GE水煤浆气化技术工艺烧嘴的探讨

业技术03年第28期科技创新与应用GE水煤浆气化技术工艺烧嘴的探讨周子胜(东华工程科技股份有限公司,安徽合肥230000)摘要:为了在开车投料期间更妤更迅速的工艺烧嘴,保证气化的投料成功以及平稳运行。文章对工芑烧嘴的管口方位的设置以及与工艺烧嘴所连接管道的设计中需要注意的地方做岀了探讨和阐述关键词:气化;工艺烧嘴;工艺1前言我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家,这样的能源特点决定了我国需要充分利用煤炭资源优势,大力发展现在煤化工。而煤气化装置是整个煤化工企业的一个核心装置。目前我国已投产和在建的气化炉多达近200台,而其中主要使用的德士古水煤浆加压气化技水煤浆加压气化装置长周期安全运行对企业有着重要的意义但是由于工艺烧嘴的使用寿命多在100天作用,最好的运行周期也仅仅只有140天。因此在生产过程中不可避免的要频繁更换烧嘴因此烧嘴的更换速度特别对于企业的长周期平稳运行有重要的意本文以某釆用GE水煤浆加压气化技术的60万吨/年甲醇项目图2工艺烧嘴简图的为例,说明如何设置烧嘴管口方位以及周围管道布置以满足快速均无法连接。特别是工艺烧嘴所接的煤浆和外环氧管道法兰等级均更换烧嘴的需要。为900B,管径均在DNI00以上,即使现场能强行安装,也会对烧嘴2工艺烧嘴更换原理管口造成损坏,还可能出现法兰处泄露的情况。因此在设计时,需要在气化炉开车投料之前,需要用预热烧嘴替换工艺烧嘴对气化根据气化炉的支撑高度计算出工艺烧嘴安装后的管口热膨胀值。在炉进行升温。当气化炉内温度达到10001200℃后,需要对气化炉烧设计管道时提前将与工艺烧嘴连接管道的标高设计成热态安装的嘴进行更换,首先将预热烧嘴卸下用其中设备吊出气化炉顶部,其标高。而且初始安装时,上述管道与工艺烧嘴之间不先连接次用起重设备将工艺烧嘴吊装入气化炉顶部后与气化炉顶部法安装,然后待工艺烧嘴安装完毕后开始连接相应的氧气煤浆和烧接。因此当气化炉由工作温度降至室温,其炉壁温度也由240-250℃冷却水管道。在更换烧嘴的过程中,由于气化炉炉温温降非常快,下降至室温时,气化炉整体带动工艺烧嘴以及其所连接管道会有竖因此更换烧嘴时间的必须尽量的短,如果气化炉炉温将至1000以直向下约4050mm的位移。为了保护工艺烧嘴管口不泄露,需要在下,则需要重新用预热烧嘴对气化炉经行升温。3工艺烧嘴管口方位的设置管道与气化炉一起位移工艺烧嘴共有5个管口,从上到下依次为中心氧气进口、水煤本项目工艺烧嘴的烧嘴冷却水进岀管口为DN40、90OLB,并且浆进口、外环氧进口、烧嘴冷却水进口和烧嘴冷却水出口。在更换烧从图2可以看出,烧嘴冷却水进出管口仅仅只是由一小段DN40管嘴的时候气化炉燃烧室的温度约为1001200℃,保护工艺烧道提供管口刚性,从手册中可以查出,该管口的许用弯矩仅仅为嘴,在工艺烧嘴吊装、安装过程中需要用金属软管连接烧嘴冷却水1.0125KNM。而在实际更换烧嘴的过程中,为了保护烧嘴为了保护系统,如图1而工艺烧嘴本身只有100,而所连接金属软管的重工艺烧嘴在工艺烧嘴安装过程中需要用金属软管连接烧嘴冷却水量相对与烧嘴本身,重量约为烧嘴的50%。而在吊装烧嘴为必须保系统。因此在吊装烧嘴时需要连同三通阀一起吊装,如果三通阀离证烧嘴左右平衡,因此必须将烧嘴冷却水进出口成180°对称布置。工艺烧嘴过远,由于三通阀本身重量超过烧嘴冷却进出口管口所能另外由于烧嘴冷却水盘管有一段是深入气化炉内(如图2)因此烧承受的最大弯矩,在实际吊装过程中就会将工艺烧嘴进出口压弯嘴的必须竖直向上抬起一段高度后才能左右移动,而烧嘴冷却水进(如图3)。从图3中可以看出工艺烧嘴的烧嘴冷却水进出口仅仅只口管口均连接有阀门,因此烧嘴冷水进出口与中心氧气进口、水煤有用一个角钢支撑,而三通阀门距离工艺烧嘴较远,在整体吊装时浆进口、外环氧进口的方位必须成一定角度。否则由于与中心氧气烧嘴冷却水进出管口被三通阀门压弯造成对工艺烧嘴的损坏,从而进口、水煤浆进口、外环氧进口所连接管道均为已经安装固定,如果造成气化炉停车。因此在设计烧嘴冷却水进出口管道时需要将三管口设置不合理,则烧嘴冷却水进出口阀门与中心氧气进口、水煤通阀设置在距离烧嘴的最近处浆进口、外环氧进口所连接管道相碰,烧嘴无法正常取出由于要气化炉工作温度一般为1350℃,而工艺烧嘴与气化炉连接处一般为法兰连接。为了防止工艺烧嘴在工作温度下因受到热膨胀导致可拆连接处泄露,因此要对工艺烧嘴经行热太紧固处理。由于连接的法兰等级较高,不好拆卸。因此在设置管口方位时需要尽可能多的给操作工留出很大的操作空间以满足拆装需要。工艺烧嘴冷却水进口管道全属软管图3工艺烧嘴烧嘴冷却水管口损坏情况5结束语图1烧嘴冷却水PID筒图通过对上述问题的改进,可以更加方便的更换烧嘴,不仅可以确保气化炉的一次投料成功,而且可以保护烧嘴的正常工作,以保在用预热烧嘴对气化炉进行预热时,气化炉炉内温度由室温升证气化工段长期平稳的运行至1000~1200℃,气化炉炉壁温度由室温上升至240-250℃C。由于金参考文献属有膨胀,因此气化炉整体从底部支座出开始向上膨胀,当更换好]化工工艺设计手册第四版中国石化集团上海工程有限公司北工艺烧嘴时,工艺烧嘴管口相对于冷态安装时已经向上膨胀了40-京:化学工业出版社,006372-37350mm。如果在初始安装的时没有考虑气化炉整体的热膨胀,那么当2|GB50235-2010.北京:中国计划出版社,2010在热态安装好工艺烧嘴后,工艺烧嘴与煤浆、氧气、烧嘴冷却水管道-85