工艺操作对多喷嘴气化炉拱顶砖的影响

化肥工业第39卷第6期工艺操作对多喷嘴气化炉拱顶砖的影响吕传磊,李波(兖矿鲁南化工有限公司山东滕州27527)摘要分祈了煤种、炉温、运行管理、装置开停车及烧嘴等对多喷嘴对置式水煤浆气化炉运行和拱顶耐火砖使用寿命的影响。通过优仳操作,拱顶耐火砖运行周期已延长至l5000h,标志着多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工业应用更趋成熟、完善。关键词多喷嘴对置水煤浆气化耐火砖Effect of Process Operation on Bricks at Apex of Arch in Multi-Nozzle gasifier( Yancon Lu'nan Chemical Co, Ltd. Shandong Tengzhou 277527)Abstract The effect is analyzed of coal type, gasifier temperature, operation managementstartup and shutdown of the unit, and nozzles on the operation of the multi-nozzle opposed coal-waterslurry gasifier and service life of fireproof tiles at apex of arch. With optimized operation the cycle ofoperation of the fireproof tiles at apex of arch is prolonged to 15 000 h, symbolizing the industrialapplication of the multi-nozzle opposed coal-water slurry gasification technology tends to become moremature and perfectedKeywords multi-nozzle opposed coal-water slurry gasification fireproof tiles兖矿鲁南化工有限公司(以下简称鲁南公耐火砖寿命的主要因素有煤质、炉温控制、操作精同)双结构改造项目配套建设了1套具有自主知细化、开停车次数、烧嘴等。为解决拱顶温度偏识产权的多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置以及高、磨蚀加快的问题,经过近1年在线跟踪,尝试1套28000m3/h(标态)空分装置。2007年4月调整工艺操作数据,找出症结所在,摸索出制约的21日,气化炉框架开始破土动工建设;2008年瓶颈。通过优化操作,目前拱顶耐火砖可运行7月1日,化工安全投料一次成功,并实现了首次150h以上,使其使用寿命延长了1倍,拱顶耐开车即连续运行78d的优良成绩。火砖的使用寿命能达到较为理想的周期。为多喷在多喷嘴气化炉燃烧室内,射流、撞击流、折嘴对置式水煤浆加压气化技术的提升奠定了坚实返流及平推流并存,煤浆被氧气雾化,与来自对置的基础。烧嘴的氧气与煤浆的混合物撞击,撞击后形成向上和向下的撞击流股,向上的气流会携带一定的1煤质的影响动能向上流动,直至遇到耐火砖后向下返流,这股众所周知,煤质是影响气化炉运行质量的主流体的温度略高于燃烧室下部温度。由于受煤浆要因素之一。为了进一步提高气化炉的生产能浓度、煤灰熔点、操作压力等因素的影响,气化炉力、实现安全稳定运行,并达到高产、优质、低耗之上部耐火砖表面难以形成有效的渣膜保护,所以目的,鲁南公司首先加强入厂煤的质量管理,原料气化炉拱顶耐火砖受到高温和冲刷的双重作用,煤的管理以服务生产为宗旨,对煤中固定碳、化学蚀损速率比下部大,寿命比下部耐火砖要短。活性、杋械强度、热稳定性、灰熔点等指标严格把在该多喷嘴气化装置运行初期,拱顶耐火砖关,力求保证煤质稳定并提高煤质。在生产管理的运行寿命制约着系统长周期稳定运行,而影响上,把灰分含量作为重点来抓,尽量降低灰分等杂肀煤仆工NyH2012年12月吕传磊等:工艺操作对多喷嘴气化炉拱顶砖的影响质的含量。做好煤浆的制备工作,稳定煤浆浓度,统认识程度等的差异,决定了在控制和调整气化并尽可能提高煤浆浓度。在实际操作中,依据渣炉温度上有较大的差别,可能会造成炉温不稳定量、捞渣机电流、壁温等指标判断入炉煤的质量稳严重影晌气化炉的稳定运行。因此,严格制定统定性,适时反馈,力求实现气化炉长周期运行。的操作指标是气化炉长周期、安全、稳定运行的对于气化炉的操作温度,主要参照煤的灰熔重要前提。点数据,尽量使用灰熔点低以及灰渣黏温特性较为理想的煤。根据工程实践和相关文献报道,在3操作精细化气流床气化炉顺畅排渣条件下,熔融灰渣的黏度为了保证气化炉长周期运行,氧气与煤浆的为15~25Pa·s(也有报道合适的气化炉操作温流量、压力的稳定至关重要。由于在操作上很难度下的灰渣黏度为25~40Pa·s,最适宜的灰渣控制供给2只对置工艺烧嘴的水煤浆、氧气的流黏度应控制在25-35Pa·s)。在实际操作中,可量完全一致,为了避免因偏差过大而形成非理想据此确定气化炉操作温度范围。化的撞击流而对烧嘴及周围的耐火砖产生不利的水煤浆中煤颗粒的粒度分布取决于磨煤机内影响,所以稳定调节氧气调节阀至关重要。在正粗、细棒的配比,通过调整此配比,选择合适的T常状态下,氧气流量白调稳定在<200m3/h(标艺条件(煤与水的比例),以达到最优的煤浆粒度态)范围内波动,煤浆的压力和流量波动也应尽分布,从而保证较高的煤浆浓度。调配最佳粒度可能小,系统前后压力应尽量保持稳定,氧气压力和粒度分布是制备具有良好流动性的水煤浆和较波动最高允许±0.03MPa,气化炉压力波动最高为稳定的煤浆浓度的关键,也是工艺烧嘴实现最允许±0.02MPa。佳雾化、保证气化炉高效和稳定运行的关键。在生产过程中,应密切关注反映气化装置稳2炉温控制定运行的压差数据,尤其是烧嘴压差、气化炉渣口压差、水洗塔塔盘压差等,做好数据趋势分析,并在气化炉实际操作中,控制好炉温,可在耐火定期进行对比,总结运行经验。另外,由于气化炉砖表面形成1层薄的熔渣,从而对耐火砖起保护运行温度的高低、烧嘴的雾化效果均会直接影响作用。若操作时气化炉炉温控制得偏高,会缩短气化所形成的灰渣的形态、颜色等,气化炉排出的高铬砖使用寿命。其原因是高温条件改变了煤灰渣样能真实、直观地反映气化炉当前的运行状态,渣的黏温特性,温度越高,其黏度越低,流动性就因此,根据排渣状况(渣的形态、颜色、粒度、渣量越好,对耐火砖的侵蚀和渗透就越严重,侵蚀速率等)可指导气化炉的操作就越大,最终导致耐火砖的使用寿命缩短。气化通过操作参数的严格控制,实现操作精细化温度的选择原则:在保证液态排渣的情况下,尽可将对气化装置的稳定运行产生重要的作用。能控制在适当稍低的温度下操作。炉内温度对耐火衬里寿命的影响非常显著,所以应严格控制,不4生产负荷及开停车对耐火砖的影响可超温。适宜厚度的渣层可以减缓高温气体和熔气化炉的生产负荷对高铬砖的使用寿命也有渣对耐火衬里的冲刷,在不影响正常运行的条件直接影响,这在气化技术领域已达成共识。煤浆下,尽量降低操作温度,实现“以渣抗渣”,以保护和氧气流量大,气化炉产生的渣量必然增加,同时和延长耐火砖使用寿命。也加速了对向火面砖的侵蚀和渗透。在实际运行在实际操作中,最佳的炉内温度、耐火砖表面过程中,应尽量避免超负荷、超压运行。如果需要渣层控制等需综合考虑多项参数,不能依据某增加负荷,应同时提高对应的气化系统压力,并控项指标去操作。气化炉投料后,在合成气并气的制好出烧嘴的气相和液相的流速,杜绝出现低压初期是系统压力最不稳定的阶段,稍不慎就可能高负荷、高压低负荷现象。在生产实践中,可根据出现高温热电偶的突然损坏,且此情况也会对耐不同装配尺寸的工艺喷嘴,实现不同操作压力下火砖产生很大的影响,操作中应尽量避免。在生的投料负荷,通过控制气化炉内流场、流体的形态产实践中,由于各操作人员的技术水平、对气化系(下转第11页)中国落T2012年12月朱敏等:多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置水系统处理及运行建议指标包括pH、浊度(或悬浮物含量)、钙离子、总保证水系统各工段中约剂浓度在要求的控制范围硬度、碱度、氯离子浓度、电导率、COD、氨氮含量内。水系统水质发生变化,应适当调整加药浓度,等,通常以pH、浊度、碱度、钙离子浓度指标为主,尤其是出现絮凝效果恶化情况时,应及时调换药因为这些指标与灰、黑水结垢的程度有直接关系。剂,以保证水系统稳定运行。但氯离子浓度、电导率的影响也不容忽视,氯离子5结语浓度高,在高温、高压下会对设备(特别是不锈钢)产生较强的化学腐蚀;电导率过高,表明水中离子我国自主研发的多喷嘴对置式水煤浆加压气含量高,可导致盐析。对于灰水中的pH碱度氯化技术,对于发展清洁煤化工有巨大的推动作用离子及钙离子浓度、电导率等指标,一般采用调节经过不断改进与总结通过科学的管理和规范的灰水去污水处理站的排放量及对水系统补加脱盐操作,水系统运行越来越平稳,保证了气化装置长水或一次水进行置换的方式来平衡控制周期稳定运行4.3加强药剂性能及投加管理参考文献灰、黑水属易结垢型水质,又在高温、高压状[l]许敬刚,孙卓庆,徐学文,等新型气化炉装置渣水处理系统况下运行,不仅对阻垢分散剂及絮凝剂要求较高,的问题探讨[J].中氮肥,2009(2):5-7[2]高雨,李洪建,郭艳艳,等,复配阻垢剂对碳酸钙阻垢效果研同时也对药剂供应商提出了更高要求。药剂供应究[J].内蒙古石油化工,2011(15):13商既要拥有较强的技术实力和研发能力,也要具[3]周本省.工业水处理技术[M].北京:化学工业出版社,备良好的技术服务能力,能随时解决现场出现的问题。对于阻垢分散剂来说,应选用阻垢分散性[4]张祟华混凝剂与絮凝剂[M].北京:中国环境科学出版社,能优异、耐高温和高压、抗分解的药剂;对于絮凝1991:4245剂而言,应选用絮凝效果好、对煤种适应能力强的5]高春雷,马飞.阻垢分散剂在新型气化炉水系统的应用[J].中氮肥,2006(4):26-27药剂。阻垢分散剂和絮凝剂必须稳定连续投加(收稿日期2012-10-12)团的必必必功(上接第7页)对气化装置的高效、长周期运行具有重要影及速度,保证最佳的煤浆雾化效果,以降低对耐火响。严把工艺烧嘴加工的质量关,操作上控制合砖的蚀损。生产负荷应与出喷嘴的氧气和煤浆流理的出喷嘴的物料流速及氧煤比,并根据煤浆和速相匹配:出喷嘴氧气流速过高,会加剧对耐火砖氧气压力、中心氧流量调整喷嘴的雾化角度,以稳的冲刷;出喷嘴的氧气流速过低,水煤浆雾化效果定气化炉操作温度。变差,水煤浆颗粒大,在重力作用下倾向于向下运关注开车期间投料后的操作,根据气化炉实动,在炉内顶部形成局部过氧状态,过量的氧气将际运行负荷,及时调节入炉氧气流量,尽量保证对使合成气完全燃烧而放出大量热量,造成拱顶温置烧嘴的氧煤比相同。每对烧嘴的煤浆流量相差度快速升高,加速拱顶耐火砖的蚀损。不能超过规定值,及时投入煤浆流量偏差联锁,提频繁的开停车将导致气化炉炉温的大幅波高烧嘴的雾化效率,保证优良的雾化性能。动,也会使耐火砖的热应力发生急剧变化而导致6结语耐火砖的表面产生裂纹,使耐火砖不断被剥蚀。气化炉操作温度的急剧变化会导致高铬砖在还原抓好煤质、炉温控制、操作精细化、生产负荷、气氛下材料的化学不稳定,从而破坏材料的组织开停车次数、工艺烧嘴等工作,不仅可以确保长周结构。期稳定运行,而且可以实现装置优质高效运行,充综上所述,操作中应严格控制生产负荷和气分体现出对置式水煤浆气化技术的先进性、可靠化炉压力的对应关系减少开停车次数、稳定气化性和经济性。采取以上措施以后,拱顶耐火砖运炉操作温度,以延长耐火砖的使用寿命行周期目前已成功延长至15000h,这标志着多5工艺烧嘴对操作的影响喷嘴对置式水煤浆气化技术的工业应用更趋成熟和完善。工艺烧嘴是水煤浆气化装置的关键设备之(收稿日期2012-10-12)中国落T