榆林能化甲醇厂气化炉优化运行总结

口科技凤榆林能化甲醇厂气化炉优化运行总结张雄党亚婷(兖州煤业榆林能化有限公司，陕西榆林719000)[摘要]介绍了 60万吨GE水煤浆气化炉优化运行的经验。[关键词] GE气化;长周期;优化兖州煤业榆林能化年产60万吨甲醇项目气化技术引进美国GE水堵渣现象，气化炉运行稳定;但助熔剂添加后，助熔剂对耐火砖侵蚀厉煤浆加压气化技术，气化炉为两开-备，单炉煤浆量为666m3/h,害，目前正在逐步摸索调整助熔剂添加比例，在满足原煤粘温特性及单炉有效气量2020000Nm/d (CO+H2 有效气)。2008年12月3日灰熔点要求的前提下，尽可能减少助熔剂添加量，以减少助熔剂对耐火首台气化炉投料成功，几个月后其它两台气化炉相继投料成功。砖砖缝冲刷、侵蚀。一、 气化炉长周期运行经验分析总结三、气化炉优化运行经验总结影响气化炉长周期运行的主要问题是耐火砖使用寿命短、工艺烧(-)负荷控制嘴使用寿命短(最长51天)、黑水管线磨损问题。使用66m/h工艺烧嘴时，煤浆流量为72m/h,控制在烧嘴设计(一)耐火砖使用寿命短流量105~ 110%;使用86m9h烧嘴时，煤浆流量为78m/h,烧嘴气化炉简体砖纵向砖缝损伤严重，简体砖中间偏上位置冲蚀严重，设计流量的90%左右:负荷控制在设计值90 ~ 110%。.耐火砖砖缝较宽较深;筒体砖下部冲蚀面积较大，耐火砖砖缝细;锥底(二)操作压力控制砖频繁脱落，2012年A#气化炉锥底砖T1903部分脱落或全脱落。气化炉设计压力为6.5MPa， 单炉操作压力5.6MPa, 双炉操作压分析原因: -是助熔剂(主要成分SiO)含量偏高造成冲刷、侵力6.0MPa,洗涤塔合成气出0阀门HV6204及手动阀处于全开状态，蚀。二是锥底T1903砖与托砖盘的支撑尺寸小，容易造成脱落。气化炉操作压力由合成系统进行调节。2012年9月份开始调整原煤中助熔剂添加比例，在满足原煤粘温(三)炉温控制特性及灰熔点要求的前提下，尽可能减少助熔剂添加量，以减少助熔剂气化炉操作温度根据原料煤中助熔剂添加量、煤灰熔点及运行情对耐火砖砖缝冲刷、侵蚀;联系洛阳耐火材料研究院，考虑对锥底砖进况进行调节，正常情况下操作温度1260C左右，同时参考CH4含量调行改型并调整向火面砖成份以达到延长耐火砖使用寿命的目的。节气化炉操作温度。(二)烧嘴使用寿命短(四) 中心氧比例调节烧嘴正常使用周期为45天，使用40天以上的烧嘴大多因烧嘴盘开车时中心氧阀门开度设定值为25%，投料成功后缓慢减小中心管泄露或煤浆喷头磨损严重不能长周期运行;煤浆喷头的前端冲刷严氧比例，达到满负荷时中心氧比例为15~ 16%。重，端面出现缺口，造成煤浆雾化效果变差且易形成偏喷。现在正着手(五)氧碳比比例调节进行煤浆喷头的调研改造，调整烧嘴头部材质，延长烧嘴使用寿命。氧碳比正常控制比列450~ 470左右，投料时根据投料温度氧碳比(三)黑水管线磨损适当提高5~10。原料煤灰熔点变化、渣口堵时，适当提高氧碳比提温进高闪黑水减压阀后三通管线及盲法兰泄漏频繁，将三通管线更烧渣口。换为耐磨材质、盲法兰更换为耐磨合金后，使用寿命基本能够达到与烧(六)烧嘴的使用经验嘴同步。其他出现过磨穿的弯头管线更换为耐磨材质，延长使用周期。2012年共出现四次烧嘴问题，都是冷却水盘管和外氧喷头焊缝处停车检修期间对黑水管线测厚，建立台账，对比磨损速率，便于提前对开裂。经分析主要有以下原因:磨损严重部位进行更换。1)应力腐蚀:出现裂纹的部位基本都在冷却水盘管和外氧喷头焊二、原料煤的质量控制经验总结缝处，由于Inconel625应力腐蚀敏感性较高，如果盘管和外氧喷头组(一)煤灰熔点的控制对时尺寸略有偏差，特别是旧盘管切割后变短，对口时极易产生拉应榆林能化甲醇厂用煤来自配套的榆树湾煤矿，原煤灰熔点高、粘力，焊接接头处的拘束度和焊接残余应力就变大。在使用过程中由于热温特性差，易造成气化炉激冷室及下降管堵渣。分析结果如下:膨胀产生了更大的热应力，发生应力腐蚀开裂。表1添加助榕剂前煤质灰熔点2)焊接环境的影响:出现问题的烧嘴都是冬季修复和制作的，由日期变形温度软化温度半球温度(C)德助温度于冬季施焊厂房内温度偏低，焊缝冷却速度过快，加大了材料淬硬性的C)(C)_2011.6.4.128129513011303对于以上原因，采取以下改进措施，避免此类现象的发生、延长2011.6.1127512901298烧嘴使用寿命:2011.6.10 12851297129T13)精确把握盘管和外氧喷头连接尺寸，减小装配应力，避免焊缝2011.6.13_ 126512312801285通过与西北化工研究院进行合作，在原煤中添加助熔剂(主要成附近应力集中。2)冬季施焊时确保厂房内温度在规范要求范围内。分SiO)来改善原煤粘温特性、降低灰熔点，以优化气化炉运行。在四、渣水系统优化运行经验总结操作中根据工艺运行情况，通过调整原煤中助熔剂添加比例控制原煤粘(一)渣水系统水处理药剂使用情况总结温特性及灰熔点。1) 絮凝剂:添加量为174nm 根据8前nk质分析结果显示，水2添加助熔剂后煤质煤灰熔点质浊度总体上能够保持中国煤化工充形福度(C)软化温度(C)半球温度(C) 德动福度(C)2012418- 1125-1155511621176环两个部位的结垢现象减轻、情况得到改善。2)分散剂:添加0HCNMH G文丘里与激冷20124.241161167C 20124.22 I114811881156(二)循环水流量控制1154 .循环水管线无流量计，正常情况下三套系统循环水阀门处于全开，添加助熔剂后气化炉运行稳定，未出现过气化炉激冷室及下降管特殊情况下根据调度室要求，备用系统循环水阀门适(下转第 227页)220 2013年7月(国)经济管理小，电解效率高，能耗大大降低。二是无机碱性离子膜不易破裂，在碱(kW-h),从经济角度考虑，成本还需要降低-半。对于我们来说当务性溶液中不会发生溶解，其运行安全性比传统电解槽要高。三是电解液之急是要实现风电机组国产化，从而降低风力发电成本。电解水装置成全自然循环设计，不再采用循环泵，不仅节约了泵类所消耗的能耗，也本较高，目前电解水设备的价格大约是6000~ 15000元/kW,效率在免除了大量烦琐的维修及维护工作。四是安全性设计。60%~70% (LHV)。 研究表明，为使风力发电制取的氫具有竞争力，3)固体聚合物电解质(SPE) 水电解制氢技术。SPE水电解技术将来的目标是价格低于2500元/kW,效率高于75% (LHV), 容量达是用全氟磺酸型膜来替代传统的碱性水电解质和石棉布隔膜，起到产品到兆瓦级。气分离和阴阳离子传递的作用，氢离子沿着膜上的磺酸根移动，而导电(三)氢的存储和运输问题的磺酸根离子是固定在膜的网络上的，这与液体导电是根本不同的。该当前氢气的存储主要使用储罐或气瓶，需要对氢气进行压缩，而技术的核心技术是膜一电极组件 (MEA)， 采用在SPE膜的两侧嵌入压缩过程的能耗较大。运输主要依靠车辆运输，成本高且费时费力。因催化物质作为电极，使膜与电极成为-一个整体。目前SPE膜价格昂贵此需发展氢气低压存储技术，如金属储氢及液态储氢;运输方面要建立是制约SPE水电解制氢技术发展的主要因素。氢气输送管网，实现氢气管道运输。三、风力发电- -水电解制氢系统五、应用前景风力发电- -水电解制氢系 统主要由风力发电机组、电解水装置、中国风能资源总储量为32亿千瓦，技术可开发的装机容量约2.53贮氢装置、燃料电池、电网等组成。以风力发电机组为核心，风力发电亿千瓦。目前，风电产业规模为2627万千瓦，根据新制定的新能源机组发出的电可以输送到电网，富余的电供给电解水装置，由纯水通过产业振兴和发展规划，到2020年，中国风电产业规划将有望超过一电解水装置制得的氢气，然后将氢气储存起来，一方 面可以通过车辆或亿千瓦。从2009~2020年，风电产业年复合增长率仍将超过10%。管道运往别处使用，另-方面可以经燃料电池转变为电能作为电网调峰风能资源主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地带及送往电网。风力发电-水电解制氯系统把风力发电和电解水装置结合在岛屿。把风力发电和电解水制氢联合起来，为风电发展开辟崭新的道一起， 具有很多优点: 1)有利于平衡风电的输出; 2)可以提高 风力发路，可以实现风力发电较为平稳的输出、提高风力发电在电网中的比电的使用效率; 3)可以将多余的风能转化为氢能储存起来; 4)可以共例、制取真正环保的“绿色”氫能源。目前不能大规模应用的主要原因用一些电气及控制设备，提高成本利用率; 5)风力机的塔筒还可以用是:电解水装置及相关设备(燃料电池、贮氢罐等)成本高、风力发电用作储氢装置，节省系统投资。的成本高、缺乏相关政策支持等。但随着技术和社会发展的进步，必将四、存在的问题实现技术经济皆可行，并在未来能源世界中扮演重要角色。(-)凤力发电与水电解制氢之间电的转化风力发电产生的电能一般 为间歇性不稳定的交流电，而水电解制.[参考文献]氢使用的为稳定的直流电，如何将风电转化为满足电解水制氫要求的电1] 2011-2012年中国新能源产业发展研究年度报告.能是风力发电-水电解制氢系统需要解决的一-个至关重要的问题。[2]电子工业部第十设计研究院氢气生成与纯化M]哈尔滨:黑龙江科学技术出社1983.(二)系统成本高风力发电成本较高，现在的风力发电的成本大约在0.25 ~0.3元/[3]韩爽,刘永前杨勇平王玉荣风-氢混合能源系统电力建设,2009.(上接第220页)整个装置安全稳定，运行周期长。目前气化炉在设计负荷下运行比较稳当关闭，仅留1/3开度左右。定，制约气化炉长周期稳定运行的关键因素是工艺烧嘴的使用寿命，延(三)提高渣水系统设备运行周期经验总结长工艺烧嘴的使用寿命是延长气化炉连续运行时间的决定因素。1)对频繁出现故障的设备，分析原因、及时处理、善于总结。2)作者简介:张雄，男， 2008年毕业于长安大学，本科学历，助理对影响工艺指标控制的因素，及时分析、总结经验，尽早做出技改措工程师，在兖州煤业榆林能化有限公司从事水煤浆气化;党亚婷，女，施。3)在检修期间，对设备进行全面检查。2007年毕业于西安科技大学,本科学历，助理工程师，在兖州煤业榆五、总结林能化有限公司从事水煤浆气化。通过近几年的逐步摸索及改造，我公司气化装置的运行情况良好，中国煤化工MHCNM HGTECHNOGY wWIND 227