漏

　　在氧、氮气管道吹除结束后，联系金象调度人员，通知气化恢复拆除阀门，在阀门前法兰处增加盲板，在管道便于观察处装有就地压力表和温度表，并确保该压力表、温度表检验合格有效。

　　空分岗位缓慢打开氮气外送阀V1532阀，关小氮气回流阀V1531阀，逐步提升管道压力至0.5 MPa，检查焊口法兰和其它连接件有否泄漏，如有泄漏，做好标记并停压放气，经处理后重新测试、进行检查，直至无泄漏。

　　缓慢将管道升压至1.0 MPa，再次对管道进行检查消漏，确认无泄漏后，提升管道压力至1.5 MPa，对管道进行检查，确认无泄漏后，逐步提升管道压力至2.0 MPa，对管道进行检查，确认无泄漏后，逐步提升管道压力至2.7 MPa，最后对管道进行检查，确认无泄漏后开始保压，并记录相关压力、温度数据。

　　保压12 h后记录管道温度、压力数据，计算残留率，确定管道试压是否合格。

　　2.3油压系统试漏、试运行

　　检查油泵正常，油箱油位在1/2～2/3处（偏高限），且准备好加油装置、液压油，保证油压系统试运行中油位正常。

　　关闭进蓄能器与高压油管阀门，打开回油管的阀门，往蓄能器内充氮气，具体要求及操作应参照《蓄能器使用说明书》。

　　启动油泵，压力调至正常4.0～6.0 MPa。待压力稳定后，开泵站回油阀，渐开高压油阀，检查是否有漏点，若无漏点，再逐台煤气炉开阀站回油阀、高压油阀，通油进行试漏，期间密切注意油箱油位，直至通油正常。当压力达到6.5 MPa时，进行30 min的保压试验。确认无泄漏后，调至正常工作压力4.0 MPa，停止油泵系统，进行保压，观察压力变化情况，依据行业内的习惯，24 h内下降幅度小于8%即0.32 MPa为合格。

　　油压系统试漏完成后，启泵通油正常，单阀手动操作，逐个试验各阀门的起落和油路连锁情况。

　　烟囱阀、煤总阀的起落试验可在微机上连续手动点“送气”按钮，观察阀门动作是否正常。灰锁阀、下灰阀通过下灰控制柜，手动操作检验其运行是否正常。

　　2.4夹锅锅炉的清洗、试压、试漏

　　夹锅汽包工作压1.3 MPa，设计压力1.44 MPa。

　　控制夹锅汽包加水阀，向夹套内注水，待液位达到30%时，开夹套排污阀，直至排出的水质合格为止。

　　关闭夹套排污阀，蒸汽出口阀，控制汽包注水阀，待手动放空管流水后，关闭放空阀，再加水升压，待压力升至1.66 MPa后，检查有无漏水现象，若无漏水现象，保压10～30 min，然后减压至工作压力保压查漏。

　　检查安全阀的灵敏性，当升压至1.44 MPa时，安全阀是否起跳，起跳后停止注水，观察系统压力下降至1.26 MPa时，安全阀是否会自动回座，反复3次以上，确保安全阀验收合格。

　　2.5废热锅炉、预热器的清洗、试压、试漏

　　热量回收汽包的工作压力0.15～0.2 MPa，设计压力0.3 MPa。

　　控制热量回收汽包加水阀，向预热器、废锅内注水，待液位达到30%时，打开排污阀，直至排出的水质合格为止。

　　关闭排污阀，蒸汽出口阀，控制汽包注水阀，待手动放空管流水后，关闭放空阀，继续加水，升压至0.35 MPa，检查有无漏水现象，若无漏水现象，保压10～30 min，然后减压至工作压力保压查漏。

　　检查安全阀的灵敏性，当升压至0.23 MPa时，安全阀是否起跳，起跳后停止注水，观察系统压力下降至0.20 MPa时，安全阀是否会自动回座，反复3次以上，确保安全阀验收合格。

　　2.6蒸汽管线的试压、试漏

　　蒸汽管线、设备的试压试漏可在蒸汽吹扫完成后一起进行，同时对废锅的过热段进行试压、试漏。控制蒸汽进汽阀，升压至0.35 MPa，检查有无漏汽现象，保压30 min，若无漏汽现象，试压、试漏合格。

　　检查安全阀的灵敏性，当升压至0.23 MPa时，安全阀是否起跳，起跳后停止注水，观察系统压力下降至0.20 MPa时，安全阀是否会自动回座，反复3次以上，确保安全阀验收合格。

　　2.7炉条机试运行

　　开炉条时，前期要运转缓慢，且有专人负责看管。时刻注意炉条电机电流变化情况和传动部分的运转情况，若超电流或异常时，立即停止运行，检查处理后方可再开。

　　3装置试车效果

　　3.1单体试车

　　工艺系统及设备、管道已经改造安装完毕，并符合规定的质量标准。电气系统应已经安装完毕，操作电工经考试合格获得上岗操作许可证，安全操作所需工、器具齐备。仪表系统安装完毕调试结束，各种信号发生装置、测试仪器、标准样气、通讯工具等已经齐备。

　　3.2联动试车

　　试车范围内具备单试条件的机器设备，单机试车合格。试车范围内的电缆系统和仪表装置的监测系统、自动控制系统、联锁及报警系统都已满足条件。试车水、电、汽、工艺空气、仪表空气等确保供应，各种物资及仪表、工器具都已经齐备。试车方案中规定的工艺指标，报警及联锁整定值已确认。装置内及所连接的管道吹扫、查漏合格。

　　纯氧炉及配套空分装置转动设备按规定经过详细检查，单体试车和联动试车合乎要求，电机电流、温升正常；管线吹扫试压合格；循环水系统调试工作已经完成；自控仪表调试全部完成，报警及联锁的整定值经静态调试已准确好用；所有电气设备的热继电调整和绝缘试验已经完成，具备正常投运条件。

　　4结语

　　纯氧炉及配套空分装置所有装置及配套工程，全部施工完毕，经过逐台设备、逐条管线按序号检查核对，工程质量符合要求；工艺管道和设备按设计的标准进行试压，已达到设计试压的要求；设备、管道均已经过气密试验，且保压6 h无泄漏，确认合格；纯氧炉具备接气条件。

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