哈尔滨气化厂PKM气化炉“双高”现象原因与分析

6内蒙古石油化工2015年第6期哈尔滨气化厂PKM气化炉“双高”现象原因与分析王猛(辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司,辽宁阜新123000)摘要:本文通过对影响PKM气化炉长周期稳定运行的“双高”现象的分析,提出了针对性改进措施,认为通过改进可以延长气化炉的使用寿命、提高煤气质量,最终提高PKM气化炉的连续运转率。关键词:PKM加压气化炉;气化炉出口温度;灰锁温度;双高现象中图分类号:TE357文献标识码:A文章编号:1006-7981(2015)06-0086—02煤炭气化是合理使用煤炭资源的有效途径之甚至会出现爆炸现象,也是洁净煤技术的重要组成部分,其核心设备为1.3夹套燕汽产量和夹套锅炉给水耗量大且大幅气化炉。当前,综合效率高、工艺成熟、推广应用广泛度波动且不断向前发展的炉型应首推碎煤加压气化炉,习气化炉为双层夹套式压力容器,在内外层之间惯上称鲁奇炉。哈尔滨气化厂使用的鲁奇炉也称要注入中压锅炉给水,此时水量消耗非常大,副产的PKM加压气化炉。蒸汽增多,汽包中更多的水被气化进入气化炉,引起气化炉在生产运行中常见的一个现象叫“双气化炉工况不稳。高”。所谓双高即气化炉出口煤气温度T517,灰锁温1.4灰中含渣块和未然烧的煤度T525这两个温度都高。双高现象对气化炉运行十评价PKM加压气化炉很重要的一项,从排出分不利,不但会降低气化炉的产气量,严重时甚至会的灰外观来看,有的时候渣块非常大,有时夹杂着大烧坏气化炉内部结构,迫使气化炉停车检修在生产量残碳。再有评价PKM的生产能力好坏时,煤气分中为了获得更高的能量利用率,我们希望煤经高温析做出的样,O2、CO2、H2CH4的含量要在科学规高压气化产生的热量在炉内更好的被利用,让出口范的范围内。的煤气温度进一步降下来,如果出口煤气温度降低2PKM加压气化炉双高现象的危害的话,就提高了在后续工段洗涤冷却器0050和废热2.1双高现象对气化炉上部的影响锅炉0060换热时介质所需要的最低温度。使高温煤当气化炉出口煤气温度升高时,容易造成气化气经过更少的能量消耗,就能变成下游CO变换工炉上部布煤器的烧坏或者发生炉内夹套鼓包现象。段所需要的低温煤气。此外减少了酚水的喷人量,也布煤器烧坏偏斜,使煤内粒度分布不均,气化炉同-相应减少了后续工段的水处理。因此避免双高现象床层的阻力大小不一,反应速度不同,易出现气化炉的发生,可以使气化炉更好的长周期,稳定性的运局部过热结渣、结大块,直接影响气化炉的稳定运行。行。夹套鼓包漏水,由于夹套漏水,使气化炉内局部1PKM加压气化炉出现双高的突出表现熄火,致使粗煤气中氧含量超标,含氧粗煤气经过废1.1气化炉出口煤气和灰锁温度高热锅炉冷却后,进入气液分离器形成爆炸性混合物,T517和T525同时高并且这两个温度存在较大达到爆炸极限,在液、气、固体分离过程中能产生摩幅度的波动。控制室可通过监测相应的仪表读数,此擦火花,或在高温、高速作用下而形成爆炸。时温度居高不下,不能平稳指示2.2双高现象对气化炉下部的影响1.2粗煤气流量大幅度波动般灰区高度要求在500mm,但是当灰锁温度产气量可通过计量仪表进行计算,此时CO2的高时,就表明灰床降低,火层下移,这样就会造成气含量升高且不稳定,严重时会有氧气含量超标状况化炉下部的危害对旋转炉、炉栅非常不利,使它发生,一旦超氧,对后续工段非常不利,若处理不好们长期承受中国煤化工冬出现裂纹严CNMHG收稿日期:2014-12-262015年第6期王猛哈尔滨气化厂PKM气化炉“双高”现象原因与分析87重时甚至出现孔洞发生脱离现象。PKM加压气化等分类堆放,人炉前应将灰熔点相近的煤合理搭配炉主要的原料气化剂,从旋转炉篦底层向上供应,为尽量避免在气化炉上频繁切换使用不同灰熔点的了增加它的流速,使反应时间更长,更充分旋转炉煤,以利气化炉操作时最佳汽氧比的选择和经济运篦设计为三排孔结构,直径分别为22mm、20mm、行12mm。如果炉栅被烧坏出现局部裂纹或有大面积3.2气化剂分布的角度脱落现象,气化剂就会从这些地方剧烈喷出。这样气气化剂的分配不均匀是由灰和煤堵塞炉篦上部化剂从三排孔的孔洞中分布的就少,气化剂分布不气化剂通道引起的。正常气化剂从三排孔通行,如果均匀。如果某一部分分布的气化剂过多,就会促使局出现床层控制不好,火床极度偏下,将导致灰锁温度部燃烧反应加剧,温度升高,很容易发生温度超过原严重升高,当温度高于400℃时,旋转炉篦很容易被料煤固有的灰熔点,达到熔融状态,进而发生大的结烧坏,致使气化剂分布不均匀,最终导致双高的现象渣现象如。同时也会使部分床层接触不到气化剂,使发生。气化炉炉篦是气化炉的心脏部件,其使用寿命床层反应温度降低,最终使该处煤没有发生气化反的长短,直接决定着气化炉连续运行周期的长短,因应而直接排入灰锁。此时工况极度恶化,火层扩大,此在实际生产中,需严格控制炉篦使用温度1。因炉床层的结枃遭到了严重的破坏,严重时迫使气化炉篦与灰层直接接触,因此灰层的厚薄直接决定着炉停车。篦使用温度的高低。正常操作中,中控人员可通过控2.3双高现象对气化炉整体的影响制炉篦转速,严格控制灰锁温度来间接控制炉篦的会引起气化炉工况不稳,压力出现波动,若原料使用温度。根据操作经验,控制灰锁温度不超过粉煤过多,极容易将煤经中央喉管抽入洗涤冷却器380℃,则炉篦使用寿命可大大延长。0050,使0050发生堵塞,排放不通畅。如果堵塞得不3.3设备的原因得及时处理,0050液位将进一步升高,从0050酚水选煤分厂、选煤皮带、选煤机、水洗装置出现故连同粉煤进入二级冷却器废热锅炉0060中,在0060障、检修煤锁系统时间长或煤锁加煤出现故障,导致中如果在发生堵塞,大量洗涤酚水继续喷人,会将供煤中断,气化炉缺煤,必然造成煤气出口温度高0050注满。最终将堵住粗煤气的出口,形成液封,气并伴随过氧状况。相应的在灰锁系统的锥阀、翻板阀化炉压力会急剧上升,很容易发生爆炸出现故障或检修排灰系统时间过长,灰锁不能正常3PKM加压气化炉出现双高现象的原因泄压,灰锁内灰无法排出,气化炉继续反应,将无法31原料煤的因素达到各床层的相对固定,这样的状况最终将导致煤的粒度影响,鲁奇气化工艺属于碎煤气化,对T517的温度急剧升高。气化炉漏水,气化炉顶部压粒度要求较高,粒度大小和范围不同,会造成气化炉力测点P218温度测点T507、与洗涤冷却器连接的同一床层截面的煤的比表面积不同,在物料流经过喉管还有焦油返炉口等部位经常会出现漏水现象程中会引起堆料结构发生根本发化,出现沟流或风泄露后夹套内的高压给水就会进人到气化炉内部,洞。对气化炉工况破坏力极大,使床层紊乱,工艺指使煤层变湿。有时床层移动快,反应不充分,会发生标难以控制,气化炉生产能力严重下降。灰份及矸石过氧状况,严重时出现熄火这就要求现场巡检人员的影响,矸石含量及灰份含量较高灰样表现为矸石和控制室人员必须及时准确的发现问题,现场维修含量高、灰细,易导致灰锁温度高,且易误导操作人时,控制室人员为抢修创造条件。员降低汽氧比,造成气化炉结渣。煤灰中FeO、CaO、3.4人为因素MgO、K2O作为助熔剂,间接降低了灰熔点,对结渣开停车时,操作不当,煤质变化时,旋转炉篦调起到促进作用。因此控制原料煤这一关对于PKM整不好,布气孔出现堵塞,气化剂分布不均匀或者工稳定运行至关重要。尽管煤质在选煤定厂址时就已作人员疏忽等情况都会导致双高状况的发生。例如经决定了,但是我们仍可以通过协调选煤分厂改善正常情况下,加煤过程完全实现自动化。因为计算机煤质、加强分析、控制好鲁奇炉的压力、温度,调配好自动操作,有时会出现加煤系统跳出,煤锁不能自动煤炭热值或掺杂相应特性的煤种来调和提高煤的特向气化炉进煤煤锁需人工操作,控制室监测人员由性。煤炭采购中应将灰熔点作为一项主要的控制指于精力分散中国煤化工现上述状况标,尽可能集中采购灰熔点相近的煤种。若因采购困使气化炉缺CNMHG高。实际生产难造成灰熔点相差较大,在煤场中应据煤质、灰熔点中,这种状况的发生率很高。(下转第150页)150内蒙古石油化工2015年第6期不同排量、加砂量、前置液量和砂比进行组合模拟计J38-34井,最优液量200m3、砂比25%、前置液比例算,对比支撑缝长和导流能力,并以此进行优选。30%、排量3.0m3/min。2.2.1液量优化裂缝长液量(m图11排量一缝长一缝高关系图(砂比25%,前置液30%液量200m2)图9液量一缝长关系图3结论(前置液30%,排量3.0m3/min,砂比25%)根据含气层在目的段的分布情况来确定射孔压2.2.2砂比优化裂次数,对于叠置式J45-29井,建议在上下部分别射孔,其中上部压裂施工中推荐液量250m3、砂比25%、前置液30%排量6.0m3/min;对于孤立式J3834井,建议分上中下3段分别射孔,其中中部压裂000施工中推荐液量200m3砂比25%、前置液30%排量3.0m3/min。一裂缝率长醫号流能力[參考文献][1]陈旭升,陈春明,王秀臣,油田开发压裂施工参数的优化[J].哈尔滨理工大学学报,2002,7图10砂比一缝长一导流能力关系图(3):93~95(前置液30%排量3.0m3/min,液量250m3)[2]姚海晶.压裂施工中前置液用量计算方法研究2.2.3排量优化J].大庆石油地质与开发,2007,26(6):107与优化J45-29井施工参数的方法一样,对于(上接第87页)所以在人为因素中,就需要各分型”阶段,迫切需要从理论上进行总结、分析、指导生厂密切配合,控制室人员热爱本职工作,在工作中充产,实现向“集约型”的转变分发挥主人翁精神,爱岗敬业。[参考文献]4结论我国缺油、少气、多煤炭,以煤为原料生产天然[1]李志红,乔海星.碎煤加压气化炉在中国的发气既符合我国基本国情,也是我国未来大宗天然气展[J],煤炭加工与综合利用,2001,(5):16生产的有效手段之一。气化炉出口煤气T517、灰锁19T525温度高,这个问题在生产当中是经常出现的,[2]韩玉玺,谢吉昌.气化炉炉篦失效分析[].大这也是严重制约PKM加压气化炉长周期,稳定运氮肥,2000,23(6):49~51行的一个关键因素我们在实际生产中,可以通过改[3]尚小广,任富强,刘志辉,宋军丽,梁学博,煤质善原料煤质控制气化炉沫层、改进气化剂的分布,对炉济运行的影响分析[J].河南调试汽氧比的大小,调整旋转炉篦的快慢、优化气化化中国煤化工厂的工艺操作及生产管理设备管理都处于“粗数[4炉操作等方法来避免双高现象的出现。目前哈气化CNMHG以稳定运行的原因分析[J]煤,2012,21(4):61~63