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五环炉粉煤气化装置试车运行总结

更新时间:2009-03-28

河南龙宇煤化工有限公司二期40万t/a醋酸项目气化装置采用的是五环炉粉煤加压气化工艺,该工艺由中国五环工程有限公司与河南能源化工集团公司在借鉴和吸收国内外先进的粉煤气化技术的基础上进行自主创新设计,具有自主知识产权。该装置于2015年7月7日 0点18分一次性试车投料成功以后,在随后的技改和试车期间,河南龙宇煤化工有限公司(以下简称龙宇煤化工)通过对五环炉气化装置不断地摸索、总结运行经验,不断地提高运行负荷,最高提升至103%,并完成了对本地煤与外地煤不同比例的掺烧实验,为今后完成试烧本地煤种积累了宝贵的操作经验,也为五环炉所用煤种拓宽了使用范围,进一步降低了生产成本,提高其运行经济性。截至2017年9月18日,五环炉共运行286d,气化装置最长连续运行记录为83d。采用五环炉气化装置运行2年多以来,通过不断地技改和优化,其经济性、稳定性和可操作性正在不断地提升。

1 工艺流程

首先将粒度小于13mm的原料煤通过给煤机送入磨机内,并通过给料机配入一定比例的石灰石,同时送入磨机中被碾磨,磨制合格的煤粉经过热惰性循环气干燥后被带入袋式过滤器中分离,分离出的煤粉被贮存在常压粉煤贮仓中,经煤锁斗加压输送至煤粉给料罐,然后再经4条煤粉管线从煤粉给料罐底部上吹式送出,在速度计和密度计测量计算后,与空分装置送来的高压氧气同时配入少量过热蒸汽混合,后经煤烧嘴喷入气化炉内,在高温、高压下发生部分氧化反应,生成的粗合成气主要成分为(CO+H2)。气化炉反应室产生的高温粗合成气同其携带的飞灰在激冷段初次被激冷,然后经输气管送往激冷罐,在激冷罐内再次被激冷水冷却、降温和洗涤除灰;出激冷罐的粗合成气温度大约在190℃,然后进入湿洗单元,经过文丘里洗涤器和湿洗塔被洗涤水进一步降温、洗涤除灰,使合成气温度降低至180~190℃后被送往变换装置。流动的熔融液态渣流入渣池,熔渣迅速被固化,淬裂成玻璃状的颗粒,大颗粒的渣迅速沉降并通过渣锁斗系统定期排至捞渣机,大颗粒的渣由捞渣机捞出后落在长皮带上,送往渣场。在渣水中残余的细渣及未反应的煤粉颗粒悬浮物,由细渣浆排出泵送至澄清单元,初步水处理后循环再利用。

五环炉粉煤加压气化装置采用三级闪蒸工艺回收气化炉激冷罐、合成气洗涤塔排出的黑水热量,产生的0.6MPa(g)高压闪蒸酸性气外送至硫回收装置使用。闪蒸浓缩后的黑水进入低压闪蒸罐,进一步进行二次闪蒸,产生的0.15MPa低压蒸汽去除氧器,对循环灰水进行汽提除氧,二次闪蒸浓缩后的黑水进入真空闪蒸罐,闪蒸出的气体经冷却降温、分离后排入大气,分离下来的浓度较高的液体则被回收到澄清槽的预混槽,与絮凝剂混合后去澄清槽进行絮凝沉降,上部溢流的澄清水进入到灰水槽,沉降槽底部浓缩的灰浆由沉降槽底流泵送至灰浆贮槽,经灰浆槽底流泵送到卧螺机进行分离,产生的滤饼送出界区,滤液则被送至澄清槽再次澄清使用。

灰水槽中的灰水经低压灰水泵加压后主要送至3处:第1处送至除氧器,经一次闪蒸蒸汽加热除氧后,由除氧水泵送至减湿器进一步回收热量,再经高压灰水泵送至洗涤塔,作为洗涤补充水;第2处作为渣锁斗排渣后的补充水;第3处过量的灰水送至水处理系统。

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2 主要设计参数

2.1 所用物料参数

气化炉操作压力为3.6~3.9MPa;气化炉操作温度为1 400~1 600℃;气化炉单烧嘴流量为4.25/2.56/0.41(粉煤 /氧气 /蒸汽)kg/s;氧煤比为0.75~0.90;冷煤气效率为80%~83%;碳转化率99%;粗合成气温度为180~190℃;高压闪蒸罐压力为0.6MPa(g);真空闪蒸罐压力为-0.05MPa(g);比氧耗为300~330Nm3/kNm3(CO+H2);比煤耗为≤ 512kg/kNm3(CO+H2);有效气(CO+H2)含量为90%左右。

 

表1 煤的工业分析 %

  

MadAadFCadVad0.7522.8465.8510.56

在互联网企业,上到高层领导下到基层员工,都对公司的绩效考核不够重视。公司的全体员工都要正确认识到绩效考核的重要性,明确自己在绩效考评工作中应该承担的责任,各部门负责人也要把绩效管理作为其重要工作的一部分。互联网企业要高度重视对全体员工的引导作用,充分利用公司网站、业务公开栏等宣传载体,对企业员工及企业管理者加强绩效考评工作的宣传教育,促进考核工作的顺利开展。

2.2 工艺参数

对所用原料煤的工业分析见表 1。

3 试运行情况

(3)湿洗塔出现液泛现象。运行一个月后,气化炉湿洗塔出现液泛,其现象主要是湿洗塔液位波动,且压差增大,出口合成气温度和流量波动,严重时,合成气带水使变换系统的分离罐液位上涨较快,甚至带至变换炉,对催化剂造成严重危害。

 

表2 五环炉气化装置试运期开停车时间及停车原因

  

投料时间停车时间运行时间停车原因 2016⁃08⁃13T14:212016⁃08⁃13T19:034h42min因氧气压力低,气化炉停车 2016⁃08⁃14T2:002016⁃08⁃14T8:256h25min因压缩机变频器故障跳车,气化炉跳车 2016⁃08⁃28T14:462016⁃09⁃11T16:1614d1h36min因变换系统S03801/S03802进出口压差高,气化炉停车检修。 2016⁃10⁃25T19:152016⁃12⁃05T17:5040d22h35min033TI0025-32温度高,高温合成气泄漏至环形空间,气化炉停车 2016⁃12⁃26T15:002017⁃03⁃04T20:3068d5h30min气化炉水冷壁有漏点,停车检修 2017⁃03⁃10T20:302017⁃04⁃15T7:0034d10h30min因热电锅炉改造,计划停车 2017⁃04⁃30T22:002017⁃07⁃22T18:3583d20h35min因空分检修,气化炉停车

4 试车过程中出现的主要问题及整改措施

分析主要原因如下:合成气气量波动较大,湿洗塔液位操作较高,合成气灰含量较大,湿洗塔补充水水质变差使塔板结垢出现堵塞,且补水量过大。为了避免出现液泛,给后系统带来危害,保证生产稳定运行,于是采取以下防范措施:①稳定气化炉负荷,保证合成气气量在设计范围以内;②正常运行时规定操作人员液位不能控制过高,并且保持稳定;③改善水质,保证分散剂添加量合适,防止塔板结垢堵塞;④增加顶部锅炉水补充量,且补水量要稳定,根据负荷及时调整;⑤控制好湿洗塔pH值,保证水质分析保持微酸性。通过最近一年多的生产运行,再无出现湿洗塔液泛现象,保证了装置的长周期稳定运行。

(三)从实践意义看,习近平新时代中国特色社会主义思想,为在新的历史起点上推进中国特色社会主义事业、实现中华民族伟大复兴梦提供了科学指南。

对所用煤粉煤质要求如下:水分含量 <2%;粉煤颗粒≥ 90μm ≤ 10%,≥5 μm ≥ 90% 。

经过分析,主要原因是卧螺机对处理的灰浆有一定的条件限制,当灰浆浓度突然发生变化或者絮凝剂添加量不合适时,都会造成灰浆的黏性增大,致使卧螺机在运行时大量的黏性泥浆粘在卧螺机的外壳壁内部及下料口处,由于泥浆的黏性较大,流动性差,最终泥浆会在此处逐渐积累而堵塞出口,造成卧螺机振动大、扭矩高而跳车,无法正常分离运行。于是,为保障卧螺机的稳定运行采取了以下措施:①联系生产厂家技术人员,现场指导对卧螺机的日常调校,积累操作经验,并把出现的共性问题进行优化技改;②根据水质分析数据及时调整絮凝剂用量,加强操作人员对水质的关注,坚持定期取水样观察,若水质较好且灰水分析浊度不高时,尽量减少絮凝剂的用量;③与仪表技术人员一起,把卧螺机重要参数引入中控室,加强对卧螺机各参数监控,发现参数异常及时检查处理; ④加强对卧螺机的开停车管理,坚持定期切换制度,结合定期全面检查和日常巡查,发现问题及时处理。

(2)卧螺机运行过程中多次出现堵料跳车,无法正常分离浆料,最严重时只能通过排导淋来维持灰浆贮槽的液位。若处理卧螺机时间过长,就会使大量灰水不能及时处理,只能通过降低澄清槽底流泵的负荷来维持,致使溢流水中含有大量的细灰等悬浮物,并溢流至灰水槽中,给整个气化装置灰水循环系统水质造成一定的影响,进一步加快了系统设备的结垢速率。

龙宇煤化工五环炉装置于2015年一次试车投料成功以来,在2016年的技改和试车期间,龙宇煤化工五环炉气化装置不断地提高运行负荷,最高升至103%,截至2017年9月18日,五环炉共运行286d,气化炉最长连续运行83d。试运行期间开停车情况及停车原因见表2 。

(1)气化炉投煤烧嘴时,多次出现煤烧嘴投进去就跳的现象,经过排查发现,气化炉在低负荷下,氧流量表在小流量时运行不稳定,波动较大。煤烧嘴投进去后,由于氧流量低低联锁,导致出现了煤烧嘴投进去就跳的现象。通过与仪表生产厂家的技术人员交流沟通,分析原因是氧流量表的补偿公式输入故障、参数设置不合要求导致。经过修改了氧流量表的参数,并对氧流量表的公式进行了调整后,投煤烧嘴时再无出现类似的的问题,确保了投煤烧嘴的成功率,从而使开车顺利进行,保证了气化炉的安全、稳定运行。

(4)系统水质不稳定,并且波动比较大。当水质变差后会导致灰水系统设备管道和换热器内部结垢加快,换热器结垢后导致换热效果下降,水温升高,进一步影响澄清系统絮凝剂的效果。设备、管道结垢后,当工况发生较大的波动时,易造成垢层脱落使泵过滤器和管线堵塞,严重影响着气化装置的长周期、稳定运行。而水中浊度大小是反映管道设备结垢程度的主要指标,所以在日常操作中,要时刻关注水质浊度指标。

针对目前水质波动较大的问题,分析原因主要为:①五环炉为新型粉煤气化装置,运行时间较短,积累经验较少;②部分操作人员对灰水系统的影响没有引起足够的重视,水质变差后对装置运行带来的严重后果认识不够。

LCCI>1,表示实际人口大于理论承载人口,人口超载,粮食短缺,数值越大表示人口超载越严重,粮食越短缺;LCCI=1,表示实际人口等于理论承载人口,人口与粮食均衡;LCCI<1,表示实际人口小于理论承载人口,粮食盈余,数值越小表示粮食盈余越多。

为了保证正常生产,稳定水质。具体措施如下:①针对五环炉气化装置的灰水系统和黑水系统中的水质具有高温、高压、高硬度、高碱度等特点,选择满足其性能要求的灰水阻垢分散剂,并对加药量进行了优化调整;②根据所用煤种灰分含量的多少和气化炉负荷的大小结合水质分析数据变化情况,及时调整添加絮凝剂量和分散剂量;③控制灰水系统合适的温度,保证最佳的絮凝效果;④定期对水质进行取样分析,加强对水质分析指标的关注度,特别是水中浊度含量的大小,当浊度增加时,及时排查原因;⑤指派专人负责水质管理,每天对水质情况进行跟踪管理,特别是对絮凝剂添加量的多少及药剂配置的质量加强管控,发现问题及时整改处理,保证水质稳定。

那几个八路军一冲进来就分头提枪照着日本兵射击。一枪打倒一个,一枪打倒一个。六个日本兵根本没来得及把三八大盖端起来就被打倒了,单单只剩下鬼子军官。鬼子军官望着地上日本兵,一声怪叫,抽出了战刀,扎起了马步。看样子,他是想做垂死挣扎。那显然是头儿的八路军一声冷笑,朝另外四个八路军使个眼色,乱枪齐发,鬼子顿时被打成了马蜂窝,一股股殷红的血水像喷泉一样直往外喷。

5 结语

龙宇煤化工五环炉粉煤加压气化装置从2015年开车运行以来,通过不断地优化、改进和完善,使其运行情况在经济性、稳定性和可操作性方面不断地提升。虽然五环炉粉煤加压气化技术生产的粗合成气有效成分含量高,具有碳转化率和冷煤气效率高、比氧耗和比煤耗低等优势,但也存在一些问题,例如:①五环炉煤气化技术是具备自主知识产权的新工艺,其长周期、稳定运行还需要积累更多的经验,员工的操作技能和水平还需要不断地提高;②五环炉连续长周期、稳定运行的关键环节之一,是水处理系统的改进和完善,长时间运行会造成设备和管道结垢,如何稳定灰水系统的操作,如何保持灰水系统水质合格,将设备和管道结垢率降到最低将是下一步努力研究的方向。

参考文献:

[1]张宗飞,夏吴,徐才福,姚强,游伟.新型五环炉干粉加压气化工艺及开车总结[J].化肥设计,2015,53(2):12-16.

[2]徐才福,夏吴,张宗飞,等.WHG 气流床粉煤加压气化技术的开发与应用[J].化肥设计,2015,53(2):1-4.

 
万国鹏
《化肥设计》 2018年第02期
《化肥设计》2018年第02期文献

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