浅论壳牌煤气化煤粉循环

第51卷第2期化肥设计Apr. 20132013年4月.Chemical Fertilizer Design●21●浅论壳牌煤气化煤粉循环张要旗,郭广民,姚厚猛,熊刚(中国寰球工程公司越南化肥项目部,北京100029)摘要: 壳牌煤气化技术采用干煤粉进料,煤粉管线的稳定性对装置的试车及长周期稳定运行至关重要。介绍了越南宁平日投煤量1 3001的壳牌煤气化装置煤循环的过程、方法及注意事项。.关键词:壳牌煤气化装置;粉煤;煤循环doi;10. 3969/j. issn. 1004 - 8901.2013. 02. 006中图分类号: TQ536.4文献标识码:A 文章编号 :1004 - 8901(2013)02 -0021 -03Discussing Pulverized Coal Circulation of Shell Coal GasificationZHANG Yao-qi, GUO Guang -min, YAO Hou -meng, XIONG Gang(Vietnam Chemical Ferilier Project Departmen, China Globe Engineering Company Lad. , Beijing 100029 China)Abstract:Dry pulverized coal feed was adopted for Shell coal gasification technology, the stability of pulverized coal pipeline was very important forbothnial test and long -term operation. Author has introduced the process，method and matters to be noticed for coal circulation of Shell coal gasificationplant in Vietnam Ningping project with a ceapacity of 1 ,300 vd of coal feding.Key words:Shell coal gasification plant; pulerited coal; coal eirculationdoi:10.3969/j. isn. 1004 - 8901. 2013.02.006壳牌煤气化工艺为高温高压干粉进料,气流床颗粒要大于90%，>5 μm的颗粒要<10% ;水分<2%。气化,其具有碳转化率高达99% ,产品气体洁净,煤(2)煤粉加压及输送单元顺控测试已经完成，气中有效气体(CO +H2)高达90%以上,气化炉炉所有仪表阀门调试结束,气密合格,整个系统可以壁采用水冷壁结构,无耐火砖衬里,千法排灰,液态正常运行。排渣等特点”。越南宁平化肥壳牌煤气化项目为;(3)确保充气锥完好,没有堵塞。例如,当有煤中国寰球工程公司EPC,投煤量1350vd,于2012粉在煤粉给料仓时,将充气锥和煤粉收集器位置的年4月20日一次点火投煤成功并稳定运行9天。氮气保持常开以防止堵塞。保证煤粉给料仓充气.锥部分有稳定充足的氮气。若充气锥堵塞或破损,1粉煤循环过程以及氮气流量过低均会导致煤线的波动。l.1 煤循环的目的(4)粉煤循环管线已经吹扫千净,试压合格。确壳牌煤气化采用的是干粉进料[2],而固体物料保伴热安装完毕并已经投用且温度达到80 C以上,煤粉在管线中的测量往往不够准确,为此需要在原尤其是煤粉给料仓和煤粉管线应达到此要求。管线始开车前对煤粉管线上的速度计、密度计等仪表进上的γ射线.密度计、速度计、压力表、温度表及煤粉行校准[3] ,确保煤粉气化在运行窗口中,以防止气锁斗煤粉给料仓上γ射线安装完成并调试完毕。化炉炉温波动、合成气冷却器入口堵塞、气化炉渣(5)仪表系统检测调试完毕,状态良好,各相关口堵渣;防止气化炉内局部过热导致煤烧嘴或烧嘴复杂回路已经调试正常。罩损坏。同时通过煤循环的过程使操作人员加深(6)煤循环过程中采用氮气作为载气,要求空对工艺及设备的熟悉和了解。分已经能够运行,并提供合格的氮气;若空分不能1.2 煤循环测试条件产出合格氮气则可外购沥氟。(1)磨煤系统正常稳定并生产出合格的粉煤。确中国煤化工保粉煤中没有杂质和异物,确保煤粉具有正确的颗粒作者简介:张要:MHCN M H G2011年毕业于信分布和水分含量。煤粉粒度要求为:≤90 um的煤粉阳师范学院化工工工、亚抓事九肝床几衣且则生产技术管理等工作。●22●化肥设计2013年第51卷1.3 煤循环前的准备(5)气化炉压力1.6 MPa、负荷为50%条件下(1)从空分引氮气进入高压氮气缓冲罐。对磨的煤循环测试。 上个工况完成后, 模拟气化炉压力煤系统和煤粉储仓、煤粉锁斗、煤粉给料仓进行置(13PI - 0068)为1.6 MPa;调节煤粉流量调节阀换合格(氧含量<0.5%)。(13FV - 0101)和煤粉管线速度调节阀(13FV -(2)投用磨煤系统、煤粉加压输送单元以及煤0102)以及煤粉管线压力调节阀(13PV -0103),控管线的伴热,保证各设备、管道温度在80 C以上。制粉煤流速在6 ~8 m/s( 13SIC -0101)、粉煤流量系统中所有仪表吹扫氮气投用。在1.8 kg/s( 13FIC -0101) ,控制好背压。当煤循环(3)按操作规程启动磨煤,向煤粉加压及输送稳定后,进行连续30 min内的数据采集记录。单元进煤。要求煤粉给料仓( V1205A/B)进煤60 t、(6)气化炉压力2.5MPa、负荷为50%条件下煤粉锁斗( V1204 A/B) 进煤30 1、煤粉储仓的煤循环测试。上个工况完成后 ，模拟气化炉压力(V1201A/B)进煤25 t(20%左右) ,然后停止磨煤。(13PI -0068)为2.5 MPa,缓慢将煤粉给料仓(V -1.4 煤循环测试方法1205A)压力提到4.8MPa,通过调节控制粉煤流速以1*煤烧嘴为例,具体步骤如下。稳定在6~8 m/s(13SIC -0101)、粉煤流量在2.3(1)引入氮气对粉煤管线吹扫、置换合格。关kg/s( 13FIC -0101),进行数据采集。闭烧嘴开关阀(13XV -0110)、煤粉管线压力阀(7)气化炉压力2.5 MPa、负荷为75%条件下(13PV -0103),将煤粉流量调节阀( 13FV -0101 )的煤循环测试。保持煤粉给料仓(V - 1205A)压力打开到100% 的开度,开煤粉管线速度调节阀不变,慢慢调节煤粉流量调节阀(13FV -0101 )和煤(13FV -0102)到20% ,充氮气到5.0 MPa,配合仪粉管线速度调节阀(13FV-0102),把煤负荷提到表用纯氮气初步校核密度表(此时密度表显示50 ~2. 9 kg/s( 13FIC -0101) ,流速依然控制在6 ~8 m/s70为正常)。( 13SIC -0101 )进行数据采集。(2)气化炉压力0.8 MPa、负荷为40%条件下(8)气化炉压力3.5 MPa、负荷为80%条件下时煤循环测试。的煤循环测试。保持煤粉给料仓(V - 1205A) 压力(3)检查粉煤管线阀门处在正确的位置,模拟不变,模拟气化炉压力(13PI -0068)为3.5 MPa,慢气化炉压力(13PI-0068)为0.8MPa,给煤粉给料慢调节煤粉流量调节阀(13FV-0101)和煤粉管线仓(V- 1205A)充压。①手动打开煤粉给料仓压速度调节阀(13FV -0102) ,把煤负荷提到3.1 kg/s力调节阀(12PV -0128A) ,缓慢提煤粉给料仓( V(13FIC -0101),流速依然控制在6~8 m/s( 13SIC-1205A)的压力到3.0 MPa,煤粉给料仓压力调-0101 )进行数据采集。按此方法依次做好2*、3"、节(12PV -0128A/B)投自动,将煤粉给料仓压力4*粉煤管线的煤循环测试。煤循环流程见图1。控制器( 12PIC -0127)投压力控制模式;②投用煤煤粉锁斗.粉给料仓充气锥。将煤粉给料仓充气锥压差控制2器(12PDIC -0121)设为“自动”,设定值为0.4MPa。(4)进行煤循环:①打开煤粉管线循环阀煤粉锁斗I煤粉下料阀(13XV -0113) ,开下料阀(13XV -0107),打开煤粉HP-N,管线压力调节阀(13PV -0103)到30% ,然后把煤HENx-煤粉循环阀粉管线压力控制器( 13PV -0103 )投压差控制;②中煤烧嘴控通过调节煤粉流量调节阀(13FV-0101)和煤粉管线速度调节阀( 13FV -0102) ,使粉煤流速在6~煤粉流量阀煤粉三通阀8 m/s( 13SIC -0101)、粉煤流量在1.2 kg/s( 13FIC图1煤循环流程-0101) ;③将煤粉给料仓(V - 1205A)锥体的压差1-煤粉给料气;2-煤粉储仓控制器( 12PdIC -0121 )投“AUTO" ( SP:0.4 MPa) ,2煤循环测试结果调整充气锥氮气流量(12FIC - 0121),使粉煤下料顺畅稳定,通过调节,当粉循环稳定后,操作人员按型曲线转换成根据煤彻:YH中国煤化工归,将开车典下煤循环数据采集模块“开始”按钮,进行连续CN M H G“烧嘴线性回30min内的数据采集记录。归曲线见图2,煤流量校正曲线数据汇总见表1。第2期张要旗等浅论壳牌煤气化煤粉循环●23表1煤流校正曲线数据汇总压阀( 12PV -0128B/0228B)应处于关闭状态(放空气化炉压力气化炉负荷煤粉给料仓(V1205) 时间Q会把大量的粉煤带走,产生较大误差)。/MPa/kg.s-'压力/MPa/min /kg.g-' /kg.s-'(2)当粉煤循环经过2次后,应取样分析粒度。0.8 1. 2(40% )3.01.181.09如果粒度过细,对测试会造成较大的偏差,应及时.6 1.8(50% )3.1.821.7排走。一般情况下粉煤只能做2 ~3次循环。2.5 2.3(60%)4.:0 2.382.20(3);煤循环期间,为了使煤循环稳定,煤粉给料2.5 2.9(75%)4.2.95仓(V - 1205 )料位需保证在≥30%。3. 1(80% )4.83.553.1(4)煤循环期间,若采集数据时间段内煤粉管注:①表1为1烧嘴数据;②Q,为累计量平均值( 13FQ0101),0为煤粉储仓线波动较大时,必须重新开始此处数据的采集。增加值( 12W10101)。(5)停煤循环时,要求先关下料阀(13VX -0107),把煤粉流量调节阀(13FV - 0101)开到3.5「y-0.848x+0.143100% ,用氮气把粉煤管线吹扫干净。.5-(6)煤循环测试过程中,要注意安全,现场配备消防器材,严禁烟火,同时安排人员巡检,发现问题1.5 t及时汇报和处理。4结语壳牌煤气化中,煤粉循环对于煤粉管线的稳图21'烧嘴线性回归曲线定、气化炉的稳定操作至关重要。越南宁平化肥项图2中纵坐标为煤粉储仓增加量,横坐标为累目中对煤粉管线的施工、管理、运行做到高标准严积量平均值,得到直线Q =0. 848Qv +0. 143。要求,此次粉煤循环时间短、精度高,达到了技术要煤粉循环与流量标定工作仅用10天,达到2σ求,为装置的长周期稳定运行打下了良好基础。<2.5%的稳定性要求和误差小于5%的精度,达到参考文献:了技术要求。[1]吴迎. sell煤气化技术[J].化工科技市场2006(5):33 -34.[2]邱晋剛.粉煤气力输送在壳牌煤气化中的应用[J].氮肥技术，3煤循环过程注 意事项2008(5):14-17.(1)在测试采集数据期间,煤粉储仓(V1201)[3]陈二孩，岑涛,马江涛，等,试论shell 煤气化装置煤粉管线的稳定性[J].化肥设计,2009(10) :26 -28.到煤粉锁斗(V1204 )不允许放煤。煤粉给料仓调收稿日期: 2013-01-07(上接第20页)表1 纯氧换热式转化工艺生产运行部分数据(东套)6结语序号项目运行数据人氧加热炉氧气流量/m’.h-'5 4082001年投产的由成达工程公司设计的2x8万人氧加热炉蒸汽流量/kg' .h"'2 894Va天然气换热式转化制合成氨装置是由3万Va氧加热炉燃料气流量/m3.h-15的生产装置放大而成的,是当时采用国内技术最大天然气加热炉燃料气量/m3.h-110人天然气加热炉天然气流量/m' .h-111 493的单系列生产装置。经过十多年的生产运行考验人天然加热炉蒸汽流量/m' .h-'24 913和逐步完善,2012年实际生产合成氨25.5万Va,汽包出口蒸汽流量/m'●h-11087吨氨耗天然气825 m' ,吨氨综合能耗1158 kg标煤,天然气配氢量/m’.h-'3S0氧气加热炉炉膛温度/C616运行指标全面超过了设计值。随着这套生产工艺1天然气加热炉炉膛温度/C62的成功运行,后来已发展成单系列年产合成氨15万氧化锰脱硫槽出口温度/C353吨、20万吨的生产能力。一段转化炉也从单- -的中12氧化锌脱硫槽出口温度/C349人一段炉混合气温度/C479心管式发展到多中心管式结构为国内天然气两段人二段炉转化气温度/心717蒸汽转化装Y中国煤化工造提供了技1s人二段炉氧-蒸汽温度/C术支撑。MHCNMH G16二段炉触媒 上层温度/C105收稿日期: 2013-03-18