2013年4月Apr.2013第36卷第2期Large Scale Nitrogenous F ertilizer IndustryVol.36 No.2殼牌煤氣化裝置運行情況分析吳昌保(中國石油化工股份有限公司化工事業(yè)部,北京100728)摘要:介紹Shell粉煤氣化技術在中國石化3套裝置的運行情況,總結了長周期運行經(jīng)驗,分析了進-步提高裝置運行周期存在的瓶頸,提出下一步技術攻關方向。關鍵詞:殼牌粉煤氣化瓶頸技 術攻關中國石化3套殼牌粉煤氣化裝置(簡稱SCGP件國產(chǎn)化;同時積累了原料煤和煤氣化操作運行裝置)分別建于岳陽合資公司、安慶分公司及湖北經(jīng)驗,基本消除了工藝、操作因素對穩(wěn)定運行的影化肥分公司，屬我國首批引進的殼牌粉煤氣化裝響，緩解了氣化爐堵渣問題,3套SCGP裝置平均置，也是世界上首批將粉煤氣化技術應用于生產(chǎn)運轉率總體逐年提高，有效氣最高負荷達到97%。合成氨和工業(yè)氫氣的裝置。3套SCGP裝置20063套SCGP裝置近3a的運轉率統(tǒng)計見圖1,扣除年底相繼建成投產(chǎn)，設計能力均為處理原煤2000因空分整改等外部因素影響,3套SCGP裝置近3t/d、產(chǎn)有效氣142000m2/h,配套空分.一氧化碳耐a平均運轉率約80%,2012年達到90%。硫變換、低溫甲醇洗、制冷及公用工程等裝置。1.2裝置非計劃停工次數(shù)明顯減少自2009年以來,3套SCGP裝置非計劃停工1裝置運行概況逐年減少，平均運行周期逐年提高。2012年裝置平.1裝置運轉率逐年提高均運行周期達到75d、非計劃停工次數(shù)降低到7120[020110年2011年 網(wǎng)2012年次,詳見圖2。10口70查503_3-備60止40四30服第40fE2020- I20092010 2011 2012安慶岳陽3套平均圖2SCGP裝置平均運行周期圖1SCGP裝置年運轉率1.3裝置長周期運行不斷突破3套SCGP裝置投產(chǎn)初期,在工藝、設備、設計通過近幾年技術攻關、加強原料煤質量、裝置等方面暴露出不少問題,裝置開停工頻繁、運行周運行和設備基礎管理及工藝優(yōu)化操作,3套SCGP期短,主要體現(xiàn)在煤燒嘴隔焰罩、開工燒嘴熱裙、裝置運行可靠度不斷提高，繼岳陽SCGP裝置陶瓷過濾器濾芯、燒結金屬通氣設備等易損壞的2008年長周期運行突破100d后,安慶SCGP裝置問題以及氣化爐堵渣、廢熱鍋爐結垢、激冷氣壓縮2011年和2012年分別實現(xiàn)了連續(xù)運行153d和循環(huán)系統(tǒng)缺陷等重大故障和問題。為此,中國石化收稿日期成立專題技術攻關組,通過技術攻關和改進,基本作者簡中國煤化工師1988年畢業(yè)于撫消除了煤燒嘴隔焰罩、開工燒嘴、粉煤三通換向順石油學院MHCNMHGT股份有限公司化T閥、通氣錐吹掃器等硬件方面的瓶頸,實現(xiàn)了備事業(yè)部工.作。聯(lián)系電話:010-59969518;E-mail:cbwu@sinopec .com。第2期吳昌保.殼牌煤氣化裝置運行情況分析8定期檢查或停車必檢的計劃，如氣化爐內部件定中氧化鐵影響到渣的流動性。期測厚檢驗、磨煤單元動設備和煤加壓及進料單SCGP氣化爐爐溫的測量和控制非常困難,從元鎖斗閥進行預防性維修等。而導致爐溫高低的爭論很難得到明確的結論。一2.5發(fā)揮集團優(yōu)勢 ,及時總結和分享運行經(jīng)驗旦判斷錯誤,就會導致渣屏堵渣或渣口堵渣。為總結和交流SCGP裝置運行、操作、維護、技2)十字吊架結垢。由于SCGP裝置的合成氣.術進步等方面經(jīng)驗,實現(xiàn)裝置長周期優(yōu)化運行,中冷卻器在十字吊架處存在嚴重的偏流現(xiàn)象，導致國石化定期組織SCGP裝置專題交流會，討論、分十字 吊架內側氣流速度偏低，使用有結垢傾向的析提高裝置運行可靠性的措施;針對影響SCGP裝煤種時, 十字吊架很容易積灰，堵塞氣流通道,嚴置長周期穩(wěn)定運行的人爐煤質量不穩(wěn)定、氣化爐重時將被迫停車清灰。溫度控制難度大、煤燒嘴隔焰罩易損壞、氣化爐堵3.2設備方面渣等關鍵問題，及時組織開展技術攻關和專題分1)合成氣管道的腐蝕和磨蝕問題。合成氣的析,共同研究討論解決問題的辦法;建立了3套煤腐蝕磨蝕問題較嚴重，尤其是在合成氣冷熱匯合氣化裝置生產(chǎn)運行信息通報，可及時溝通相關信處、正常情況下存在合成氣“死區(qū)”的管道、與合成息和工作進展情況。氣系統(tǒng)相連的有關管線(不經(jīng)常流動或溫度偏低)通過分析總結裝置開車和運行過程存在的問等處尤為嚴重，甚至還發(fā)生過因管道減薄導致合題,總結固化經(jīng)驗,完善了<裝置開車條件檢查確成氣泄漏和管道突然裂開的事故，對裝置的安全認表》，以此規(guī)范和指導SCGP裝置開車過程各項生產(chǎn)帶來很大的隱患。準備工作,確保裝置開工- -次成功;制定了《煤氣2)高溫高壓飛灰過濾器濾芯斷裂。該過濾器化裝置運行管理辦法》(試行),從技術和安全角度是除氣化爐外的第二大關鍵設備,目前3套SCGP作出了相關規(guī)定和要求，保證裝置安全、穩(wěn)定運裝置均采用碳化硅陶瓷濾芯(表面噴涂莫來石耐行。安慶分公司建立的《裝置運行異常工況分析》磨涂層)。該濾芯價格昂貴,使用壽命短(3~4a),故制度,著重解決裝置事故萌芽前的異常工況,保障障率高,容易斷裂,只要斷裂1根就會導致濕洗單了氣化裝置長周期運行;岳陽合資公司應用RCA元循環(huán)水固體含量嚴重超標，被迫停車。根本原因分析法,深人分析故障停車原因,舉一反按照Shell公司風險控制理論,濾芯破裂為頂三防止類似事件重復發(fā)生。這些先進的管理方法級事件。反吹系統(tǒng)正常工作、使用合格濾芯、監(jiān)控在同類企業(yè)中得到分享應用。過濾器壓差等預防措施效果有限，不能阻止頂級事件發(fā)生。一旦發(fā)生頂級事件，沒有任何控制措3長周期運行 瓶頸分析施,只能盡快停車,損失巨大,加之出現(xiàn)頻率高,可3.1工藝方面以將濾芯破裂風險等級確定為高風險。1)渣屏和渣池堵渣。氣化爐排渣系統(tǒng)的堵渣3)煤燒嘴壽命未達設計要求。長周期運行后問題仍是制約煤氣化裝置長周期運行的主要問期,燒嘴頭部熔蝕漏水,現(xiàn)有燒嘴在壽命期間內(8題。堵渣主要有兩種形式,渣屏堵渣和渣口堵渣。000h)出現(xiàn)嚴重的裂紋和孔洞，泄漏燒嘴冷卻水，排渣系統(tǒng)的堵渣問題與3個方面因素有關:在冷卻水不能及時維持供應時,會導致停車。從安氣化爐的設計原料煤的煤質、氣化爐爐溫的精確慶分公司SCGP裝置長周期運行停工后檢查情況控制。SCGP氣化爐設計采用液態(tài)排渣系統(tǒng),當渣看，在氣化爐相對低溫操作工況下,4個燒嘴頭部的流動性低于臨界值時,就會造成渣口堵渣。但由均出現(xiàn)熱裂紋泄漏，其使用壽命為4000~5000h,于渣口到渣池間存在一-定的距離，當渣的流動性若要更換燒嘴就必須停車，說明單臺氣化爐要實太好或是煤質波動就會在渣屏(渣口到渣池間的現(xiàn)更長連續(xù)運行周期有很大難度。水冷壁)上累積,當累積到- -定程度后,渣塊掉落最終將渣池底部落渣管道堵塞。4下一步攻關方向原料煤的煤質對氣化的運行至關重要。煤質中國煤化工同類裝置使用低應滿足SCGP氣化用煤的質量標準,同時應確保穩(wěn)鐵煤、bMHCNMHG,嘗試使用高灰熔定。煤中硅鋁比央定了氣化爐爐溫的操作窗口,煤點低鐵煤,逐步降低人爐粉煤氧化鐵含量減少渣342013年第 36卷屏堵渣機率。腐蝕嚴重的管道進行更換處理。合成氣激冷氣壓2)擴大原料煤資源。積累混配煤使用經(jīng)驗,完縮機進、出口管線和返回管道材質可升級為內襯善人爐煤種預評價和后評估數(shù)據(jù)庫，為優(yōu)化配方Inconel825的復合碳鋼管道。和擴大原料煤資源提供技術支持。6)提高煤燒嘴使用壽命。改進煤燒嘴頭部設3)延長高溫高壓飛灰過濾器濾芯使用壽命。計,開發(fā)和試用國產(chǎn)新型粉煤燒嘴。制定濾芯特護指令,確保反吹閥門工作正常;制定7)優(yōu)化氣化操作,提高氣化效率。確保排渣穩(wěn)濾芯再生程序和質量檢驗程序，控制濾芯再生質定的前提下，結合開發(fā)適宜煤種，優(yōu)化人爐煤配量,只有經(jīng)檢驗合格的濾芯才能再次投人使用,濾方,提高灰熔點到1350~1 430，逐步提高氣化爐芯清洗一般不超過2次;關注國產(chǎn)陶瓷濾芯、金屬操作溫度，降低灰渣中碳含量,提高碳轉化率到濾芯和保安濾芯的試用情況。98%以上。4)預防十字吊架結垢。優(yōu)化激冷比、水氧比和人爐煤配方,預防十字吊架結垢,延長開車周期。5結束語5)預防合成氣管道泄漏。充分利用RBI專家中國石化3套殼牌粉煤氣化裝置經(jīng)過6年多系統(tǒng)的歷史檢測數(shù)據(jù),完善預防性管線檢測計劃。的運行,通過開展技術攻關、實施技改項目、創(chuàng)新做到定點定時檢測,消除隱患。利用大修機會對所煤質管理體系、優(yōu)化工藝控制推進設備的預防性有合成氣管線和相關的管線進行全面的檢測,對維修管理,裝置運行可靠性正不斷提高。SHELL COAL GASIFICATION RUNNING ANALYSIS ;Wu Changbao(Chemical Dept of SINOPEC, Bejing 100728)Abstract:This paper presents running performance of 3 Shell coal gasification plants in SINOPEC,summarizing long- -time running experience , analysing bottleneck limiting further extension of running time andaddressing next technical breakthrough direction.Key words :Shell coal gasifiation;bttleck ;technical breakthrough(上接第75頁)[7]申樹芳, 王換榮.二氧化碳的排放與分離控制技術簡介[J].與天然氣化工,2006:354- -358.化學教學,2008,21(2):72-73.[5] 李慶釗,趙長遂.燃煤電站二氧化碳控制技術研究[J].鍋爐[8] 房昕.溫室氣體二氧化碳的分離回收與綜合利用[J].青海技術,2007 ,38(6):65- -69.環(huán)境,2009,19(1):34 -38.[6] 高潔,郭斌.溫室氣體二氧化碳的回收與資源化[J].污[9] 張輝，羅玉.二氧化碳的資源化利用[J].遼寧化工, .染防治技術,2007 ,20(1):56-59.2011 ,40(6):601-607.DISCUSSION ON RECOVER AND UTILIZATION OF CO2 FROMRECTISOL TAIL GASWu Shengjun, Yang Lei ,Feng Delin,Li Kai,Li Ying(Lanzhou Branch of Changzheng Engineering Co. ,Ltd. ,Lanzhou 730050)Abstract:An introduction is given to the rectisol process linked up with the pulverized coal- -basedsynthetic ammonia. An analysis for flow- -rate and composition of tail gas is made. The technical characteristicsof adsorption and rectification of CO2 recover technology matching with the rectisol unit is discussed. The re-sult indicates that adsorption and rectification of CO2 recover tech中國煤化工ce in the compre-hensive utilization of resources，lowering down carbon emission, eYHC N M H Gogical protection.Key words :rectisol ;CO2; energy saving and emission reduction ;recover and utilization