壳牌气化炉进水原因分析

.第39卷第1期化工技术与开发Vol.39 No.12010年1月Technology & Development of Chermical IndustryJan.2010壳牌气化炉进水原因分析胜召泉,郭会敏(河南中原大化有限责任公司,河南濮阳457000)摘要:对甲 醇装置气化工序的壳牌气化炉进水的可能原因进行了分析。关键词:气化炉;进水;原因分析中圈分类号:TQ 054文献标识码:B文章编号:1671-9905(2010)01-0057-03河南煤化集团中原大化有限责任公司的500 kt煤烧嘴尖端破损造成的调和水内漏,马弗炉或气化●a1甲醇装置气化部分采用壳牌煤气化技术,设计室膜式壁爆管。氧气预热器内漏和煤烧嘴尖端破损日消耗原煤2400 t,配套制氧量52000 m3.h-'的空造成的调和水内漏都有-一个过程,刚开始可能只漏分装置。项目始建于2003年,2008年5月全系统一点,慢慢变大。如果是氧气预热器内漏,壳侧的水-次投料成功,2008年9月10日氧气预热器发生汽混合物的压力高达5.6 MPa,氧气温度4.6 MPa,内漏,造成气化炉进水,系统被迫停车检修长达10水漏进氧气里,因为漏进氧气预热器的水很少,所以d,2009年8月2日,3 #煤烧嘴的马弗炉又发生多水的分压远低于其饱和压力,根据拉乌尔定律,水会点泄露,停车检修更长达20d。为避免类似事故的汽化成蒸汽。而氧流量的流量计安装在氧气预热器再次发生,特对壳牌气化炉可能的进水来源、进水原后,所以测得的氧流量包括一部分水蒸汽,实际氧流因及造成的影响进行分析。量比测得的值低,如果氧煤比低,气化温度低,这时排渣系统排出极潮湿的粉状渣,我们就会往上调氧1壳牌煤气化工艺简介煤比。气化炉的负荷是以氧流量为准,同等氧负荷壳牌煤气化采用悬浮夹带流化床技术,其气化工下,氧煤比比设计值高;而气化温度高达1350 ~序工艺流程示意见图1。空分装置送过来约5 C的1450 C ,气化反应速率是温度的函数,并且副反应氧气用氧气预热器加热至180 C ,为提高粗合成气中CO+H20= =002+ H2是吸热反应,高温会促使有效气体含量以及改善渣的形态,再往氧气中添加少上述反应迅速向右进行。漏进气化室的少量水有可量微过热的中压蒸汽,然后从煤粉加压单元用氮气输能都参加了反应。所以湿洗单元出口的合成气组分送过来的煤粉- -起送人气化室内对置的煤烧嘴内,发分析会显示H2含量上升,C0含量降低,H2/00上生剧烈的气化反应,生成粗合成气。粗合成气经过激升,CO2含量比设计值高。最后合成气组分稳定在冷段、气体输送段、合成气冷却器被冷却至330 C左新的平衡状态,但随着泄漏量的增大,渣的形态会产右后,在干洗单元被24组陶瓷滤棒净化,大部分飞灰生变化,渣变成有规则的块状渣,使除渣单元工况恶被过滤,粗合成气中的固体含量降至20 mg'm^ 3进入化,破渣机开始出现压力高、排渣单元架桥等现象，湿洗单元,洗去粗合成气中的飞灰与卤素,并进-步又因为合成气的饱和度-定,湿洗单元降低合成气冷却合成气温度至180 C左右,送人甲醇装置。的温度主要靠水蒸发的相变热,氧气预热器内漏,造煤烧嘴的尖端处与火焰内焰位置的温度较低,成合成气中已经有一定的过热蒸汽,而合成气的饱可能产生露点腐蚀及高温硫化腐蚀,用调和水使煤和度已定,湿洗单元的出口温度增加,后系统甲醇的饶嘴温度尖端恒高于210 C ,以保护煤烧嘴。变换无法控制。如果是煤烧嘴尖端破损,刚开始微量的水直接漏进气化室汽化,所以现象和上面的一2气化炉进水原因分析及影响样。但是泄漏量变大，调和水回水流量就会报警引2.1气化室进水起气中国煤化工的形态。气化室进水可能来源于3处:氧气预热器内漏,YHCNMHG收稿日期:2009-09-0758化工技术与开发第39卷气体返回段公/混合. 中压蒸汽过热器稍微过热的- 强制锅过热器出口测温点强制锅炉水中压蒸汽炉水激冷段空分来的氧气一-强制锅|十合成器冷却器氧气预热器|氧气蒸汽混合气调和省公|炉水物二斗气化室强制锅炉水;强制锅煤粉加压单元煤烧嘴调利强制锦炉水出口测温点马弗炉水好水水甲醇装置.出口壁温测温点合成气组分分析灰尘测量点除渣系统湿洗干洗单b-单元元飞灰处理图1壳牌煤气化工序工艺流程示意判断气化室进水来源的方法是:如果气化负荷弗炉局部超温，所以有片状的漏点。其原因可能是比空分送过来的氧气流量大,说明氧气预热器发生气化环境突然恶化或气化炉组装前未清理干净造成了内漏,其原因可能是设备制造有缺陷,以及氧气预马弗炉或膜式壁堵管形成局部过热，以及煤不好,煤热器冲压旁路的限流孔板设计错误,或开车时不适与助融剂比例失调,气化炉的挂渣不好,马弗炉局部当的引氧造成氧气预热器压差高，以及热应力的作温度超温。用。其改进措施为调整开车时引氧程序,让空分先2.2激冷 段或输送段爆管建立0.5 MPa的氧压进行置换，等冲压平衡后,再造成激冷段或输送段爆管的原因可能有:夹带缓慢提高到4.6 MPao如果是调和水的回水流量出固体颗粒合成气的长期、高速冲刷;粘性飞灰造成结现低报警,则可能是煤烧嘴尖端破损造成了调和水垢,使激冷段或输送段受热不均以及热应力作用;分内漏,其原因可能是在开停车过程中气化炉内的配环强制循环水分配不均匀;拉蒙配管堵塞等。如NH4CI. nH2O产生腐蚀以及高温硫化腐蚀,主要是果是激冷段或输送段爆管,大量的水、汽混合物将进H2S腐蚀,使煤烧嘴尖端强度下降而破损;如果气化人气化炉,使系统压力突然升高,激冷气流量突然变室突然进人大量的水、汽混合物,系统压力突然上升低,严重时可能造成激冷气压缩机喘振,系统温度下后又下降,激冷气量突然降低后又恢复正常,粗合成降,激冷段和输送段的上水流量高报警。激冷段和气量突然增大后又下降,系统温度下降,第- -个测温输送段上水有拉蒙喷射器,也就是限流孔板,其作用点温度剧烈波动,除渣系统不稳定,出现大块渣和架就是各个管子的入口离上水处远近不- -样,水压也桥以及湿洗单元的出口温度上升以及水汽比失调，就不一-样大,离得远的地方压降下降多一点,不能保甲醇调节难度增加。或者是马弗炉或气化室膜式壁证每根管子上水-样.离上水近的地方,限流孔板的泄漏,马弗炉泄漏的情况主要是2个,-一个是眼状腐管径中国煤化工径大点,保证每根蚀,这个原因未明,另外是片状的,这主要是马弗炉管子HC N M H G某根管子爆管后,局部超温,一般有眼状的漏点就-定有片状的漏点，它人口的限流孔板限制着太多水从这根管流出去。因为水汽压力较高,改变了煤粉喷出的状态,造成马在激冷短和输送段水汽混合物的出口设有密度计，第1期胜召泉等:壳牌气化炉进水原因分析59密度计可能会略微上升。但是激冷段和输送段的流2.4合成气冷却器爆管通量变大,以及水汽混合物的压力5.5 MPa,会造成合成气冷却器的管程是水、汽混合物,而合成气合成气流通阻力的增加,最终激冷段和输送段两端中压蒸汽过热器出口的温度合成气温度只有680 C的压差增加;水汽和合成气-起到达千洗单元,飞灰左右,温差较小。爆管后大量水进入合成气,会造成吸湿后变粘,千洗单元的负荷增加,陶瓷滤棒两端的出口测温点以及出口壁温测温点下降,特别是出口压差会增加,但是这里的温度也有721~900 ,水壁温测温点,在合成气管线的最低点,有可能有水冷基本上都汽化了,所以干洗单元应该还处于能忍受凝下来,此处的温度接近水汽混合物的饱和温度,如的状态。果打开其旁边倒淋,有水流出,其原因有可能是夹带2.3蒸汽过热器泄漏飞灰的合成气长时间的冲刷、合成器冷却器结垢,造中压蒸汽过热器设计为不锈钢材质,设计压力成受热不均匀产生的热应力的影响,以及敵击器故5.05 MPa,设计温度400 C;合成气设计压力3.8障等。又因为合成气中有少量飞灰,飞灰中含有氧MPa,设计温度721 C。中压蒸汽过热器损坏的主化钙和氧化铝,氧化钙和氧化铝具有吸水性,吸水后要原因是开停车阶段(温度低于200 C)a1对不锈流动性变差,导致合成气流动阻力增加,合成气冷却钢腐蚀造成。因为a对不锈钢的腐蚀是刀状,会器压差增大;同时,在千洗单元陶瓷滤棒过滤下的飞腐蚀成-道道凹痕,这里管子强度会变低,可能会使灰也因流动性变差导致反吹效果不好,滤棒的压差管子突然掉下一块,漏量刚开始就可能很大。第1会增加,如果超过高报值会引起全系统停车,如果在个出口测温点已经在图1中表示,它是蒸汽过热器/此过程中某- 组滤棒反吹长时间得不到改善,有可合成器冷却器出口的合成气温度,还有2个温度是能使超高压反吹氮气吹断这组滤棒,导致干洗单元经过计算的值,只能作为参考。蒸汽过热器出口是出口的灰尘含量测量点高报警,进而殃及邻近组滤测得的第-一个真实的合成气温度,如果蒸汽过热器棒,使事故扩大化。.泄漏,中压过热设计蒸汽400 C ,而这里更低只有3结语320 C ,合成气温度700 C以上,中压过热蒸汽漏到合成气后,中压蒸汽过热器出口合成气温度会下降，造成气化炉进水的原因是多方面的,对装置造流通量增加过热器的压差会增加。不锈钢碎片可能成的影响也会随着进水量的增大而不断恶化。生产随着高速气流冲击陶瓷滤棒,造成滤棒的损坏。干中要加强各环节的控制，尤其要加强千洗单元陶瓷洗单元的陶瓷滤棒允许小于50 pum物体通过,水蒸滤棒的保护,根据兄弟厂的经验，陶瓷滤棒损坏最短汽中水分子应该对其影响不大,只是会增加负荷。也要停车半年左右,这对企业造成的损失是很大的。所以,为防合成气中的CT对中压蒸汽过热器造成因此,需对气化炉进水原因了然于心,生产中做到精腐蚀,汽包升温热备过程中,温度升至150~200 C心操作加强巡检,以便早发现、早停车、早检修,防时需快速通过;停车时,200 C以上尽可能用氮气将止事故扩大化。合成气置换完全。.Analysis of Feeding Water Reason of Shell GasifierSHENG Zhao-quan , GUO Hui min(Zhongyuan Dahua Group Ltd. ,Puyang 457004 ,China)中国煤化工MYHCNMHG