鲁奇加压气化炉的正常操作及常见事故处理

第6卷第27期中国化工贸易2014年9月下旬刊China C mheical Trade工艺设备鲁奇加压气化炉的正常操作及常见事故处理任超(山西潞安煤基合成油公司山西 长治046000)摘要:文章从七个方面阐述了加压气化炉的正常操作调整以及事故的处理。关键词:鲁奇加压 气化炉;工艺调整;事故处理;鲁奇加压气化在正常生产过程中通过工艺调整,维持正常火层的控制主要通过调整炉篦转速、控制炉顶温度与灰锁温度的气化反应过程是极为重要的,操作人员应严格按设计的工艺来实现。指标,准确及时地发现不正常现象,通过调整汽氧比、负荷、火层位置控制应综合炉顶与灰锁温度来调整:压力、温度等各种工艺参数,确保气化炉的正常稳定运行。1、炉顶温度升高,灰锁温度降低时,应提高炉篦转速,加气化炉生产负荷的调整大排灰量,使炉篦转速与气化炉负荷相匹配;当气化炉需要加负荷时应首先进行以下检查:2、 炉顶温度下降,灰锁温度升高时,应降低炉篦转速,减1、检查原料煤的粒度:小排灰量;2、检查气化炉火层是否在较低位置, 以炉顶及炉底(或灰锁)3、炉顶温度与灰锁温度同时升高时,说明炉内产生沟流现温度判断;象。3、检查排出灰渣的状态及灰中残炭含量,灰中应无大渣块四、灰锁操作或大量细灰,残炭含量应正常;灰锁操作对气化炉的正常运行影响较大,操作中应注意以4、保证有足够的蒸汽和氧气供应。下问题。在上述条件满足后,气化炉进行加负荷调整。灰锁上、下阀严密性试验。灰锁上、下阀能否正确关闭严①入炉蒸汽与氧气流量比值调节在自动状态,缓慢提高负密是灰锁操作的关键。-般关闭时应重复开、关几次,听到清荷调节器设定值。提高负荷应分阶段逐步增加,每次增加氧气脆的金 属撞击声时说明已关严。在泄压、充压的过程中应按操量不超过200Nm7/ h ,每小时增加氧气量不应超过1000Nm2/ h;作程序进行阀门]的严密性试验,试验方法如下。若以手动控制方式加负荷应先加蒸汽量,后加氧气量。1、当灰锁压力泄压至2.0MPa时停止泄压,检查.上阀严密②相应提高炉篦转速使加煤、排灰量与负荷匹配。性,查看灰锁压力是否回升。若在规定时间内(5s)压力回升大于③检查气化炉床层压差及炉篦扭矩的变化情况。0.1MPa,则说明上阀泄漏,应充压后再次关闭;若在5s内小于④分析煤气成分,确认加负荷后工艺指标仍在控制范围内。0.1MPa ,说明上阀关闭严密。气化炉的生产负荷调节范围较宽,最大可达设计满负荷的2、 当灰锁压力充压至1.0MPa 时,停止充压,检查下阀严150%(以入炉氧气流量计)。负荷的大小与原料煤粒度、炉内火密性,检查方法和标准与上阀相同。层的位置有关;当煤粒度过小、负荷较大时使带出物增加,严灰锁上、下阀的严密性试验压力必须按要求的压力进行，重时炉内床层由固定床变成流化床,料层处于悬浮状,使气化即试验时上、下阀承受的压 差为1.0MPa, 这样可以及时发现阀炉排不出灰,导致工况恶化;若气化炉负荷过低会造成气化剂门泄漏,及时处理,以延长上、下阀的使用寿命。分布不均,使炉内产生风洞、火层偏斜等问题。根据运行经验,五、灰锁膨胀冷凝器的冲洗与充水气化炉负荷-般应控制在85% ~ 120% , 最低负荷-般不得低于对于灰锁设有膨胀冷凝器的气化炉,其充水与冲洗的正确操作很重要。灰锁泄压后,应按规定时间对膨胀冷凝器底部进二、汽氧比的调整行冲洗,以防止灰尘堵塞灰锁泄压中心管。冲洗完毕后应将膨汽氧比是气化炉正常操作的重要调整参数之-。调整汽氧胀冷凝器充水至满液位,充水时应注意不能过满或过少,过满比,实际上是调整炉内火层的反应温度,气化炉出口煤气成分时水会溢人灰锁造成灰湿、灰锁挂壁,影响灰锁容积;过少则也随之改变,改变汽氧比的主要依据如下。在灰锁泄压时很快蒸发, 导致灰尘堵塞泄压中心管,使灰锁泄1、气化炉排出灰渣的状态即颜色、粒度、含炭量。灰中渣压困难。所以必须正确掌握冲洗与冲水量,以保证灰锁的正常块较大、渣量多说明火层温度过高,汽氧比偏低;灰中有大量工作。残炭、细灰量较多无融渣说明火层温度过低,汽氧比偏高。六、煤锁操作2、 原料煤的灰熔点。在灰熔点允许的情况下,汽氧比应尽1、煤锁上、下阀的严密性试验工作环境比灰锁条件好,但可能降低,以提高反应层温度。煤中灰熔点发生变化时应及时其严密性试验也很重要。只有保证煤锁上、下阀关闭严密,才调整汽氧比。能保证煤锁向气化炉正常供煤。煤锁上、下阀的严密性试验方.3、煤气中CO2含量。煤气中CO2含量的变化对汽氧比变化法和要求与灰锁上、下阀相同,可参照进行。最敏感,在煤种相对稳定的情况下, 煤气中CO2含量超出设计范2、煤溜槽阀的开、关,加压气化炉的煤溜槽阀是控制煤斗围应及时进行调整。向煤锁加煤的阀门,以前为插板式,第三代炉以后改为圆筒型。由于汽氧比的调整对气化过程影响较大,稍有不慎将会造不论何种结构形式的煤溜槽阀,其关闭后都与煤锁上阀之间有成炉内结渣或灰细,严重时会烧坏炉篦,所以,汽氧比的调整-定的空间,该空间用于煤锁上阀开、关动作,以使上阀关严。要小心谨慎,幅度要小,并且每次调整后要分析煤气成分及观所以操作中要注意:在一个加煤循环中,煤溜槽阀只能开- -次,察灰的状况。氧气纯度发生变化时汽氧比也应相应进行调整。以防止多次开关将上阀动作空间充满煤后造成上阀无法关严而三、气化炉火层位置控制影响气化炉的运行。炉内火层位置的控制非常重要。判断火层具体位置应根据七、不正常中国煤化工气化炉工艺指标与经验综合确定。火层过高(即火层上移)使气化1、炉内结渣层缩短,煤气质量发生变化,严重时会造成穿透,即煤气中氧现象:排出YHcNMH电机电流(液压马达含量超标,导致事故发生;火层过低则会烧坏炉篦等炉内件。驱动时为液压压力)超高,煤气中CO2含量偏低。www. chinachemicaltrade. comChina Chemical Trade|中国化工贸易 65中国化工贸易第6卷第27期工艺设备China Chemical Trade2014年9月下旬刊原因:汽氧比过低;灰熔点降低;灰床过低;气化炉内发细、灰量小,此时应降低气化炉负荷,降低汽氧比。生沟流现象。②炉内结渣严重:按炉内结渣现象进行处理。处理方法:增加汽氧比,使汽氧比与灰熔点相适应;降低③后序工号用气量大,使炉内气流速度加快,床层压降增炉算转速,使其与气化炉负荷相适应;提高汽氧比,气化炉降大,此时应减小供气量,维持好气化炉的操作压力。负荷,短时提高炉篦转速以破坏风洞。④开车过程中压差高,在低压时通入气化剂量过大,开车2、气化炉出口煤气温度与灰锁温度同时升高时加煤过多; 应减小气化剂通入量,转动炉篦松动床层。现象:气化炉出口温度与灰锁温度同时时升高,应立即进⑤炉篦布气孔堵塞:若发现此问题,气化炉停炉处理。行以下检查和分析。5、炉篦、灰锁上、下阀传动轴漏气①气化炉出现沟流。沟流现象如下:气化炉出口煤气温度原因:润滑油供油不足。高且大幅度波动;煤气中CO2含量高;严重时粗煤气中氧含量超处理:检查润滑油泵是否正常供油;检查注油点压力;检标;排出灰中有渣块和残炭。查润滑油管线是否畅通,调整油泵出口压力,以满足各传动轴处理方法:气化炉降至最小负荷;增加汽氧比操作;短时填料润滑要求。增加炉篦转速以破坏风洞;检查气化炉夹套是否漏水。当煤气6、煤锁膨料中O2含量超过1%(体积分数时气化炉应停炉处理。现象:煤锁温度正常而气化炉内缺煤,温度高。②气化剂分布不均。气化剂分布不均是煤灰堵塞炉篦的部原因:煤中水分高,在煤锁中挂壁黏着。分布气孔所造成,其现象及处理方法与炉内沟流现象基本相同。处理:多次振动下阀,煤锁进行充、泄压;当处理无效时以上措施无效时,气化炉应停炉进行疏通清理。气化炉停车清理。3、炉内火层倾斜7、灰锁膨料、挂壁现象:气化炉出口煤气温度高.灰渣中有末燃烧的煤。现象:灰锁下阀打开后不下灰或下灰量少。原因:原料煤粒度不均匀,炉内料层布料不均;炉篦转速原因:气化剂带水造成灰湿;膨胀冷凝器充水过满溢至灰过低,排灰量不均。琐;夹套漏水。处理:气化炉降负荷,短时加快炉篦转速,若无效应停车处理:提高过热蒸汽温度;向灰锁充人少量蒸汽,打开下处理。阀吹扫灰锁;将挂壁灰渣吹出。4、气化炉夹套与炉内压差高参考文献夹套与炉内压差过高时会造成夹套内鼓,当发现压差高时，1、贺永德编，现代煤化工技术手册，北京:化工工业出版社，2005.应立即检查处理。检查下列问题:2、许世森，张东亮，任永强编，大规模煤气化技术，北京:化学工业出版社，①负荷高、汽氧比过大:其现象为气化炉出口温度高、灰2006.<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<(上接第58页)δ C,则容器裂纹不发生失稳发展为安全的。度和外界温度有关,同时也是裂纹扩展量s a的函数,而与裂纹6、三维与二维裂纹的近似处理与当量尺寸,裂纹面积相同长度2a无关,即R是以裂纹扩展量^ a为函数的断裂阻力曲线,时,以长短轴比cla=2。详见张行理论裂纹阻力曲线公式。R是以裂纹扩展量^ a函数,三、结语与初始裂纹无关(初始裂纹长度不变的条件)G随应力σ而增大断裂力学分析判断压力容器材料断裂临界值、韧性、裂纹与ara+o a为线性关系,当G=R时,对于0 a,外载荷不增加时扩展速率、宏观断裂参数与材料成份的组织、结构等建立定性、裂纹不会扩展, 在动态变化中G、σ、0 a不断变化,同事不断定量的关系是宏观与微观相结合研究断裂力学的方向,利用断有彼此的平衡点,当达到临界点时, σ不增加时, 裂纹-旦扩裂力学进行压力容器的定量设计。反之,通过容器结构的应力展，扩展会一直发展到完全断裂即失稳条件(能量准则)。K 应力分析,可解得引起容器破坏时的零件裂纹尺寸、裂纹扩展速率,强度因子的确定有复变函数法、边界配置法、有限元法、权函取得一定的安全 系数为容器提供安全依据。另外通过亚临界裂牧法、能量差率法、叠加法、组合法等。纹在低循环的疲劳及应力腐蚀或蠕变过程中扩展速率的分析，-般来说对于压力容器材料其断裂韧性必须满足:可预测,容器及其部件的使用寿命,同时为容器选材提供强度K1c≥:yIJTa.Pd和韧性性能互相制约条件,选用抗裂纹能力强的钢材,确定钢72t , 对于带裂纹的压力容器强度计算情况:1、 确定裂纹的尺寸、形状、位置与方法,可采用UT超声材料的合理许用应力和裂纹长度。波和表面探伤,若探不出缺陷,可采用探伤的灵敏度。郦正能主编《应力断裂力学》2、对材料进行应力分析,确定裂纹部位的工作应力,包括2、王志强、陈少华《高等断裂力学》-北京科学出版社2009残余应力。张行主编《断裂 与损伤力学》-北京北京航空航天大学出版社20094、 郑长卿《西北工业大学学报》-西安19853、 按断裂力学的理论和方法,计算出近似应力强度因子。5、范天佑《断裂力学基础》 -江苏江苏科学出版社19786、黄克强、余寿文《弹塑性断裂力学》-北京清华大学出版社19854、测定材料的K1c ,对于动展和应测定动态Ktd。5、采用脆性断裂判据对其计算、设计及在K1