四喷嘴气化装置运行总结

煤炭加工与综合利用No.12，2014COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATION27四喷嘴气化装置运行总结马艳军，孙化祥，孔德升(新能凤凰滕州能源有限公司，山东滕州277527)摘要:针对水煤浆气化装置运行中遇到的高压煤浆泵软管破裂、锁渣阀内漏、系统结垢、灰水换热器堵塞、开工抽引消音器堵塞和闪蒸系统角阀下堵板磨损等问题进行了分析，提出了处理措施，在工业运行中取得了较好的效果。关键词:煤炭气化;加压气化;问题;技术措施中图分类号: TQ545文献标识码: A文章编号: 1005-8397 (2014) 12-0027-04新能凤凰(滕州)能源有限公司65万t/a甲挤压而损害"。这种现象也与软管损坏位置在出醇项目采用多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺，口侧相一致。通过分析发现，造成缸头出口端内于2006年7月20日开工建设，配套生产工序包外侧压差过大的原因有以下两种。括140th锅炉3套、42000m/h空分装置2套、1 500 t/d四喷嘴气化炉3台、净化和合成精馏装置2套等。四喷嘴气化装置自2009年12月成功开车以来，遇到了一些技术性难题，经过攻坚克难，均已得到解决，现总结与下，以供同行业参考。1高压煤浆泵软管损坏1.1软管损坏原因分析生产运行中菲鲁瓦高压煤浆泵软管频繁破损，且损坏位置均靠近出口端，形状为一核桃状大小的圆孔(见图1),每次停车均有软管损坏，不仅增加了生产成本和检修任务，而且经常出现非计划停车，制约了系统的长周期高效稳定运行。运行早期采取了规范防冻液添加操作，杜绝防冻液添加不足、过量或存有气体的处理措施，图1软管损坏均未取得理想效果，软管损坏现象依旧存在。通过对设备、工况、工艺操作三方面进行研究分(1)带压连投时要求煤浆压力高于气化炉压析，认为导致软管损坏的原因为运行中出现缸头力0.8 MPa。由于系统压力较高，通过煤浆循环出口端内外侧压差过大的现象，造成软管的过度切断阀后的调节阀憋压，经常出现煤浆管线超压现象;为保护泵体必须进行泄压操作，泄压时又会造成煤浆管线压力的瞬间降低。收稿日期: 2014-10-03作者简介:马艳军(1976-), 男，山东滕州人，1994 年毕(2)高压堪将不清水过石时雪 要将煤浆管业于中科院管理学院计算机专业，新能凤凰滕州能源有限公司气线压力控制中国煤化工司样高的压差CNMH(化助理工程师。下，煤浆压儿响，儿汉过小"志压时也会频繁.28煤炭加工与综合利用2014年第12期造成煤浆管线超压;泄压时又会造成煤浆管线压CaCO,溶解于水中:水温降低时CaCO,解析成力的瞬间降低。晶核并不断增大，附着在管道和设备内壁形成结1.2 解决措施垢。因此，优化水质(减少工艺水中结垢离子的(1)为避免煤浆循环管线压力调节阀开度过小含量)是减轻系统结垢的根本措施。致使高压煤浆泵出口管线憋压一超压，严禁高压下灰、黑水中的灰渣均来源于煤，选取较好的带压连投。带压联投时，系统压力控制在4.0 MPa,煤质和控制适宜的气化炉操作工况是改善系统水高压煤浆泵出口压力只需提至4.8 MPa。此时调节质的源头。廖胡等[5]模拟实验证明，当渣口堵塞、阀阀位较大，憋压过程中不容易出现煤浆管线超.炉温过高工况下，会产生大量飞灰随黑水进入闪压问题。蒸系统。此外，当锁斗系统故障，集渣时间过长(2)清水试泵时，泵出口所需压力由原来的时，也会有大量灰渣随黑水进入闪蒸系统，增加7.5 MPa降为5.0 MPa,避免煤浆泵出口管线压力沉降系统负荷。水质的工艺指标包括pH、浊度波动损坏蘑菇阀。(或悬浮物含量)、钙离子浓度、总硬度、碱度、现阶段已基本杜绝了软管出口侧损坏的现氯离子浓度、电导率、COD、氨氮含量等，通常象，满足了系统长周期稳定运行的需要。以pH、浊度、碱度、钙离子浓度指标为主，因为这些指标与灰、黑水结垢的程度有直接关系(4。2锁斗系统阀门内漏频繁预防结垢最重要的环节是药剂的添加。药剂由于工艺水固含量高，对阀芯磨损力大，锁有絮凝剂和阻垢分散剂两种。对于阻垢分散剂来渣阀磨损内漏需要定期更换是业界的技术难题。说，应选用阻垢分散性能优异、耐高温和高压、在开车初期新能凤凰能源有限公司就出现锁斗泄抗分解的药剂。对于絮凝剂而言，选取絮凝速度压阀和锁斗泄压管线冲洗水阀关闭不到位，造成快、絮凝团大、浊度低和对煤种适应能力强的药内漏的现象。技术专家研究认为执行机构力度不剂用。阻垢分散剂和絮凝剂必须稳定、连续投加，够，随后将单气缸更换为双气缸，锁斗泄压阀和保证水系统各工段中药剂浓度控制在要求的范围锁斗泄压管线冲洗水阀的使用5个月无问题。在内。水系统水质发生变化时，应适当调整加药浓系统运行中出现多台气化炉锁斗进口阀动作卡涩度,尤其是出现絮凝效果恶化情况时，应及时调甚至开关不到位现象，停车拆检锁斗进口阀，发换药剂，以保证水系统稳定运行。絮凝剂的使用现阀芯严重磨损变形。对比气化炉运行工况发现，存在一个最佳添加量。通过试验可以看到，低于锁斗进口阀阀芯损坏前均出现锁斗内漏不保压的最佳使用量时，絮凝效果与使用量成正比;高于现象，在锁斗充压阀关闭至锁斗进口阀打开存在最佳使用量时，絮凝效果的增加并不明显。低于时间差，由于锁渣阀内漏，气化炉压力高出锁斗最佳使用量时，灰水浊度增高较为明显，会增加压力很多，阀芯受到向下的挤压力，影响阀芯的系统阻垢剂的消耗，一般由药剂厂家根据现行水正常开关，锁斗进口阀打开瞬间积攒大量富含灰样实验，测出最佳添加比例;实际运行中，根据渣的工艺水，在高压差下以高流速通过未全开的此添加比例，决定配制絮凝剂的浓度和加入系统量。在药剂投入上，絮凝剂的投加成本只占整个阀芯，造成了磨损成倍增加。改进措施:当锁渣阀内漏不保压时，及时更换; ;系统加药成本(絮凝剂+阻垢剂)的10%左右。操作中禁止在气化炉压力高于锁斗压力0.3 MPa的工所以，应尽可能保障系统絮凝剂添加量达到最佳使用量，以保障沉降效果。但也不是越多越好, .况下打开锁斗进口阀。絮凝剂量过大时，压滤机滤饼含水量增高甚至淌3系统结垢浆。因澄清槽底部沉泥粘度过高，超过泵送能力气化装置产生的灰、黑水属于高硬度、高有时出现泵不打量等情况用，黑水温度会影响絮pH、高含悬浮物的严重结垢型水质2。在生产中，凝剂的活中国煤化工蒸罐真空度的CaCO,结垢最为常见。王庆武等01指出，高温下稳定。MYHCNMHG.2014年第12期马艳军，等:四喷嘴气化装置运行总结29氯离子浓度、电导率的影响也不容忽视，氯法是，利用气化炉检修的时机进行高压清理。这离子浓度高，在高温、高压下会对设备(特别是样做不仅费用高而且频繁的清理或造成换热器管不锈钢)产生较强的化学腐蚀;电导率过高，表束减薄、泄漏，最终减少换热器的实际换热能力明水中离子含量高，可导致盐析。对于灰水中的和流通能力，不能从本质上解决问题。在拆检过pH、碱度、氯离子及钙离子浓度、电导率等指程中发现，换热器为沉积结垢堵塞，质地疏松较标，一般采用 调节灰水去污水处理站的排放量及容易清理。分析认为，灰水在管道中流速较高,足够的新鲜水补入进行置换的方式来平衡控制，进入换热器封头后灰水流速迅速降低，灰水中颗补入的新鲜水最宜为脱盐水(补入一次水会引入粒的重力势能大于动能，逐渐沉积造成堵塞。通钙镁离子，增加系统结垢的负担)。过水质分析发现，灰水中悬浮物含量并不大，一般在35mgL左右，提高通过换热器的介质流速4开工抽引系统消音 器堵塞成为解决这一问题的重要途径。开工抽引系统是气化炉的重要辅助装置之采取新措施，气化炉两开- -备，每台气化炉一，起到建立炉膛真空度、调整火焰长度、防止均设有一台锁斗冲洗水换热器，将三台锁斗冲洗安装或拆除工艺烧嘴时回火伤人和控制气化炉升水换热器并联使用，两套系统运行时仅投用一台温和降温速率的作用。随系统运行周期的延长，换热器，使灰水在管线和换热器内的流速增加一开工抽引系统逐渐表现为真空度低和消耗蒸汽量倍。现在，换热器使用周期有了较大程度的改善，大;当蒸汽量超过一-定量时， 气化炉真空度反而使用两个月都不会出现换热器堵塞现象，满足了降低，甚至有蒸汽冒出呈正压状态;拆检消音器气化炉运行周期的需要,发现消音器内件几乎被细灰堵死。经分析发现，6渣池泵出口流调节阀磨损内漏生产运行时在合成气出口去开工抽引器的弯头处容易积累细灰。随系统运行周期的增长，细灰累渣池泵出口流量调节阀内漏在不少厂家都出积量逐渐增多，停车投用开工抽引器时大量细灰现过。究其原因，在于渣池水固含量高，对阀芯被蒸汽带走。由于消音器结垢紧密，细灰撞击到长时间冲刷所致。部分厂家取消渣池泵出口流量壁面被收集，不断积累形成堵塞。调节阀，将渣池泵电机更换为变频电机。这样做采取的优化措施:每次停车后对合成气出口虽然能起到避免调节阀磨损问题，但资金投入增处积灰进行清理;控制气化炉液位不要太高，防加很多，并且水中的固体颗粒依然存在，起不到止带水带灰;选用优质煤种和适宜的炉温，避免根治的目的，渣池泵叶轮和出口管线弯头的磨损高炉温或渣口堵塞工况下产生细灰增多;停车依旧存在，检修成本依然很高。经研究，优化的后，抽引蒸汽加量要缓慢，出现消音器堵塞现象关键在于降低渣池水中的固含量。时，可将抽引蒸汽量加到最大，吹扫疏通，待烧优化措施:首先要保障渣池溢流阀的正常嘴抽出后再彻底清理。开闭，排渣时阀门不关闭或者关闭不到位、排入捞渣机的灰渣来不及沉降便会进入渣池内;适当5灰水换热器堵塞延长锁斗出口阀关闭至渣池溢流阀打开的设定时灰水系统换热器分锁斗冲洗水换热器和废水间，给灰渣更多的沉降和打捞时间。新能凤凰能换热器两种，平均使用一个月便会出现堵塞，灰源有限公司由原设计的5 min延长至15 min对优水流量降低的现象。为维持系统运行，通常采用化渣池内水质起到了关键作用。采取优化措施后旁路控制的方法保证供水。这样，较多的灰水未的渣池泵出口流量调节阀使用70d,其调节性能经过换热，水温升高，造成锁斗充压缓慢、渣池依然正常。水温升高(特别在冬季，在捞渣机周围产生大量7低压闪中国煤化工|用率低蒸汽，影响巡检安全和渣样的观察)和废水生物菌减少等一系列安全和环保问题。- -般的处理方随着4.MYHCNMH G增大，三级闪.谋炭加工与综合利用30COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATIONNo.12, 2014碎煤加压固定床气化炉出炉粗煤气含尘粒级分析田秀山，张宏伟(浙江浙能技术研究院有限公司，浙江杭州310003)摘要:通过理论分析方法，对碎煤加压固定床加压气化出炉粗煤气含尘的最大粒级水平进行了研究，得到了可根据粗煤气性质、气化炉结构和工艺条件等参数，计算出炉粉尘最大粒.级水平的公式，用以指导实际生产。关键词:固定床气化炉;煤气;粉尘;颗粒度中图分类号: TQ546文献标识码: A文章编号: 1005-8397 (2014) 12-0030-04由于具有所产粗煤气甲烷含量高的突出优.以处理的含酚废水，粗煤气含尘导致的管路磨损势，碎煤加压固定床固态排灰煤气化技术已成为和堵塞，以及类似大唐克旗煤制气项目的气化炉煤制气替代天然气(SNG)的主要技术之一-。但内壁腐蚀等问题。是，由于气化温度较低，对煤质有特殊要求等原气化炉出炉粗煤气的含尘问题，与气化炉结因，该气化技术也有严重缺陷，即会产生大量难构、原料煤的热稳定性和工艺条件等有关，但其根本性原因在于原料煤的热稳定性。热稳定性较收稿日期: 2014-11-27作者简介:田秀山(1985- -), 男甘肃武威人，2014 年毕差的煤，在受热时由于应力不均会发生粉化，产业于华东理工大学化学工艺专业，工学博土，浙江浙能技术研究生不同粒级的粉末。而大量粉末不仅会堵塞气流院有限公司助理工程师。通道，使气流阻力增大，而且易被上升的气流携蒸和四级闪蒸越来越多得到应用。富产的蒸汽用都需要经过工业实践的检验，不断地暴露问题、于除氧器的热力除氧还有大量剩余，全部送去除解决问题，才能够不断完善、不断成熟。企业间氧器会造成带水;直接放空既污染环境又噪音污相互交流、互通、互助是我国煤气化技术不断发染。结合全厂工艺流程分析发现，这部分蒸汽可展、前行，走出国门的保障。以引入变换汽提塔中部作为汽提气使用，不仅解参考文献决了闪蒸汽的危害，而且减少了汽提塔对低压蒸汽的需求量。改造后，对低温冷凝液分析，其氨[1] 孔德升，孙化样，李福文. 菲鲁瓦隔膜泵软管损坏原因分析及预防措施[0.中氨肥，2013 (6): 48-50.氮质量分数控制在100 μg/g内满足了工艺指标。2]朱敏，刘光华，赵爽，等.多喷嘴对置式水煤浆加压气化证明此次改造是成功的。装置水系统处理及运行建议[0化肥工业，2012. 39(6): 8-11.8总结3] 王庆武，李玲.换热器水系统结垢机理探讨[], 安徽化工，2006 (2): 60.我国早期煤化工主要依赖进口的GE(原德士[4] 郭全平，吴怀武，周晓明.德士古气化黑水絮凝剂的选择与古Texaco)水煤浆气化、壳牌(Shell) 粉煤气化、应用[D].工业水处理.2010, 30 (12): 90-99.鲁奇(Lurgi) 煤气化等,专利费昂贵。近年来，[5] 廖胡，郭庆华。垫钦锋.等名嚌嘴对置式气化炉中飞灰我国自主产权的四喷嘴气化炉、航天炉和清华炉性质[]中国煤化工:923.等煤气化技术发展迅速。但任何一种煤气化技术YHCNMHG.