德士古气化炉废锅结渣原因分析与探讨

09年8月大氛租.第32卷第4期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVal.32No.4德士古气化炉废锅结渣原因分析与探讨黄斌杨建荣(神华宁夏煤业集团煤炭化学工业公司,宁夏银川,750411)摘要介绍了德士古废锅流程及辐射冷却器内部结构，分析了辐射冷却器内部结渣的原因，根据实际运行经验,归纳总结了造成废锅结渣的主要影响因素，针对如何解决结渣问题提出了相应措施。关键词德士古气化炉辐射冷却器 水冷璧 结渣德士古水煤浆加压气化激冷流程应用已比较射冷却器结构简图见图1。广泛,而全热回收的废锅流程装置目前运行较少，粗煤气和流相对缺乏运行经验。经过- -年多来的生产运行和渣口‘改造完善,国内唯- -一 套 废锅流程装置在设备、仪表、工艺设计等方面的问题已逐步得到解决和完外层水冷壁粗煤气出口善,但是辐射冷却器内部结渣问题始终存在，严重影响气化炉满负荷连续稳定运行,是整套装置内层水冷壁| 粗煤气折返点高效运行的瓶颈之一。本文将对废锅结渣问题进行分析和探讨。1废锅流程简介 及形成结渣的原因德士古废锅流程的气化炉燃烧室下接辐射冷图1辐射冷却器结构却器和对流冷却器,两者之间通过一条水平走向的水冷输送管线连接。辐射冷却器内部是双层水2影响结渣的因素冷壁设计,从渣口出来的渣和粗煤气经过内层水辐射冷却器内温度和水冷壁内蒸汽压力的设冷壁冷却,凝固的渣落人辐射冷却器底部水浴中，计值与实际运行值对比见表1。.而粗煤气通过内层水冷壁和外层水冷壁之间的环表1各设备的设计 与实际运行参数对比形通道折返向.上流动到辐射冷却器的顶部,再经100%负荷80% 负荷80%负荷输送管线进人对流冷却器进-一步冷却降温。对流项目(4.5MPa) (4.5MPa)_ (3.8 MPa)下设计值下设计值 下实际运行值冷却器冷却的粗煤气进人洗涤塔洗涤降温后送入内层水冷壁底部折返点74567839变换工段,落人辐射冷却器底部水浴中的渣通过工艺气温度/C辐射冷却器出口工艺气锁斗排入渣池,进而排出系统。498温度/C从渣口出来的熔融态渣在辐射冷却器内下降水冷壁内蒸汽压力/MPa__ 10.010.0的过程中凝固,由于渣在流出渣口时会发生散射,从表1中可以看出气化炉80%负荷下各点所以渣在下降的过程中会有- - 部分接触到内层水冷壁。若渣在接触到内层水冷壁时已经固化,就中国煤化工剪:2009-06-22。C程师，1996年毕业于宁不会粘结在水冷壁.上;但当未完全固化的渣接触夏MYHC N M H G集团烯烃有限公司工艺到水冷壁时就会粘结在上面,并逐渐积累,堵塞整-分厂厂长。联系电话: 13323571908; E-mail: huangbinl215 @个工艺气及渣的下降通道,致使气化炉停车。辐163.com。第4期黄斌等. 德士古气化炉废锅结渣原因分析与探讨229工艺气温度的实际值与设计值相差较大,虽然气数为刚刚改造后的运行参数,同设计方的设计理化炉压力和炉温控制有所不同,但充分说明内层念-致。考虑装置运行后的积灰、结垢问题,换热水冷壁增加后换热面过大。效率会出现逐步下降,气化炉具体运行参数如表因为该装置为改造后投运,因此实际运行参2。表2气化炉运行参数对比运行时间/h气化炉负荷,%气化炉炉膛温度/C 辐射冷 却器出口温度/C气化炉 压力/MPa汽包压力/MP701293473.58.224761271363647412863573.68.10012483593.6”6.112493743.77.2126036740012534081012404153.412734292.1内部结构的影响气化炉在运行一段时间后 ,废锅内部必然会结渣，辐射冷却器内部设计有两层水冷壁,在进人所以辐射冷却器内中心通道较小直接导致了内部辐射冷却器的渣口处安装有滴水沿，滴水沿能起结渣。而且由于熔渣的冲刷和腐蚀,在运行--段到导流作用,防止渣在出渣口时发生散射,减少液时间后,滴水沿会出现变形、脱落等现象,无法起态渣与水冷壁接触的几率，防止辐射冷却器内部到良好的导向作用,这也导致了水冷壁结渣。结渣。为降低出口工艺气温度,在装置投用前对2.2负荷的影响辐射冷却器内部进行了改造,内层增加了水冷壁,2007年B、C气化炉最高运行负荷分别达到将工艺气和渣的下降通道由原来的2.4m减小为了92%和96%,分别运行48h和80h后均因为废1.2m。渣和工艺气的下降通道变小后,大大增加锅结渣而联锁跳车,C气化炉具体运行参数如表了未固化的渣与水冷壁接触的几率。实践也证明表3 C气化炉运行参数对比运行时间/h ;气化炉负荷，%气化炉炉膛温度/C 辐射冷却器 出口温度/C气化炉压 力MPe汽包压力/MPa7712743257.74881125032172962713458.77891246323.58.4比较表2和表3中气化炉负荷与其他参数可却的时间越长,在接触到水冷壁前越不容易被固以看出,在气化炉温度、压力等参数变化较小时，化，所以高炉温运行更容易引起结渣。提高负荷明显加重了废锅内部结渣，缩短了气化2.4 气化炉压力的影响炉运行时间。由于在一定的炉温下,增加负荷会提高操作压力会降低渣口处粗煤气和渣的流增加渣的流动速度和渣量,增大渣的喷射角,缩短动速度,从而减小渣喷出的散射角,减小了熔渣与渣在接触到水冷壁前的冷却时间,增大了熔融态水冷壁接触的机会,减缓水冷壁结渣。自试车以渣和水冷壁接触几率,提高了水冷壁换热负荷,不来气化炉正常压力均维持在3.5 ~ 4MPa, 2008年利于渣的固化,所以高负荷容易引起结渣。6月因文丘里洗涤器结垢堵塞,迫使A炉在2.3炉温的影响4.5MPa压力下运行144h。对比当时A.B、C炉运2008年6月3台气化炉均在66%负荷下、操行数据,3台气化炉负荷相同,操作温度均超过作温度在1300以上运行,A、B.C炉在分别运行1300C ,虽然A炉操作压力高,达到设计值,但因了144, 48, 96h后出现废锅结渣。3台气化炉在操作I中国煤化工吉渣现象。较高操作温度下,均相继在短时间内出现了废锅2.5DHCNMHG置更换了煤种，数结渣。在煤质稳定,操作压力不变的情况下,炉温2u0十0门土》刀，儿衣越高渣口处渣的温度越高,在下降过程中需要冷据见表4。230大色肥2009年第32卷表4煤质分析对比项目灰分,%软化温度/C流动温度/C灰成分中酸性组分,% 灰成分中碱性组分,% 灰 成分酸碱比1"煤样.8.61220125040.0642.810.942*煤样1195124039.8144.860.893"煤样13.661212129255.0928.111.964"煤样13.851202128258.6125.772.27原煤种(1#、2#煤样)和新煤种(3#、4#煤样)2.7气化炉烧嘴雾 化效果的影响比较,灰分、流动温度及灰成分中酸碱比均大幅提气化炉气化效率的高低影响着气化反应后炉高。更换煤种后,A炉运行147h后因结渣停车。渣的排放量,该装置烧嘴压差长时间偏小,气化炉由于煤的灰熔点高,迫使气化炉操作温度相应提烧嘴的雾化效果较差。以炉渣中的含碳量为依高;而灰分高使得渣量增多,增加了水冷壁的换热据,该装置的炉渣含碳量大多保持在30% ~负荷,同时灰渣流动温度与软化温度的温差越大，40% ,和其他德士古气化相比含碳量较高,相应的熔渣固化需要的时间越长,与水冷壁接触的渣处也增加了排渣量。.同气化炉负荷影响因素- -致。于非固态的可能性越大。所以高灰熔点高灰分也容易引起结渣。加3结论成分中酸性组分二氧化硅和三氧化二铝含量高的综上所述,造成气化炉辐射冷却器结渣的原煤,熔渣粘温特性差,若操作温度控制较低,易在因是多方面的,但辐射冷却器内部通道面积较小气化炉内耐火砖表面形成较厚渣层,当炉温出现是引起结渣的根本原因,这就对装置的操作提出波动时,大量熔渣从渣口流出,很容易引起水冷壁了极为苛刻的要求。可采取适当割除内层水冷结渣。壁,增大中心通道面积解决水冷壁结渣问题。通2.6汽包压力 的影响过气化C炉的增大通道改造实施，已表现出良好汽包压力越高,水冷壁内的水温越高,水冷壁效果。在改变辐射冷却器内部结构的同时,选用管内水跟管外熔渣的温差越小,越不利于熔渣的灰分低、灰熔点低,灰渣流动温度与软化温度的温固化,所以汽包操作压力升高有利于引起结渣。差小的煤种,提高气化炉操作压力至设计压力,维但水冷壁内水温对换热影响较小,汽包压力对辐持气化炉在较低负荷和较低炉温下运行,也是保射冷却器结渣不能起到决定性作用。证气化炉长周期、连续、稳定运行的有效途径。REASONS FOR SLAGGING OF WHB OF TEXACO GASIFIERHuang Bin, Yang Jianrong( Coal Chemical Industry Co. , Shenhua Ningxia Coal Industry Ine. , Yinchuan ,750411)Abstract Presented Texaco WHB process and internal structure of radiation cooler , analyzedreasons for slagging inside radiation cooler , summarized main factors influencing the slagging based onpractical operating experiences , and proposed relative measures to solve the slagging problem.Key words: Texaco, gasifier, radiation cooler, bailey wall, slagging四川化工控股集团获3A级信用等级中国氮肥工业协会日前公布了中国氮肥行业第一批 企业信用等级评价结果。四川化工控股(集团)有限责任公司被评定为AA信用等级,成为首批人围中国氮肥行业AAA信用等级的11家化肥企业之一。首批获得中国氮肥行业AA信用等级的化肥企业除四川化工控股(集团)有限责任公司外,还有中国煤化工华鲁恒升化工股份有限公司、湖北宜化集团有限责任公司、贵州赤天化股份有限公司、河关盟化工股份有限公司、江苏恒盛化肥有限公司、江苏灵谷化工有限公司、安徽临泉化工MYH.CNMHC团有限公司。泸天化集团公司泸天化报社张星芒