Shell煤气化煤粉加压输送系统运行问题的处理优化

第41卷第22期广州化工Vol. 41 No. 222013年11月Guangzhou Chemical IndustryNovember. 2013Shell煤气化煤粉加压输送系统运行问题的处理优化宋金荣，王治华，李海宾(中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古鄂尔多斯 017209)摘要: 介绍了Shell煤气化工艺煤粉加压输送系统的工艺原理和工艺流程,总结了神华煤直接液化项目煤粉加压输送系统运行中出现的问题，对煤粉仓装料袋滤器锥部堵粉和布袋损坏、煤锁斗充气设备损坏、煤锁斗泄压三通破损、重要阀门卡涩、煤粉给料仓泄压线磨损等问题的现象、原因、处理措施作了详细阐述和讨论。关键词: Shell 煤气化;煤粉加压输送;运行问题;分析处理;煤直接液化中图分类号: TQ546.2文献标识码: B文章编号: 1001 -9677(2013)22 -0152 -04Treatment Optimization of Pulverized Coal Pressurisation andFeeding System of Shell Coal Gasification ProcessSONG Jin -rong, WANG Zhi - hua, LI Hai - bin( China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Ordos CoalLiquefaction Corporation, Inner Mongolia Ordos 017209, China)Abstract: Technological principle and process of pulverized coal pressurisation and feeding system for Shell CoalGasification Process were introduced. Several emerging issues of Pulverized coal pressurisation and feeding system oShenhua Direct Coal Liquefaction project were summarized. Phenomena, causes and treatment measures of those issueswere elaborated and discussed speifcally，which included pulverized coal fill filter pyramis blockage, breakage of filterbag, coal sluice vessel infation equipment and decompression tee joint, key valve jam, as well as coal feed vesseldecompression pipe attrition.Key words: Shell coal gasification process ; pulverized coal pressurization and feeding; operating problem; analysisand process treatment ; direct coal liquefaction基于缺油、少气、相对富煤的资源特点，科学合理发展现进行充压，充压过高可经煤锁斗高压过滤器泄掉-部分。煤锁代煤化工，清洁利用煤炭资源是减轻环境污染和对石油资源依斗和煤粉给料仓间设计有平衡线，放料时可使两者压力保持一赖的战略选择"。煤气化是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的致下料顺畅。煤粉给料仓也设计有充压、泄压线，并由相应控重要技术和主要手段，是发展现代煤化工、煤制油、燃料煤气制器来维持压 力稳定。高压氮气通入煤粉给料仓充气锥，使煤等工业化生产的龙头[2]。Shell 煤气化技术采用干粉煤进料、高粉流化悬浮后以稳定流量供至煤烧嘴，而这是一个连续操作过温加压气流床气化”),是目前世界上较为先进的第二代煤气化程。煤锁斗的间歇操作周期与煤烧嘴连续耗煤负荷相匹配，才.工艺之一，国内有多家单位先后累计引进27套Shell煤气化装能保障整个装置生产持续运行。置。煤粉加压输送是磨煤干燥和煤粉气化的衔接单元，一旦发生煤粉仓装料袋滤器锥部堵粉或布袋损坏、煤锁斗充气设备损2煤粉加压输送 系统工艺流程坏、煤锁斗泄压三通破损、重要阀门卡涩、煤粉给料仓泄压线以A系列为例，煤粉加压输送系统工艺流程如图1所示。磨损等问题，势必影响整个Shell煤气化装置的正常运行。当V1205A低料位出现时，煤锁斗V1204A底部放料锁斗阀1煤粉加压输送 系统工艺原理12XV0131/0132 开启，向V1205A补充煤粉。当煤锁斗V1204A排空后，关闭放料锁斗阀和均压阀12XV0126/0127，与煤粉给煤粉加压输送系统主要通过煤锁斗变压操作来实现接料和料仓V1205A隔离，通过三级泄压将V1204A压力泄至煤粉仓放料，煤锁斗泄压从低压煤粉储仓接料，隔离充压向高压煤粉装料袋滤器S1201A。从磨煤干燥系统来的煤粉经螺旋给料机储仓放料，系间歇操作过程。煤粉仓装料袋滤器顶部与大气相X1102A、X1105A/B连续输送到低压煤粉储仓V1201A中。当通，煤粉储仓与煤粉仓装料袋滤器间有连通线可保持常压，煤V1204A和低压中国煤化工平衡后，V1204A 顶锁斗及煤粉给料仓均泄压至此，PLC 控制低压氮气进行反吹使部接料阀12XVV1204A进行装填。布袋再生。煤粉仓装料袋滤器底部旋转给料器和螺旋输送机,当V1204A装满MHCNMHG与V1201A隔离，可将泄压带来的煤粉返回煤粉储仓。四条高压氮气线对煤锁斗通过高压氮气线对 V1204A加压。当V1204A压力接近V1205A作者简介:宋金荣(1983-), 男，助理工程师，主要从事煤炭气化与清洁利用研究。.164广州化工2013年11月根据加热炉热效率反平衡法计算公式: η = 100% -(排烟5.3.2减少电的消耗损失+表面散热损失+不完全燃烧损失+辅助设备耗能)可以增加变频器之后，能够更好的调节烟气氧含量，获得热媒看出，在热媒炉正常运行时排烟损失占加热炉总热损失量的比炉燃烧时需要的最佳风量，使其在控制稳定的氧含量( 要求控例很大:当热效率为90%时，排烟热损失占加热炉总热损失量制在2% ~4%，现在基本控制在2%左右)明显下降，炉区改的70%~80%。造前每天使用电量为17500 kWh,而改造后每天使用12000 kwh,通过余热回收装置、风机变频器系统及燃料系统改造以用电量节约了30%左右，约3万元。后，排烟温度降低约90 C,有效的降低了排烟损失。在不断5.3.3减少燃料费用优化运行参数后，热效率提示至92.1%。使用重油系统和蒸汽系统，每天燃烧重油45吨，炉区每5.3降低消耗天蒸汽使用量约363 m',费用高达约26. 5万元。改造天然气5.3.1减少清灰 费用之后，每天的用量约为55000 Nm' ,而天然气的价钱相对较低,燃油烟气中含有较多灰尘，长期运行后灰尘会随之附着在天然气单价按1.9元/m',每天的费用约为10.5万元。改造之炉管及节能器管壁上，减少了炉管对热量吸收和余热回收效后，燃烧成本每天节约了将近16万元。果，从而影响加热炉的热效率。改造后燃气烟气中产生的灰尘6结论相对较少，不仅仅在余热回收率更高,而且大大减少了人工清扫炉管和节能器的频次及所产生的费用。经过对热媒炉余热回收装置、风机变频系统及燃料系统改造后，燃烧更加稳定，烟气组分更加环保，臧少了对设备的腐表2每年清扫炉管所需费用蚀和炉管清灰费用;降低了排烟温度,提高热效率;大大减少Table 2 The cleaning cost of Cleanning the tube every year了热媒炉风机的电量和高压蒸汽的用量;燃烧成本大幅降低。燃料重油天然气由此可见，热媒炉改烧天然气后，每年节省的费用是相当可观清洗方式干冰水的费用(万元/年)90热媒炉每年节约费用:节约清灰费用+(节约燃烧费用+节约电费)约为6610万元。由表2可以算出用干冰清扫时3台热媒炉每年清扫3次,因此热煤炉改造之后达到了更加节能、环保、降耗的目每次30万元,共计费用为90万元/年;经过优化后用水清扫时的，为聚酯装置的平稳生产等均提供了可靠保证。3台热媒炉每年清扫4次，每次10万元，共计费用为40万元/年。而现在使用的燃料天然气极大的减少了烟气灰尘的产生，参考文献所以不产生清灰费用。[1]经洪峰,董春利. 变颊器在热媒炉供风系统中的应用[J].自动化应用,2010(09) :27 -31.(上接第154页)(3) 12PV0128B 泄压线磨损处理与优化:①技术改造在袋损坏、 充气设备损坏、泄压三通破损、阀门卡涩故障等常见12PV0128A后，即12PV0128B前增加过滤器S1204A, 当煤粉问题,才能保障整个Shell煤气化装置长周期稳定运行。给料仓泄压时，可有效过滤煤粉,防止煤粉磨损阀门和管线;②精心操作保持压力12PIC0127稳定，避免泄压阀频繁开关，不仅造成压力波动和氮气浪费，而且过量的高压氮气泄压时通[1] 唐宏青.现代煤化工新技术[M].北京:化学工业出版社,2010:1 -过阀门容易损坏阀门。[2]张晓慧. 煤炭的高效清洁利用一媒 气化技术[J].河北化工,4结语2007 ,30(11):23 -25.煤粉加压输送单元是Shell煤气化工艺的重要组成部分,[3]梁永煌,游伟 ,章卫星,等.壳牌煤气化装置的常见廣蚀及对策[J].化工科技市场,2012 ,50(1) :32 -36.其正常运行是整个Shell煤气化装置稳定运行的前提和保证。[4]王彦涛. 煤粉加压系统中煤粉结块问题的分析及改进[J].河南化煤粉加压输送是复杂的两相流课题，更是极具挑战的工程问工,2012 ,29(9) :52 -53.题，煤质特性、工艺操作、仪表自控以及设备材质、结构、安[5]刘士永. 壳牌煤气化装置V1204充气锥(或充气笛管)在控制中的装等对加压输送过程影响显著。只有妥善处理好煤粉堵塞、布保护[J].化学工程与装备,2010(7) :46 -47. .中国煤化工MHCNMHG.