以风险检验为基础的GE水煤浆气化装置应用研究

蔡昂 杨昊(南京诚志清洁能源有限公司， 江苏 南京 210048)

以风险检验为基础的GE水煤浆气化装置应用研究

蔡昂 杨昊(南京诚志清洁能源有限公司， 江苏 南京 210048)

对于煤气化装置，其在当前的整个煤化工产业中占据着非常重要的地位，同时也是各种煤基化学品以及液体燃料等的重要基础工艺。在当前我国的煤气化装置中，大部分的企业对于装置的腐蚀情况还没有进行系统的总结和整理，这使得我国的煤气化装置在应用的过程中非常容易出现腐蚀和失效等情况，影响煤气化装置的正常应用。本文以风险检验(RBI)为基础对当前的GE水煤浆汽化装置进行检验，同时制定对应的日常检验对策。

RBI；GE水煤浆气化装置；失效机理

0 引言

基于风险的检验技术是一种针对特殊装备，为了保证其使用的安全性和经济性而制定的一种检验方法，这种检验方法能够对设备使用过程中可能出现的危险进行提前的预防和检测，通过这种装置的应用，其能够对当前的GE水煤浆气化装置使用中的安全隐患以及腐蚀问题等进行提前检测。

1 GE水煤浆气化腐蚀情况分析

对于水煤浆气化装置，其在使用过程中会发生腐蚀问题，下面对其进行简单的分析：首先，水煤浆的固液混合相管线，特别是对于水煤浆的出口管线，由于其释放的水煤浆压力较大，加上物质本身的固液混合特性，导致其对出口管线具有较强的冲蚀作用。然后是黑水和灰水系统管线，对于这些管线中的物质，其富含氨和硫化氢等物质，这些物质溶于水中呈现酸性，对管道具有较强的腐蚀性。最后则是渣水处理系统以及激冷水处理系统，这两个系统中的水含有大量的固体颗粒，其中的水传输时会对管道产生冲蚀。

2 煤气化装置的腐蚀情况

对于煤气化装置，在进行生产时主要原材料是煤以及石油焦等，在煤中含有少量的灰分和水分，而在石油焦中则还有一定量的硫和金属等，生产的过程中，装置的洗涤塔顶部管道会出现腐蚀，此外还有气化系统的高温部位，会受到煤和石油焦中的硫化氢等物质的腐蚀。

对于水煤浆气化反应，在反应的过程中会合成具有酸性的硫化氢等物质，这些物质在整个循环系统中一直处于较为潮湿的环境下，从而导致气体溶于水分形成酸性液体，这些酸性液体会对气化装置造成酸性腐蚀，此外还有奥氏体不锈钢的氯离子应力在腐蚀的情况下会出现开裂问题。

在气化反应完成之后，会形成煤渣，这些渣子需要通过气化炉的下部进入到渣水处理系统中进行处理，而留下的固体颗粒物则会被运输和处理。对于黑水，含有大量的硫化氢以及铵离子，这些物质溶解在水中会使水的酸性提高，从而造成黑水酸性提高，因此，对于气化系统的黑水闪蒸系统以及渣水处理系统，在生产的过程中也可能会出现酸性腐蚀情况。

3 煤气化装置的失效原理介绍

对于煤气化装置，在当前常见的失效形式主要为内部腐蚀减薄和应力腐蚀开裂等，具体内容为：首先是对于固液相冲刷腐蚀，这种腐蚀情况在气化装置中主要出现在进料位置处和黑水系统中，这些位置中包含了反应中的液体和固体两种物质，固液混合料在运输和搅拌的过程中会对设备造成冲刷腐蚀。然后是高温硫导致的设备腐蚀问题，对于这种情况，在设备反应温度较高的部分都会出现腐蚀问题，这是由于硫在高温的情况下会对设备中的钢等造成腐蚀。然后是酸性水的腐蚀，这种腐蚀问题主要是由于气化反应中生成的硫化氢物质同反应炉内的水分融合，形成酸性液体，该液体本身具有较强的酸性腐蚀性，在经过设备中的管道以及相关反应装置时会对设备造成腐蚀，常见的有渣水处理单元以及黑水闪蒸单元等。此外还有外部腐蚀问题，这一问题主要是因为气化装置在空气中受到大气中氧气等的腐蚀和氧化，此外还有管道同外部接触位置，其在水蒸气和空气的作用下逐渐发生腐蚀问题等，造成设备的泄漏等，影响设备的正常使用。

4 煤气化装置风险评估

通过催化裂化装置的基础数据对整个GE水煤浆气化装置的整体风险进行评估，掌握不同时间点的风险分布矩阵，然后根据矩阵对不同时间点内不同装置的风险进行分类整理，了解装置的总体风险情况。

通过本次研究可以发现，在GE水煤浆气化装置中，其关键设备是气化炉和洗涤塔，对于这些设备的风险评估需要进行重点关注。根据数据分析可以发现，在当前的时间点，煤气化装置中的汽化炉以及燃烧室处于中高风险，而对于汽化炉的下部，其处于中风险，汽化炉的上升筒则处于低风险等。对于这种情况，其主要是因为汽化炉内的温度较高，对内部元件的质量要求较高，但对于汽化炉的上升筒和下降筒，其内部大部分为硫化氢物质，这种物质在高温的情况会对筒壁造成严重的腐蚀。而对于洗涤塔和高压闪蒸罐的顶端，由于其全部为气态物质，容易发生爆炸等情况，加上内部的硫化氢气体对人体有害，其出现问题后会造成非常严重的后果。

5 结语

综合上所述，通过对GE水煤浆气化装置的腐蚀情况进行确认，结合装置潜在失效机理，加上RBI技术的应用，能够对整个装置的风险进行较为准确的判断，在生产的过程中对这些内容进行重点关注，结合相关的防腐蚀建议和措施，提高GE水煤浆气化装置的安全生产。

[1]杨向阳.基于GE水煤浆气化装置系统隐患排查及优化设计研究[J/OL].当代化工,2015,44(09):2165-2168.

[2]隋光彬.GE水煤浆气化装置在齐鲁长周期运行的实践[J].化学工业,2013,31(10):29-33.

[3]李聿营.基于风险的检验(RBI)在GE水煤浆气化装置中的应用[J].石油和化工设备,2012,15(11):44-48.