煤气化装置运行总结

2012年6月un2012第35卷第3期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol, 35 No.3煤气化装置运行总结吴奇洪(中国石化安庆分公司,安徽安庆246002)摘要:总结煤气化装置长周期运行中原料煤的煤质管理等典型做法,分析和探讨运行过程中出现的问题及解决措施,力求在总结、完善的基础上积累经验,进一步改进和优化煤气化装置的安稳长运行。关键词: Shell粉煤气化运行煤质管理中国石化安庆分公司煤气化装置(以下简称压及输送、煤气化及合成气冷却、除渣、干法除灰“安庆煤气化装置”)自2006年11月18日一次投湿法洗涤、废水汽提及澄清、配套公用工程等单元产成功以来,在近5a的时间里不断学习探索、借组成。鉴和总结,通过加强原料煤质量及装置运行管理关键设备 Shell气化炉为水冷壁型式,内壁布强化机电仪管操一体化管理和操作优化,开展针有水冷却管,副产部分蒸汽。操作时壁内形成一层对性的技术攻关,实现了煤气化装置的安稳长运渣,用“以渣抗渣”方式保护衬里不受侵蚀。She煤某行。2011年装置自4月6日21:23投料恢复生产气化装置能力大,气化压力为3.5-40MPa,单炉日至9月6日0:57装置计划停车,实现A级连续运处理煤量达2000t,设计有效合成气(以CO+H2行153d,刷新了由荷兰NUON工厂2006年创造计)142000m3/h的137.2d壳牌煤气化装置连续运行最长记录,创13煤种使用情况造了当期单炉煤气化装置运行最好纪录。安庆煤气化装置设计煤种为皖北刘二矿煤,设计耗煤量为2000td。煤气化装置经过近5a时1安庆煤气化装置概况间的运行实践证明,入炉煤质稳定是 Shell煤气化11“油改煤”工程概况装置长周期运行的关键。由于目前使用的单一煤中国石化安庆分公司化肥厂在经历原料“油种尚不能满足煤气化装置的稳定运行需要,则根改煤”改造前,采用20世纪70年代从法国赫尔蒂据煤种特性进行了合理的混配,以保证入炉煤的公司引进的托普索工艺,至90年代末期,虽经多质量要求。安庆煤气化装置自2006年投料运行次改造,但以轻油为原料路线的合成氨工艺已逐以来使用煤种及配煤的情况见表1。渐成为了企业发展的瓶颈。因此,启动了中国石化从实际运行情况看,自2010年安庆煤气化装安庆分公司化肥原料结构调整及炼油化工资源优置开始使用低硫煤与高硫煤1:1人工配煤后,气化化项目(简称“油改煤”工程)。“油改煤”工程包括炉人炉煤质趋于稳定,气化炉堵渣情况明显减少。日处理煤炭能力2000t的 Shell煤气化装置、净化其中2010年煤气化装置实现B类连续运行110装置及当时国内最大的国产化空分装置等3套核d,2011年实现A类连续运行153d心装置。14总体运行情况12气化工艺技术简介安庆煤气白?m0K年拇成功以来,通安庆煤气化装置采用的是 Shell粉煤加压气中国煤化工收稿日期化技术(简称SCGP),属加压气流床气化,是以干CNMHG-O3-28作者简介:吴奇洪,女,1977年7月出生,工程师,1999年华东煤粉为原料、纯氧为气化剂,进料采用氮气加压输冶金学院化工系化工工艺专业毕业,现就职于中国石化安庆分公司送、液态排渣的工艺,主要由磨煤及干燥、粉煤加化肥部。联系电话:056-538199:-mial:wuqhash@Sinopec.com1462012年第35卷过不断摸索和优化,装置整体运行状况有了较大改善,连续运行水平逐步提高,运行情况见表2。表1安庆煤气化装置原料煤及煤种使用情况时间采购原料煤种气化炉入炉原料煤种配煤方式2006低硫煤:皖北刘二矿煤皖北刘二矿煤2007低硫煤:皖北刘二矿煤,皖北百善煤皖北刘二矿煤,皖北百善煤2008低硫煤:皖北刘二矿煤,皖北百善煤;皖北刘二矿煤,皖北百善煤,云南镇雄煤,皖北刘二矿煤与云南镇雄煤1:1,人工配煤高硫煤;云南镇雄煤,四川龙泉煤皖北百善煤与四川龙泉煤11,云南镇雄煤、四川龙泉煤、皖北刘二矿煤11:22009低硫煤:皖北刘二矿煤,皖北百善煤;皖北刘二矿煤与云南镇雄煤l:l,皖北刘二矿煤与云南镇雄煤2:1,皖北刘二机械配煤高硫煤:云南镇雄煤矿煤,皖北百善煤与云南镇雄煤1:1,云南镇雄煤、四川龙泉煤、皖北刘二矿煤1:1:2010低硫煤:皖北刘二矿煤,皖北刘一矿皖北刘二矿煤与云南玉安镇雄煤l:1,皖北刘一矿煤与云南玉安镇雄煤1:1,人工配煤煤;高硫煤:云南玉安镇雄煤,云南日皖北刘一矿煤与云南日源镇雄煤1:1源镇雄煤2011低硫煤:皖北刘一矿煤;高硫煤:云南皖北刘一矿煤与云南玉安镇雄煤1:1,皖北刘一矿煤与云南日源镇雄11煤人工配煤玉安镇雄煤,云南日源镇雄煤表2安庆煤气化装置运行情况较大。时间A最长连候B英最长连年表32010—2011年安庆煤气化装置停车原因统计运行时间/d运行时间/年运转率%氧负荷率,时停车停车年度停车性质次数停车原因次数20072010工艺气化炉堵渣3次;激冷气压缩机122008进口压差高1次67.16103设备2激冷气压缩机三通磨穿;空分膨胀机旁路单向阀后法兰泄漏增大1108172372电气6因变频器故障导致激冷气压缩机83624仪表跳车5次;因气化联锁注:1)2006年11月18日首次投煤开车,2006年全年运行时(13Uz0002B)误动作1次间较短,未进行年运转率统计。2011设备2气化炉输气导管弯管处水冷壁泄22)2007-2011年先后进行了4次较长停车时间整改,其漏增大;空分装置增压机振动高中空分因分离效率及内部泄漏造成5次扒砂处理2)设备原因。20102011年由于设备原因导3)2010年因空分装置泄漏,煤气化装置无法运行,统计运行率为剔除空分装置停车影响因素数据致的煤气化装置停车主要是气化炉输气导管水冷4)2011年因空分装置泄漏,煤气化装置无法运行,统计运壁磨蚀泄漏、激冷气压缩机三通腐蚀泄漏以及空行率为别除空分装置停车影响因素数据。分装置问题引起。随着设备运行周期的延长,气化系统设备的磨蚀和腐蚀问题将会更加突出,需要22010-2011年停车原因及分析采取相应的措施加以防范2010-2011年煤气化装置长周期运行水平有3)电气仪表原因。2010年由于激冷气压缩机了较大幅度的提髙,煤气化装置因自身原因停车变频器抗干扰能力差导致煤气化装置停车就有5较前两年大幅度减少,影响长周期运行的主要因起,2010年大修期间对变频器进行了更新,2011素有工艺、设备和电气仪表3个方面。通过对停车年未发生电气原因导致的停车原因的分类和分析,进一步消除瓶颈,提高长周期运行水平。20102011年装置停车次数及原因统3典型做法计见表3。在统计和分析煤气化装置停车原因的基础1)工艺原因。总结2010年工艺原因造成的煤上,2011年有针对性地开展了相关工作,结合生产气化装置停车,主要是因为气化炉堵渣和激冷气实际山中国煤化工运行过程中的主要压缩机进口压差高等原因。虽然堵渣的真正机理典型CNMH(1可以看出,稳定尚未明确,但与入炉煤质的稳定性有很大的关系;的煤质和良好的运行管理是装置连续稳定运行的同时煤线操作平稳性对气化炉炉温控制的影响也关键。第3期吴奇洪.煤气化装置运行总结147加强煤质管理,确保入炉煤质稳定煤按不同矿点来源、煤炭品种、质量特性等实行分坚持气化炉相对低温操作模式区域定点堆放,坚持在干煤棚按比例人工配煤后型[强化机电仅管操”五位”体化晉匚建(置行异工况分析》利度进筒仓。坚持筒仓专线卸煤、不同煤种相对固定分加强开停工环节管理筒仓储存,避免非预期混煤不断优化装置工况3.1.2加强配煤监控管理图1安庆煤气化期运行典型做法煤气化装置自投产以来,先后分别使用过皖3.1加强煤质管理北刘二煤、百善煤、云南镇雄煤、皖北刘一煤等。进原料煤质不仅关系到煤气化装置的关键技术煤方式在2008年5月以前为单煤种入炉,之后绝经济指标,同时影响到磨煤及干燥单元的操作、气大多数时间均为镇雄煤与皖北煤按1:1混配煤。因化炉温的控制、合成气冷却器结垢及渣屏挂渣的考虑筒仓机械化配煤优势,所以2008—2009年均状况,甚至直接影响到变换催化剂的活性,因此原采用机械化配煤,但受筒仓料位不同、不同煤种流料煤质量的稳定与否是影响长周期运行的重要因速不同等因素影响,煤质波动较大。素之一。通过前期装置运行情况看,壳牌煤气化工2010年开始使用人工配煤组织生产,装置堵艺对气化入炉煤质稳定有严苛的要求。煤种切换渣情况明显减少。从装置运行情况看,采用人工机频繁、配煤不均都会造成煤质波动,因此原煤质量械进行筒仓前混配、单线供煤,基本淸足混配煤均稳定、均衡进厂以及配煤的稳定性对壳牌气化装质化要求。2011年继续坚持人工手动配煤组织生置连续稳定运行极其重要产,通过在筒仓出口皮带上增设原煤自动采样装31.1严格煤炭入厂和堆放管理置,并组织修订《安庆石化入炉煤采制样管理规1)加强源头管理。2011年进一步加强了原料定》,提高入炉煤质分析频次,强化配煤后煤质监煤釆购管理,严格按照煤质控制指标组织原煤进控措施,装置因煤质波动所造成的影响明显减少,厂,杜绝让步接收;杜绝矿方用精煤与原煤进行掺为装置A级连续运行153d提供了保障。2010配;提高大矿原煤库存,尽量减少切换煤种次数。2011年化肥原料煤4“皮带自动采样机分析数据2)强化原煤接卸及存储管理。要求入厂原料(配煤后混煤数据)对比见表4。表42010-2011年化肥原料煤4皮带自动采样机分析数据对比灰分,%空气干燥基硫含量,%流动温度℃F602质量含量,%项目2010201120112010最大值29.13266128251439143512681317217217最小值1.2813331350平均值24.69l.811393138910.481.89从表4数据看,配煤后煤质基本都是稳定的,煤烧嘴跳车及后续装置波动等异常工况时,关键硫含量波动不大,但灰分数据2011年仍明显好于参数调整不及时时炉内温度急剧变化,造成垮渣2010年,且波动幅度呈下降趋势。引起的下渣口堵渣事故。3.2坚持气化炉相对低温操作模式3.3强化机电仪管操“五位”一体化管理在认真评估渣口堵渣和渣屏堵渣的风险后,通过加强“五位”一体的巡检与特护,及时诊2010年4月根据煤种采取了气化炉相对低温操作断设备运行过程中存在的问题,在设备有隐患苗模式,通过实际运行发现,堵渣情况明显好转,装头时及时组织消缺,对易疲劳设备如磨煤机、捞渣置首次突破连续运行100d。2011年继续坚持气化机等实行预防性维护和检修,避免设备带病运行炉相对低温操作模式,根据使用的煤种,控制气化降低设备维修成本,缩短了检修时间。并将部分易炉小室蒸汽产量在16~18t/h。因采取相对低温操故障设备维中国煤其螺旋输送设作模式虽然降低了渣屏结渣的风险,但却增加了备定期更换纤维分离筛CNMH渣口堵渣的几率。为此,在气化炉相对低温运行定期检查清队、居示的单系列运段时间后,再适当进行提温操作1~2d,减薄炉内行、敲击器(设备、工艺、仪表)定期联检、高温高压水冷壁渣层厚度,避免因装置出现煤质突然变化、陶瓷过滤器反吹阀(工艺、仪表)定期联检等,有效148012年第35卷地确保了设备正常运转,为装置长周期运行提供(12Xv0233、12Xo131)卡涩。虽对12XV0233进了保障。行了更换,但阀门卡涩问题仍然存在,故采取了34建立《装置运行异常工况分析》制度12XV0223、12Xvo132单阀运行方案以维持粉煤2010年根据《干粉煤型煤气化装置运行管理放料。由于单阀运行安全风险大,一旦出现阀门明办法(试行)》,针对Shel粉煤气化装置工艺控制显泄漏,将严重威胁粉煤储罐安全及煤线安全。单复杂、生产管理及操作难度大的特点,实行“异常阀运行期间,通过加强对粉煤储罐压力粉煤放料管理”。具体做法是利用作业部网页管理论坛交流罐/粉煤给料罐压力、充压时间等参数监控并及时平台,建立《装置运行异常工况分析报告》专栏,班跟踪顺控运行及阀门动作状态,同时对12Xv0233组一旦发现装置生产出现异常,及时向主管部门进行定期试运,确保紧急情况下的备用汇报并采集数据,专业人员及时查找原因,制定措4.3激冷气压缩机入口过滤器压差上升施,最终形成处理预案。自装置开车以来,激冷气压缩机入口过滤器3.5加强开停工环节管理压差成为威胁气化装置长周期稳定运行的瓶颈之根据《干粉煤型煤气化装置运行管理办法(试严重威胁激冷气压缩机及气化装置安全稳定行)》以及近几年的实际运行经验,组织集中编制、运行。修订和完善了《气化装置开车条件检查记录表》,2011年4月开车前对激冷气压缩机入口管线以规范和指导气化装置开车过程中的各项准备工进行了射流清洗,并清理出大量的管线积垢,开车作,优化开车步骤,缩短开车时间,努力避免因操后入口过滤器压差一直处于稳定状态。但随着运作不当所造成的各类事故。行时间延长及激冷气压缩机入口合成气温度波36不断优化装置工况动激冷气压缩机入口过滤器压差出现缓慢上升以维持装置稳定生产为前提,不断优化装置通过及时调整激冷气压缩机入口合成气温度,尽工况,如:加强煤阀吹扫氮调整、根据原料煤质变可能维持温度稳定,同时适时降低了合成气压缩化调整氧煤比等。同时根据装置出现的异常情况,机转速,入口过滤器压差上涨有所抑制。进一步优化调整工艺参数,如输气导管泄漏的优44氧阀内漏、各条煤线流量偏差大,煤烧嘴运行化调整、渣收集罐出现堵塞迹象后的优化调整等,不稳定确保装置的连续运行。2011年4月开车后氧线放空阀(13XV0218/13XV0318)均有不同程度内漏,由于氧流量计在该42011年装置运行存在的问题及措施放空阀前,造成入炉氧量比测量值低,导致实际的4.1粉煤给料罐料位计失真氧煤比偏低。同时由于粉煤储罐称重测量波动,造2011年4月开车后,粉煤给料罐料位计测量成煤循环参数设定偏差,尤其是3*、4·煤线流量测出现了失真,分析原因极可能是由于粉煤放料冲量值与实际人炉量偏差较大,尽管利用校正系数击及冲刷导致导波雷达料位计金属导波线断裂或做了调整,但总氧煤比偏高(>1),一旦煤线受负荷固定支架脱落。虽已设置放射性料位开关作为放调整及压力波动,煤烧嘴易因氧煤比高跳车。以后料开关,由于放射性料位开关无法有效运行,粉煤应加强对氧阀进行检定,对已内漏的氧阀及时更给料罐料位无有效手段监控,导致放料风险増加。换或修复;择杋査找粉煤储罐称重灵敏度不好的为此,运行期间对粉煤给料罐放料时间、放料原因,重新进行煤循环测试以校正煤线设定参数。频次等进行详细统计,视情况调整放料频次,确保45气化炉输气导管水冷壁、反向室至中压蒸汽粉煤给料罐料位正常;同时以粉煤给料罐温度作过热器过热管处存在泄漏的可能为放料辅助手段进行放料监控,运行期间未发生2011年8月下旬,发现汽包补水与总蒸汽产因断料造成煤烧嘴熄灭事故量偏差增大至h气化怕合成气冷却器压差持42粉体锁斗阀处于单阀运行状态,安全风险大续上中国煤化工水冷壁至中压蒸汽虽然2011年4月开车前对粉煤加压输送单过热CNMH〔汽包压力至50MPa元锁斗阀进行了全面更换,阀门故障情况较前期运行,维持汽包压力稳定,降低汽包水汽侧与工艺运行有所降低,但仍相继出现高压锁斗阀气侧间压差及避免汽包超压或压力变化过大从而第3期吴奇洪.煤气化装置运行总结149对泄漏处造成冲击,导致泄漏进一步扩大;并增设善了回用水利用效率低、外排污水多的状况,确保气化炉水冷壁流量测量点低流量报警及气化炉差了高压回用水泵安全运行。压高压差报警,级别设置为“紧急”。46废水汽提澄清单元设备故障较多5结论011年4月开车后,为降低堵渣风险,采取了由于Shel!粉煤工艺复杂、疲劳设备多、自动相对低温操作,导致渣水固含较高,废水汽提澄清化程度高等特点,装置在生产运行过程中较易出单元始终处于超负荷运行状态,多次出现废水澄现突发性故障,装置长周期运行难度大。安庆煤气清槽泥浆淤积而导致回用水水质较差,高压回用化装置在不断的探索和总结中,逐步形成了以原水泵故障频繁。为此,加大了滤饼出厂力度和制备料煤质管理为基础,严格开停工环节管理,强化机效率,启动了双套滤饼制备系统,加强了巡检力电仪一体化管理,突出预防性维护和超前诊断分度,及时处理滤饼制备系统故障及故障隐患,有效析,不断优化生产运行的新思路,为Shel粉煤气确保双套滤饼制备系统完好运行;同时对气化装化工艺长周期连续运行提供了保障。经过生产实置回用水流程进行改造,初步实现了气化装置清践证明,安庆煤气化装置的优化操作和技术改进淤分流,增强了气化装置回用水系统操作弹性,改是切实可行的。RUNNING SUMMARY OF COAL-GASIFICATION PLANTWu ihon1g(SINOPEC Anging Branch, Anging 246002)Abstract: To sum up the typical method in managing the raw coal quality in a long-term running ofcoal-gasification plant and analyze and investigate the problems appeared during the operation and solutionsthereof to accumulate the experience based on the summary and perfection and further improve and optimize asafe, long-term and stable running of the coal-gasification plantKey words: Shell pulverized-coal gasification; running; management of coal quality离子液体法硫回收技术简介传统的克劳斯法硫回收是将酸性气经过燃烧炉燃烧,并经过克劳斯反应器使HS与SO2反应。而离子液体法硫回收是直接将酸性气通入离子液中。从净化工序来的酸性气首先进入2个水洗塔,除去酸性气中夹带的甲醇和一小部分单质硫,然后酸性气进入装有离子液的塔,在离子液中有丰富的HSO3,尾气中的HS直接与HSO3反应生成单质硫和水。经过反应的离子液进入最后1个塔,在这个塔中对离子液进行加热使离子液再生,并通过真空泵对这个塔抽真空,使离于液能够通过压降进行闪蒸再生。通过热再生和闪蒸再生的离子液就会变成纯净的离子液,然后再通过泵打到前面的塔进行重复的利用离子液脱硫工艺比传统克劳斯脱硫工艺的优点:①比传统的克劳斯脱硫工艺的耗能更低,离子液脱硫工艺的离子液和水都可以循环利用,避免了不必要的消耗和浪费;②比传统的克劳斯脱硫工艺更安全离子液脱硫工艺的操作压力低,基本是在常压下进行,同时离子液是一种无毒无害的液体。离子液脱硫法还是一种新的脱硫方法,尽管现在只是在小范围内进行试验使用,但经过不断的改进和完善,它必将会凭借自身的节能环保高效而成为一种新式的硫回收方法。兖矿国宏化工有限责任公司余涛达钢集团年产20万吨焦炉煤气制甲山中国煤化工CNMHG四川省达州钢铁集团有限责任公司2010年9月正式兴建年产20万吨焦炉燥气雨甲醇坝日,∠平3月甲醇装置建成并进入开车阶段,4月4日产出粗甲醇,4月5日顺利产出精甲醇,产品经检验属国内优等品,且达到美国“AA"标准。汪家铭