浅谈煤气化装置长周期运行管理

摘要：近几年内煤气化装置在我国遍地开花，在消化引进国外先进技术的同时，我国也自主研发了多个煤气化技术。煤气化装置由于原料的质量的不稳定造成工况极易波动，又具有其固体物料输送带来的磨蚀和产品气腐蚀的因素，所以说长周期运行是煤气化业内经久不衰的话题。

关键词：煤气化 长周期 煤炭管理 设备管理 工艺管理

河南省中原大化集团年产50万吨甲醇项目煤气化技术采用壳牌煤气化工艺Shell Coal Gasification Process（SCGP），由壳牌提供基础工艺包，由武汉化四院做详细设计，十一化建工程公司施工建设。壳牌干煤粉气化工艺，具有鲜明的技术特色，是当前先进的第二代煤气化工艺，本装置于2008年5月建成投产，装置设计能力为日处理设计煤种2000吨。

在近半年的试生产实践过程中，以消化引进技术、探索生产规律为指导思想，组织班组及工程技术人员，攻关多项技术难题，并根据实际运行情况，对生产装置进行了多项技术改造。协同仪表人员对复杂的控制系统进行优化，经过大家的共同努力，目前气化装置运行已趋于成熟，在此过程中，我们在操作运行和技术管理方面积累了一些经验。经过十余年的摸索，形成了“严控工艺指标、严抓随机事件、严控煤炭质量、设备点检定修”等系统性的装置管理经验，尤其是工艺、设备和煤炭三个关键管理环节，下面就以上三个方面进行阐述。

第一部分   工艺管理

一、随机事件的学习与管控

针对装置中薄弱环节、易发隐患部位，及时制订应急处置方案。鼓励班组内部对事故预想进行集体讨论，增强员工的随机事件处置意识。员工对随机事件提高认识，做到人人知晓，个个重视，紧急情况下能够快速、准确的处理，以此达到提高职工处理随机事件的应急响应能力。

隐患监控是预防随机事件的重要措施。对易发随机事件部位、环节进行定点、定期调查，发现苗头及时解决处理。严密监控装置工况，针对可能出现的异常及时下发操作指导、方案，关口前移，防止随机事件因处置不当，使事件变为事故，造成恶劣影响。

二、合成气系统泄漏管控

经过十余年的运行，设备、管线、阀门的老化和疲劳带来的腐蚀泄漏问题逐渐突出，成为了装置长周期运行的最大障碍，不利于装置的安全运行。合成气腐蚀泄漏问题的重点是盲端、易腐蚀部位的设备、管线减薄、密封点焊接点疲劳应力开裂等问题，是困扰气化装置安全稳定运行的持续性难题。

对于以上问题，形成三个对策：1、日常运行的泄漏检查：组织编写合成气/氧气系统泄漏排查表，表格中涵盖了装置中89个易泄漏部位，其中主要是密封点的泄漏检查，涉及设备32台。坚持每周的周二、周二分别进行合成气/氧气系统泄漏检查。建立合成气泄漏台账，统计泄露部位的泄漏频率、事件和检修内容，以备检修详细检查和日常重点监控。2、停车检修期间的设备评估：利用停车检修机会，邀请第三方专业检测机构，对大型设备如气化炉、飞灰过滤器等内部进行全面体检，还根据每周的查漏汇总梳理的易泄漏部位进行详细检查，必要时进行切片检查。3、合成气泄漏应急演练：这个内容事关到操作人员的人身安全及处置能力，编写适合自身的应急演练预案，例如逃生通道的选择、人员的集中撤离等。预案完成后反复进行合成气泄漏应急演练，通过演练后的总结，有针对性的进行反复修改。

三、生产工作中的总结和更新

装置运行十余年，形成的经验较散乱，而有些已经不适用当前的生产情况，所以工作内容和技术资料的总结和更新尤为重要。组织对历年来的检修记录、操作记录的资料进行归档，进行总结归纳，形成系统性记录，分别对运行时间、更换检修记录、状态评估、历次对比等等进行统计。针对近年来进行的技改、操作方法的变更，对操作手册进行修编，通过操作手册的学习能不断更新和提高操作人员对装置的理解与认识，避免了误操作、对装置认识不足造成的不当操作。

针对装置工况大幅变化，及时组织集体讨论，统一思路，形成操作指导，引导班组进行有效、合理的操作，避免因操作不当引起工况波动，降低操作失误引起工况波动的几率。运用当下先进的安全评估方法，在遇到较大的检修项目及生产任务时，提前制订方案，进行风险和技术评估，使作业过程有参考，作业过程全程可控。

四、积极施行技改技措，解决生产疑难问题

不断创新是提升企业核心竞争力、实现企业可持续健康发展的不懈动力，通过技改技措的实施，可以很好地解决装置运行难题，节约生产成本，提高生产效率。同时，技改技措的实施也是排除安全生产隐患，打造本质安全生产装置的重要途径。在实施技改技措的过程中，应该秉持从问题或改造目的的根本点出发，实事求是，避免出现花架子。

五、提升全员技术水平，稳固技术班底

所有一切生产工作的展开，都需要人来完成，人员素质的高低，决定着装置生产受控、高效运行的上限，尤其是人员更迭带来的传承遗失、观念淡化等问题，也是装置运行的一大问题。首先是在培训方面，培训中不拘泥于形式，注重实用，抛弃传统培训形式，降低培训门槛，使每一名员工都能听得懂、用的到。大力推行以班组为主体的培训活动，班组每月自发组织培训，且班组每名成员都进行授课，授课过程即是学习过程，使大部分班组成员能够主动参与其中，从而带动全部成员的学习积极性。员工的理论知识的掌握和实操水平得到了进一步的提升，操作工整体实力得到全面提升。与此同时，每次开车前都会组织人员对历次开停车过程中出现的问题进行学习和讨论，通过回顾与总结，使员工对开车的过程进行充分的了解和掌握，开车过程中容易出现的问题和注意事项进行强化，确保开车过程安全、稳定。

注重培训考核力度，形成一套适用自己的培训鼓励机制，一改往日参加培训就可以获得奖励的考核形式，注重培训后个人提升的考核，提高培训的实用性和培训效率。实行一系列考核办法后，班组员工自发讨论、课余讨论积极性提高，参与培训的热情有了相应提高。

第二部分   设备管理

壳牌煤气化装置中动、静设备300余台，其中静设备占170台左右，所以在静设备管理方面存在着设备数量多、种类多、作业环境恶劣、施工困难等现实问题，这就需要对静设备加以科学式的管理，以保证装置安全、稳定、长周期运行。中原大化气化厂对静设备的管理在十年的积累与沉淀中逐步完善与改进，现已具备一套适应于壳牌煤气化的静设备管理制度，并在实践中得到了良好的效果。

一、加强设备专业管理人员素质与技术技能

设备管理人员不但要熟练掌握设备检验与维修技术，还要了解装置工艺知识，同时结合查技术档案、查工艺流程、查标准规范、查事故/故障（行业内同类型设备出过的）、查风险/隐患，在此基础上对静设备及附属管线开展风险评估及风险管理方面的劣化分析，包括预判风险事故的可能性及严重性、潜在破坏可能的部位和故障频次，剩余寿命预测等。选定检测方法，根据风险等级制定设备检测计划、开展预知维修，提高效率，降低成本，使得设备隐患在可预见、可控制的管控下运行。

二、加强设备的技术资料、检修档案管理

设备的技术资料和检修档案是对设备进行操作、维护保养、检修的重要依据和参考。因此，必须注重技术资料的收集、整理、完善。完整、系统的设备档案，有利于实现对设备的全过程管理；经常对档案中的设备资料、技术参数进行分析和比较，有利于确定设备故障发生的规律，便于排除故障和提前报备品备件。在纸质技术资料、档案基础上应用网络信息化技术，将技术资料电子版化，建立设备电子档案。

三、加强设备分析跟踪记录，做到提前预知与精准判断

通过对中央控制室实际操作中各类相关数据的记录，通过精密仪器对现场设备加以检验记录，实现设备全生命周期动态管理。将设备运行、检修报警提示、故障处理、检维修、故障知识库等管理工作纳入一个优化的管理体系中，可以对设备的相关检修过程进行跟踪，有力保证设备的正常运行，提高设备的利用率和完好率。

四、强化对特种设备、安全附件的管理

对于特种设备、安全附件必须遵照依法管理、合法使用的原则，特种设备、安全附件的定期检测项目结合计划检修同时进行，检测、检修工作必须由具备相应资质的单位承担，我厂特种设备主要有：压力容器、压力管道、安全阀、防爆板等，均编制有效验台账，制定专人管理及专人负责制度，对未到检验周期的特种设备进行分级、分批次自检，同时做好自检记录，对检验情况进行详细描述，留下痕迹，以保证安全性。

五、强化对设备点检定修制度化管理

定期对静设备所在岗位的岗位工程师进行考核并有相应的考核内容，考核结果在当月绩效薪酬体系内兑现。对设备进行分级，根据设备重要性区分的A、B、C级，根据设备运行状况区分的I、II类，都编制有完整的设备清单。其中第二种分类方式是根据装置运行时长和设备运行状况动态变化的，运行初期与运行末期分类清单不应一致。所有点检设备在长周期初期都应为I类，在长周期末期大部分都应为II类，尤其是在点检中参数出现异常和已经在机会检修台账上立项检修的设备，要与点检问题五定表闭环情况相对应。此类设备清单以月度进行定期更新。

坚持一周两点检的点检制度，对每台设备在生产中运行状况及时进行记录做到心中有数，对有问题的设备编制有《劣化分析表》，根据现有静设备状态结合实际工况进行调整，并填写《机会检修台账》，有检修机会第一时间进行检修，消除隐患。

六、加强检修管理

气化厂静设备大多与高温高压、危险性介质相关，在检修中的组织架构及对应职责就显得格外的重要，制定由气化厂领导负责，主管技术员制定方案及具体实施与验收，班组人员监护监督的三级管控。检修进度网络图、检修计划、安全方案及考核细则、进度控制方案及考核细则、质量控制方案及考核细则，明确节点项目。

检修施工单位需有安全培训记录、特种作业人员资质审查记录、安全技术交底记录、检修工具的安全、性能检查记录。单项检修作业需有检修工作票、特殊作业申请表、风险分析评估表，并填写完整有效。重点设备、重点项目检修过程中要有设备拆检记录、故障排查记录、修复方案、质量验收标准及验收记录及试车记录、前后参数对比。检修完成一定时间内，检修技术资料归档，归档资料齐全，能够清楚反映出本次检修前、中、后过程及相应修复思路。

七、加强盲区与静漏点巡查制度

    盲区与静设备点检是气化装置重要的一环，因为危险介质的种类较多，例如：合成气、二氧化碳、氮气、氧气、天然气，而且管线、容器数量较多，对盲区与静设备的管理采用定期检查制度，一周两次，有手写记录并及时归档，对有问题的设备进行及时检修并上报，事态较严重的申请停车处理。

第三部分   煤炭管理

煤炭管理是气化装置运行的命脉，这一论调已得到行业内的统一认可，由于煤炭管理环节的繁琐和煤质变化的不受控，所以说煤炭管理是装置长周期运行最大和最长的考验。在煤炭管理方面中原大化也下了很大功夫，付出了大量的人力、物力，在各种教训中总结提炼，形成了自己的一套管理方法。

一、制定指标，定点定矿

通过吸取各兄弟厂家的经验，和我们的经验积累，我们对煤炭质量提出了12项的指标要求，从煤源选定上提出了近乎苛刻的要求，指标包含微量元素分析、工业分析、黏温曲线分析，通过一系列的筛选，成功在河南焦作、山西长治、陕西榆林等地寻找到12个符合指标要求，并成功在装置中实践运用的原料煤源点。当有突发装置需更换煤种，从备用煤源中随时可调用适用煤源，并每个煤源保证至少有三个配比适用方案，在应对质量事故、煤炭关停和运输障碍等突发事件中，备用煤源广泛的优点突显。 虽然有较多的备用煤源矿点，但在煤炭日常使用中仍然对原料煤提出了定点定矿的要求，更有利于气化工况的稳定和减少波动带来的长周期扰动。

专门成立煤质管理小组，加强煤质和配煤管理，规范工作流程，强化过程控制，从源头保证原料煤质量，每月召开煤质管理会议通报前期煤质管理中的有关情况，协调解决存在的问题；讨论确定重大质量事件处理意见。

二、增加分析频次，及时下发操作指导

对入炉煤从煤矿、煤场、待用混配煤堆、输煤皮带、磨煤机出口5个监控点监控。每天对入厂煤取样分析工业分析、灰熔点不但很好的监控也入厂煤质，更为配煤提供详实的数据；煤粉分析由一天2次增加为每班一次，气化维持高的料位保证接班人员能知道即将入炉煤的情况为操作做好心理准备；每堆煤做出用煤预评价报告，根据情况增加黏温曲线校正配煤数据等等相关措施保证了气化炉用煤煤质的稳定，为操作人员提供理论指导，为煤化工装置长周期稳定运行的提高了前提条件。

三、自我剖析，积极消除配煤过程隐患

在加强煤质管理的同时，我们还积极查找管理制度、实际操作中的各类潜在的隐患，出台了堆煤管理办法，下发了堆煤确认单明确责任。比如加强对煤管办的监督，确保地坑中只有一种煤消除了配煤比例失调的一个隐患；每次堆煤停止时，堆料臂都在空地上方，避免了动力煤掺入原料煤的隐患；动力煤入厂时不但要核对地坑是否干净，还有比较磅单与皮带秤之差，确保地坑干净，消除动力煤掺入原料煤的隐患等等。

四、有针对性的调整参数

我们根据配煤实际情况，适时调整控制参数，特别是在堆头堆尾的使用时，从石灰石添加、气化炉温控制双保险调节，确保了入炉煤质稳定气化厂始终将煤炭管理作为装置稳定运行的基础，是工作的重中之重。入厂煤质稳定是煤炭管理的根本，为入场煤质始终处于严格管控中，班组主动学习煤炭知识，熟悉煤炭混配、掺烧、反应全过程，能敏锐捕捉煤质波动问题，形成了全员齐抓共管的良好氛围。工程师汇总整理煤质数据，发现异常波动上报讨论。负责煤炭的车间领导加强与采供部门沟通，从矿发到入厂，全流程进行煤质监控。

煤气化装置长周期运行是一个持续性改进和研究的课题，目前仍有很多问题没有很好的解决办法，例如主动预防合成气管线腐蚀泄漏的方法、灰渣副产品的高价值利用、固体物料输送对管线设备的磨蚀问题。相信在我们继续发扬煤化工人的艰苦创业、开拓创新精神的努力下，能够迎来下一个煤化工之春。

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