德士古气化炉原始烘炉影响因素浅析

比学工程师Sum 176 No.sChemical Engineer2010年第5期文章编号:1002-1124( 2010)05 0076-03;程。师德士古气化炉原始烘炉.地影响因素浅析吴同舫(神华包头煤化工分公司,内蒙古包头014010)摘要:探讨了 德士古气化炉耐火材料的结构及原始烘炉的意义,分析了燃料气压力和用量、抽引蒸气温度和压力及气化炉液位等因素对气化炉原始烘炉过程的影响。关键词:德七古;耐火材料;原始烘炉中图分类号:TQ054文献标识码:BAnalysis on infuencing factors of original oven drying technology of Texaco gasifierWU Tong- fang(Shenhua Baotou Coal Chemicals Company, Baotou 014010,China)Abstract:Structure of Texaco gasifier refractory materials and significance of original oven drying technologywere discussed, infuencing factors of original oven drying technology were analyzed, such a pressure and amountof fuel gas, temperature and pressure of stream and liquid level of gasifier.Key words: Texaco; refractory materials; original oven drying在德士古水煤浆气化工艺中,为了提高气化效锥底拱顶和简体,如图1所示。率,防止热量散失,同时保护气化炉壳体不受燃烧;拱顶室内高温反应物的直接作用,气化炉炉壁内侧设计砌筑多层耐火砖。耐火砖在干燥状态下可长期存.放，但由于砌筑的气化炉使用了耐火泥进行粘结，保温层.e2133 .并且拱顶和锥底有厚厚的浇注料，所以气化炉在砌绝热层、2596-简体向火面、43001炉完成后必须进行原始烘炉(即筑炉完成后的烘炉)。原始烘炉要在砌炉完成且自然干燥养护7~10d后进行。气化炉原始烘炉的主要目的是除去气化炉耐火材料中的吸附水和结晶水,同时检验耐火锥底材料及筑炉质量是否满足工艺要求。如果长时间不烘炉,浇注料以及耐火泥中水分会造成耐火材料受圉1气化炉耐火材料结构示意图Fig. 1 Structural representation of refractory 'material of gasifer潮失效,并影响浇注料的质量。此外,自然干燥养护拱顶和筒体之间预留有35~50mm的膨胀空的环境温度必须大于5C ,最佳温度为15 ~ 30C之间,以备气化炉升温时耐火材料整体向上膨胀。耐间,温度过低会导致浇注料中水分结冰.影响浇注火材料从里到外又分为若干层，以简体为例分别是料的强度和耐火材料的抗蚀能力。向火面耐火砖、绝热层耐火砖、耐高温保温层耐火砖和耐热毡。三层炉砖之间预留3mm膨胀间隙,以便1气化炉耐 火材料结构径向膨胀不受约束.膨胀缝内材料选择3mm厚可烧德士古气化炉耐火材料整体可分为三部分:蚀材料。耐火砖砌筑时采用与其化学成分近似的泥浆,接缝宽度为1.0~ 2.2mm,使砌筑好的耐火砖每层环向中国煤化工，以增加炉砖层收稿日期:2010-03-01自身CN MHG气体乱窜,保证承作者简介:吴同舫(1973-).男.安徽潍溪人，助理工程师，1994年毕压壳体的女全。其中拱顶相锥底耐火砖下面浇注了业于甘肃省兰州石油学校,工业自动化仪表专业,从事德士古水煤浆加压气化生产工作。-层厚厚的耐火泥( 如图1中拱顶和锥底的米格标2010年第5期吴同舫:德士古气化炉原始烘炉影响因素浅析7注部分所示)。2.1燃料气压力和用量气化炉内耐火材料的膨胀及收缩系数不同,为烘炉的热能是靠燃料气的燃烧来直接提供的,了使水分有充分时间从耐火材料中散出,并使耐火燃料气的压力和阀门的开度决定了火焰的大小,也材料中的温度分布梯度保持稳定,原始烘炉必须按就决定了气化炉炉膛的温度。燃料气压力一般为照供货商提供的升温曲线进行。原始烘炉曲线如图0.4MPa,烘炉过程中主要靠调节燃料气的大小来控2所示,在400C以前是干燥脱去自由水和结构水阶制炉膛温度。燃料气的压力波动会导致炉膛温度的段，升温速率为10~ 20C.h*;400C以后是脱去耐火波动。燃料气的压力增大会引起炉温的升高,如果没材料中结晶水和粘结剂固化的局部化学反应阶段,升有及时关小燃料气调节阀，炉温就会向上偏离烘炉温速率为25 ~ 30C.h'。炉膛温度最高至800C ,恒曲线;同时燃料气的压力增大还会造成气化炉真空温72h后,以低于30C.h'的速率,将炉膛温度降度的减小，甚至造成气化炉回火。而燃料气的压力减至常温。小则会引起炉温的降低，如果没有及时开大燃料气恒温72h调节阀,炉温就会向下偏离烘炉曲线,严重时会导致800_恒温72h/火焰过小而使气化炉熄火。燃料气压力波动时,需及50 t时调整燃料气调节阀以维持正常的烘炉曲线。恒温72h/90-150 150%之50烘炉时燃料气用量随着炉温的升高而增加,在明350_恒温84h J升温阶段用量增加较为显著。恒温阶段初期用量会150恒温72h/E650-00C0 30h稍微增加，恒温阶段后期用量会稍微减少直至稳9 8191 175182 254261 3333 410定,图4为烘炉过程燃料气用量趋势图。燃料气用时间/h量趋势图和烘炉曲线图相似。烘炉期间应该根据燃圈2原始烘炉曲线料气的预期用量,及时与生产调度部门联系,提前Fig.2 Original oven curve协调好相关单位,保证燃料气的供应,使燃料气用2原始烘炉的影响因素量改变时不会引起燃料气管网的波动。原始烘炉时使用燃料气进行加热,通过调节开= 5040|工抽引器的蒸气流量保证气化炉为微负压,预热水30[泵提供的激冷水对气化炉激冷环及下降管进行冷20|/却,气化炉液位通过密封水罐溢流来维持在下降管o|以下一定位置。烘炉系统流程如图3所示。影响德20 4060 80 100 120士古气化炉原始烘炉的因素主要有燃料气压力和时间h用量、抽引蒸气温度和压力及气化炉液位。圉4烘炉过程燃料气用 趋势圉Fig.4 Use level trend of fuel gas燃料气.FV101(开T抽引2.2 抽引蒸气温度和压力T消音器德士古气化炉烘炉时的真空度是靠蒸气抽引显过滤器激冷水抽引器来维持的,使用的蒸气压力为1.3MPa。蒸气管网温@_HV101低压蒸气度和压力的波动直接影响气化炉的真空度。蒸气管网温度低时蒸气中会含有一定量的冷凝水,如果没有及时通过导淋疏水,冷凝水会在蒸气管道内来回&FVI02喘动,致使气化炉的真空度上下剧烈波动,造成气化炉回火甚至熄火。冷凝水积存到-定量时会在蒸新鲜水KV101pLVIO1Y102气管道内造成水击,使烘炉无法进行。西热水業[_十揸他中国煤化工-个缓慢的过程,但对THCNMH G明显。蒸气压力图3原始烘炉工艺流程示意图升高时如不及时侗整蒸气调节阀开度,气化炉的真Fig.3 Flow chart of original oven空度就会明显升高进而导致炉温降低。这时为了维78吴同舫:德士古气化炉原始烘炉影响因素浅析2010年第5期持炉温可以加大燃料气调节阀的开度。燃料气用量由图6.7可知,真空度每增大100Pa, 经过10min与真空度的关系如图5所示。真空度每增加100Pa,烟道气温度就会增加5C ,托板温度会增加3C。在燃料气(此处为液化石油气)用量大约增加3Nm2。这实际运行中当气化炉真空表故障时,可以根据气化是因为蒸气波动引起的真空度增大时，实际上是蒸炉火焰的形状、颜色、烟道气温度、托板温度及炉膛气抽引量增大了,炉膛内过多的热气被抽走,因此,需温度来判断气化炉的真空度是否合适。要燃烧更多的燃料气来提供热量维持炉温。2.3 气化炉液位在烘炉过程中必须保证气化炉液位低于下降￥75管管口一定距离。若气化炉液位过高,封住下降管管口,蒸气抽引通路就会被阻断,使炉膛负乐无法形成，造成回火。回火严重时会烧毁烘炉烧嘴,还可P能引起火灾甚至人员伤亡。若气化炉液位低于下降教ss50, L管管口,但又比较靠近下降管管口时,在气流的带-1500 -1300 -1100 -900-700动下气化炉液面就会在下降管管口位置上下波动，真空度/Pa图5燃料气用量与真空度的关系造成气化炉内真空度的波动较大,容易导致气化炉Fig.5 Relationship of use level of fuel gas and vacuum degree回火甚至熄火。所以必须将气化炉液位控制在下降当真空度改变时，气化炉火焰的形状、颜色、烟管管口以下一定距离。气化炉液位的控制通过调节道气温度、托板温度也会随之改变。真空度增大时，预热水流量来实现,由于保护下降管的需要预热水烘炉火焰会被拉得细长,火焰颜色变蓝,炉膛内大流量不能过低,可以参考气化炉出口气体温度进行量的热气被抽走,烟道气和托板的温度会随之升控制。我公司预热水流量一般控制在90 ~ 170thr。高;真空度减小时，烘炉火焰会变得粗而短,火焰颜色变红,烟道气和托板的温度会随之降低。真空度3结语对烟道气温度及托板温度影响如图6.7所示。在气化炉原始烘炉过程中如果可以控制上述因素，升温曲线就可以与原始烘炉曲线比较接近。在烘炉过程中还会经常遇到气化炉熄火。气化炉熄火的原因很多,除了上文提到的原因外，还有许多突发的原因,如装置停电、仪表空气故障及各种原复109Vn4-因引起的气化炉停车联锁动作等。气化炉熄火时要妥善处理。首先关闭燃料气阀门以防燃料气外漏,1450 -1350 -1250 -1150 -1050 -950 .然后关闭预热烧嘴风门和抽引蒸气阀门,以防炉温真空度/zPa图6真空度与烟道气温度的关系下降过多过快。并尽快分析熄火原因,排除故障恢Fig.6 Relationship of vacuum degree and fue gas temperature复烘炉。重新点火烘炉前需打开预热烧嘴风门和抽引蒸汽阀门，确认炉膛中可燃料气含量小于0.5%。176 I根据我公司经验，气化炉每次熄火到重新点火烘175 t炉,炉温至少下降70C,会影响烘炉质量,所以烘炉, 1748173t期间应当尽量避免气化炉熄火。虽170参考文献[1]贺永德现代煤化工技术手册[M]北京:化学工业出版社, 2004.565-570.-1450 -1350 -1250 -1150 -1050 -950真空度Pa中国煤化工图7真空度与托板温度的关系Fig.7 Relationship of vacuum degree and supporting plateMHCNMHG