2012年第33卷第5期氮肥技術(shù)Shell煤氣化技術(shù)工程化過程的難點(diǎn)與對策程更新(中國石化股份有限公司安慶分公司生產(chǎn)部246001 )摘要通過分析Shell煤氣化技術(shù)工程化難點(diǎn),探討SCGP在安慶工程化過程設(shè)計(jì)、制造、工程建設(shè)、試車及運(yùn)行中暴露出的問題,提出一些建議和解決措施。關(guān)鍵詞Shell煤氣化 工程化問題對策Difficulties and solutions of Shell coal gasification technologyengineering processCHENG Geng -xin(Production Department of An'gqing Branch Company, Sinopec, An'qing 246001, An'bui Province)Abstract By analyzing dificulties in Shell coal gasification technology engineering, discussing SCGP in An'qing engineeringprocess design and manufacturing, construction, commissioning and operation exposed the problem, bringing forward suggestions andsolutions.Keywords Shell coal gasification engineering problems countermeasures1 Shell 煤氣化技術(shù)及其在安慶的工程化出氣化爐的合成氣溫度1 300~1 500C,用1.1 Shell煤氣化技術(shù)(SCGP)循環(huán)氣激冷到約900C,然后進(jìn)人合成氣冷卻器Shell煤氣化技術(shù)以干煤粉為原料純氧為氣進(jìn)一步冷卻,同時產(chǎn)生中(高)壓蒸汽。從氣化爐化劑,液態(tài)排渣,屬加壓氣流床氣化。氣化爐進(jìn)料出來的合成氣流中所攜帶的少量灰份顆粒在旋煤粉的精確計(jì)量以及粉煤的密相輸送是Shell粉風(fēng)分離器和陶瓷過濾器中分離除去。煤氣化工藝技術(shù)的關(guān)鍵。粉煤加壓氣化裝置由以離開氣化工序的合成氣含有80% ~ 83%的原下工序組成:①磨煤及干燥;②煤加壓及進(jìn)煤;③煤能量,它被稱為冷煤氣效率。由氣化爐和合成氣化及合成氣冷卻;④除渣;⑤除灰;⑥洗滌;⑦氣冷卻器產(chǎn)生的蒸汽，含有另外的14% ~ 16%能廢水汽提及澄清;⑧公用工程系統(tǒng)等。量。煤炭中所含的硫、鹵素及氮化物,在氣化過程工藝流程概述:原煤先行破碎研磨成粉煤并中生成氣態(tài)的硫化物、鹵素分子態(tài)氮、痕量氨及經(jīng)過濾干燥處理,再用氮?dú)饧訅核腿速A罐,貯罐氰化氫。鹵素和氨經(jīng)文丘里洗滌器后至洗滌塔水內(nèi)的煤粉通過加料器與氧氣及蒸汽- -起進(jìn)入粉洗去除。水洗過的合成氣溫度降至約160C去燃煤燒嘴,送入氣化爐的燃燒器。噴入的煤粉氧氣氣輪機(jī)發(fā)電(IGCC),或送人變換凈化裝置,處理和蒸汽的混合物在3.0 ~4.0MPa壓力下、1400~后送氨(甲醇)合成或煉廠“加氫。1 700C的溫度范圍內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。氧1煤比根Shell煤氣化工藝流程簡圖見圖1。據(jù)合成產(chǎn)氣量及其組份(CO2和CH,)含量進(jìn)行調(diào)Shell氣化爐為水冷壁型式,內(nèi)壁布有水冷卻節(jié)。此操作溫度使煤所含的灰份熔化并滴到氣化管，副產(chǎn)部分蒸汽。操作時壁內(nèi)形成-層渣,用爐底部灰渣激冷罐中,經(jīng)水冷卻,變成--種玻璃“以渣抗渣”方式保護(hù)村里不受侵蝕。由于不需要狀不可瀝濾的爐渣而排出。在此高溫下也可防止耐火磚絕熱中國煤化工爐或多爐同形成不需要的有毒熱解副產(chǎn)物,如苯酚和多環(huán)芳時運(yùn)行,不需MHCNMHGll煤氣化裝香烴。置生產(chǎn)能力大,氣化壓力為3.0~ 4.0MPa,單爐煤氮肥技術(shù)2012年第33卷激冷氣循環(huán)煤某..0-飛灰循環(huán)| 助熔劑高壓蒸汽.磨煤/干爛合成中壓蒸汽氣- +硫磺等進(jìn)煤化冷精除飛族濕洗.凈化合放氣水處理- +濾餅爐渣圖1 Shell 煤氣化工藝流程簡圖處理量2000~ 3 000t/d。生產(chǎn)過程中有相當(dāng)少量司分別簽訂氣化爐燒嘴技術(shù)協(xié)議和商務(wù)合同。的廢液排放,這種廢液不含有機(jī)污染物,工藝用2005年12月氣化爐本體和廢熱鍋爐大件運(yùn)抵安水經(jīng)汽提澄清后可循環(huán)利用。煤的灰份則被轉(zhuǎn)變慶,2006年2月氣化裝置的關(guān)鍵設(shè)備安裝完成,成一種惰性爐灰、渣,可用于水泥和道路建造材8月29日煤氣化裝置實(shí)現(xiàn)中交,10月23日凌.料。晨3:40氣化爐開工燒嘴點(diǎn)火成功,11月18日凌1.2 Shell 煤氣化技術(shù)在安慶的工程化實(shí)踐晨2:46煤燒嘴點(diǎn)火投煤成功。中國石油化工股份有限公司安慶分公司化2 Shell 煤氣化技術(shù)工程化難點(diǎn)分析肥項(xiàng)目是1974年從法國赫爾蒂工業(yè)公司引進(jìn)Shell粉煤氣化工藝在荷蘭的大型化聯(lián)合循的，合成氨裝置采用丹麥托普索型工藝,即烴類環(huán)發(fā)電裝置(產(chǎn)出的合成氣主要應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽轉(zhuǎn)化(側(cè)燒爐)、高溫變換和低溫變換、意大發(fā)電)已運(yùn)行多年,運(yùn)行中出現(xiàn)并解決了不少問利G-V公司脫碳技術(shù)、甲烷化精制.S -100型合題，而在合成氨等化工裝置上的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用尤成塔的合成回路。以輕油為原料制氨,生產(chǎn)能力其是大型煤氣化裝置是在中石化三套煤代油改為日產(chǎn)合成氨1 000t;尿素裝置采用荷蘭斯塔米造廠引進(jìn)后才開始。在設(shè)計(jì)、制造、工程建設(shè)、試卡邦CO2汽提工藝,生產(chǎn)能力為日產(chǎn)尿素1 740t。車開工和生產(chǎn)運(yùn)行過程中,暴露出Shell煤氣化技于1978年建成投產(chǎn)。由于受原料(輕油、渣油)價術(shù)工程化難度和風(fēng)險。格持續(xù)上漲、尿素產(chǎn)品價格持續(xù)下跌,農(nóng)業(yè)對化(1)Shell氣化爐(含合成氣冷卻器一廢鍋 )肥的實(shí)際需求量減少等不利因素的影響，虧損嚴(yán)采用一種特殊設(shè)計(jì)的水-管式膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，重。安慶分公司決定實(shí)施化肥原料“煤代油”改造內(nèi)件極其復(fù)雜,國內(nèi)尚無設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn),目前只項(xiàng)目,并選擇具有煤種適應(yīng)性廣、碳轉(zhuǎn)化率高、清能依靠進(jìn)口。潔環(huán)保等特點(diǎn)的作為當(dāng)今煤化工領(lǐng)域核心技術(shù)(2)內(nèi)件的組裝過程非常復(fù)雜,如燒嘴的安之一的Shell粉煤氣化技術(shù)。裝需專門配置模擬燒嘴。改造項(xiàng)目于2000年5月啟動,2002年5月(3)由于關(guān)鍵設(shè)備(氣化爐、飛灰過濾器等)項(xiàng)目的《環(huán)境影響報(bào)告書》獲國家環(huán)?？偩峙鷱?fù),龐大,大件運(yùn)輸難度較大,如氣化爐合成氣冷卻2003年9月《可行性研究報(bào)告》獲國家發(fā)展和改器殼體需分成幾段運(yùn)到現(xiàn)場對接組裝。革委員會批復(fù),2003年8月與Shell公司簽訂(4)高框架帶來高處設(shè)備特別是大件吊裝的Shell粉煤氣化技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同,9月與西班牙BBE復(fù)雜中國煤化工從國外進(jìn)口1 250t公司&Shell 公司正式簽訂了氣化爐內(nèi)件商務(wù)合的特列YHCNMHG同,10月氣化爐殼體訂貨,2004年7月與GTT公(5)氣化爐系統(tǒng)的進(jìn)料計(jì)量和控制系統(tǒng),如第5期程更新:Shell煤氣化技術(shù)工程化過程的難點(diǎn)與對策煤粉的精確計(jì)量、氧煤比的調(diào)節(jié)控制等,要求很約束限制而較自由地?zé)崤蛎?在SGC側(cè)采取了恒嚴(yán)格。力彈性吊掛一恒力彈簧的方式,即特殊的“固(6)粉煤固相輸送采用氮?dú)庾鳛檩斔徒橘|(zhì)，定 +彈性”支撐方式,這就需要在設(shè)計(jì)中考慮氣設(shè)計(jì)中采用了充氣錐防止煤粉煤灰架橋。而燒結(jié)化爐和廢鍋系統(tǒng)的整體動力效應(yīng)。金屬制造的充氣錐的安裝、運(yùn)行和維護(hù)要求都比(3)氣化爐殼體體積龐大,需要有足夠空間較高。和加熱條件的熱處理爐,還要考慮防止變形的相(7)為保證氣化爐/合成氣冷卻器水冷壁管關(guān)措施。另外，氣化爐殼體上有230多個接管需的水量分布均勻,汽/水系統(tǒng)配置了很多φ5~要開孔、組焊接管,每個接管在簡體的垂直和環(huán)15mm的限流孔板，對設(shè)備安裝和配管的潔凈度向都有確定的位置和角度,而絕大部分接管的中要求很高，安裝結(jié)束后汽1水系統(tǒng)的沖洗也非常心線必須與簡體中心線垂直。復(fù)雜。(4)氣化爐殼體上230多個管口外加兩頭大(8)固體(煤、灰、渣)輸送主要靠重力自流,端口，制造后的水壓試驗(yàn)需選擇適宜的密封形對管道安裝的垂直度、彎頭的圓弧度以及管道內(nèi)式,對必要的密封面還需進(jìn)行加工,以防止試壓壁的平滑度等提出很高的要求。過程中密封面泄漏導(dǎo)致試驗(yàn)壓力不足。(9)殼牌粉煤氣化裝置的自動化程度非常3.2施工中的重點(diǎn) 、難點(diǎn)和對策高,采用了串級、分程調(diào)節(jié)、順序控制、邏輯控制(1 )氣化爐和合成氣冷卻器的現(xiàn)場安裝及聯(lián)鎖等，通過DCS、ESD和PLC實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程由于運(yùn)輸需要,氣化爐、合成氣冷卻器(廢控制管理,邏輯控制程序非常復(fù)雜，操作、管理難鍋)制造并完成內(nèi)件組裝后分段運(yùn)抵現(xiàn)場,現(xiàn)場度很大。連接組裝的關(guān)鍵是允許誤差和錯邊量的解決。設(shè)(10)氣化爐水冷壁采用“以渣抗渣”,爐膛溫備到現(xiàn)場后,將反向室與輸氣導(dǎo)管在地面進(jìn)行組度只能通過其他有關(guān)可測量參數(shù)計(jì)算求得,開車裝并焊接,使該兩部件連成- -體,再將氣化爐本時渣層的形成以及氧1煤比和氣化爐溫度的控制體直立吊裝于氣化框架基座上,將廢鍋直立吊裝都是較復(fù)雜的問題。于固定在框架上的24個恒力彈簧支座上，然后(11)要達(dá)到煤氣化裝置的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,生進(jìn)行測量調(diào)整,確保方位并使氣化爐與廢鍋的距產(chǎn)中煤種的改變在所難免,殼牌煤氣化爐對煤種離符合要求,再將組裝成--體的反向室導(dǎo)管吊裝的切換比較敏感,停工停爐大多發(fā)生在切換煤種在兩者之上,調(diào)整、測量并固定,然后調(diào)整廢鍋的時。24個彈簧支座,使之處于自由受力狀態(tài),同時安(12)粉煤循環(huán)的建立、相關(guān)開工曲線及正常裝廢鍋側(cè)的軸向?qū)蜓b置。每個部件必須確保符操作曲線的數(shù)據(jù)采集非常復(fù)雜。合圖紙尺寸要求,如有誤差,可用允許的錯邊量(13)開工燒嘴試車調(diào)試順控有關(guān)聯(lián)鎖值和來解決。時間的設(shè)定需進(jìn)行多次調(diào)試。(2)黃金焊縫的焊接(14)裝置建設(shè)和試車周期較長，投產(chǎn)后不易氣化爐和合成氣冷卻器大部件在現(xiàn)場連接很快進(jìn)人長周期穩(wěn)定運(yùn)行。組裝中,3條環(huán)向黃金焊縫(氣化爐與導(dǎo)管導(dǎo)管3 Shell 煤氣化技術(shù)工程化的難點(diǎn)和對策與反向室、反向室與廢鍋之間的連接環(huán)縫)的焊3.1 設(shè)計(jì)、制造中的難點(diǎn)和對策接至關(guān)重要,特別是焊接中的預(yù)熱和焊后的現(xiàn)場(1)有關(guān)設(shè)計(jì)沒有規(guī)范可循,如氣化爐殼體熱處理過程，由于現(xiàn)場條件惡劣而變得復(fù)雜化，等非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計(jì)。氣化爐是Shell的專有技術(shù)，為滿 足預(yù)熱要求和保證焊接后的熱處理質(zhì)量,現(xiàn)作為非標(biāo)設(shè)備,由于承載復(fù)雜內(nèi)件,管口多、結(jié)構(gòu)場需制作專用工裝。復(fù)雜，國內(nèi)外都沒有有關(guān)這種設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)范，(3 )剩余內(nèi)件的安裝更沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。剩余內(nèi)生安裝的重占縣三個大膨脹節(jié)和耐(2)氣化爐和廢鍋系統(tǒng)整體動力效應(yīng)分析計(jì)火襯 里安裝0H中國煤化王到位。三個算復(fù)雜。氣化爐與合成氣冷卻器(SGC)連接成-大膨脹節(jié)安CN M H G熱和熱處理個整體,為保障該系統(tǒng)整體在操作狀態(tài)下無任何要到位,這時的監(jiān)造工作很重要。耐火襯里安裝氮肥技術(shù)2012年第33卷的關(guān)鍵是要抓施工表面的清理、碳化硅搗打料的度和它們與隔板的垂直度要求高,通常因同心度拌合精確，這些都影響到耐火襯里的最終質(zhì)量。和垂直度偏差引起反吹氣工作時產(chǎn)生振動,導(dǎo)致SiC耐火襯里的烘爐質(zhì)量直接關(guān)系到氣化爐水冷文丘里管傾倒移位( 國內(nèi)不少引進(jìn)裝置有過教.壁的壽命,水汽烘爐和煙氣烘爐要分別制定升溫訓(xùn)),濾芯反吹失去功效。曲線,并嚴(yán)格監(jiān)督烘爐升溫速率。3.3開工中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和對策(4)燒嘴的安裝Shell煤氣化裝置開工投料試運(yùn)行中,出現(xiàn)了煤燒嘴安裝尤其是開工、點(diǎn)火燒嘴的安裝,這樣那樣的問題和困難。關(guān)鍵是要吃透原理,燒嘴頭部與氣化爐內(nèi)件的傾(1 )順控聯(lián)鎖邏輯的測試調(diào)試角以及和水冷壁的距離要保證,開工、點(diǎn)火燒嘴Shell煤氣化裝置控制系統(tǒng)的自動化程度非插人裝置與燒嘴以及氣化爐外壁間的配合要緊常高,采用了串級/分程調(diào)節(jié)、順序控制、邏輯控密。為方便粉煤燒嘴的爐內(nèi)定位,原始內(nèi)件進(jìn)口制及聯(lián)鎖等，通過DCS、ESD和PLC實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過時預(yù)裝的煤燒嘴安裝模板,應(yīng)保留到煤燒嘴最后程控制管理,為操作人員操作帶來極大方便。但安裝結(jié)束,以保證4個煤燒嘴的傾斜角度符合要邏輯控制程序極其復(fù)雜,加之Shell原設(shè)計(jì)聯(lián)鎖邏求。輯圖很多地方還不夠完善,開車前對有關(guān)順控聯(lián)(5 )氣化爐外管道的配對連接鎖邏輯程序進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)試不可或缺,特別氣化爐外管道的配對連接尤其是汽水系統(tǒng)是有關(guān)順控時間及有關(guān)聯(lián)鎖值的設(shè)置由于各裝內(nèi)件外管道的配對連接，潔凈度要求非常重要,置現(xiàn)場配置有差異，需針對性地個別測試調(diào)整,如處理不好，至少給此后的汽水系統(tǒng)的吹掃沖洗甚至需創(chuàng)造條件進(jìn)行帶壓、帶物料調(diào)試。帶來極大的麻煩，甚至?xí)捎谖酃赋练e或堵塞(2)開工燒嘴SUB的開車Lamont噴嘴而導(dǎo)致運(yùn)行中燒壞水冷壁內(nèi)件事故。開工燒嘴開車時,點(diǎn)火燒嘴已經(jīng)點(diǎn)燃,即氣另外，粉煤循環(huán)線耐磨管的安裝要注意滿足與氣化爐爐膛內(nèi)有明火存在,為安全起見，需控制開化爐-定的差壓要求,否則會引起粉煤燒嘴點(diǎn)火工柴油和氧氣進(jìn)燒嘴頭部的時間。另外氧氣管線順控執(zhí)行受阻。上未設(shè)置流量控制閥，而氧1油比的控制又非常(6)氧氮管線的施工和脫脂關(guān)鍵,故開工前需確定柴油線上油控制閥的預(yù)設(shè)氧(氧潔凈)、氮管線的施工必須嚴(yán)格執(zhí)行開度,同時用氮?dú)膺M(jìn)行氧通道的流通量測試。柴“氧清潔”要求,稍有疏忽就可能會在開工中釀成油流進(jìn)開工燒嘴的準(zhǔn)確時間可以經(jīng)由兩種方法重大安全事故。安裝施工要求做到:①安裝施工得到:一.是用水替代柴油直接測得;也可現(xiàn)場測前先進(jìn)行脫脂處理;②安裝結(jié)束并試壓合格后，量相關(guān)管件尺寸,根據(jù)柴油的有關(guān)物理特性估算用潔凈壓縮空氣進(jìn)行吹掃;③在線二次脫脂、清出柴油流經(jīng)管道的時間。需要注意的是,Walter:洗鈍化;④再次用(氧潔凈)氮進(jìn)行吹掃。Brinkmann開工燒嘴頭部的特殊結(jié)構(gòu)，保證了其(7 )鎖斗和鎖斗閥的安裝連接對應(yīng)于氣化爐爐膛的背壓相對穩(wěn)定,測試時如發(fā)粉煤放料系統(tǒng)和氣化爐排渣系統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)粉現(xiàn)背壓不正常,應(yīng)及時檢查燒嘴頭部。另外點(diǎn)火煤加人到加壓氣化系統(tǒng)及收排渣變壓力過程中燒嘴、開工燒嘴與氣化爐隔斷球閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接防止有壓煤氣或N2自系統(tǒng)中逸出,設(shè)置了鎖斗系部分易磨損,導(dǎo)致閥門開關(guān)不到位。因此，點(diǎn)火、統(tǒng),幾個鎖斗之間通過法蘭串接連接,安裝難度開工燒嘴插人、退出啟閉閥門時,需在現(xiàn)場對閥較大,處理不好易導(dǎo)致泄漏。門開關(guān)位置進(jìn)行確認(rèn)。(8)-飛灰過濾器陶瓷濾芯的安裝連接(3)開工表偏差飛灰過濾器的陶瓷濾芯易折裂,另外陶瓷濾Shell公司提供的開工表與實(shí)際運(yùn)行情況存芯外有一層膜,靠微孔進(jìn)行過濾，潔凈度要求非在--定偏差，開車時按Shell開車表進(jìn)行控制操常高,安裝不當(dāng),飛灰將積聚在濾芯束的濾芯燭作,曾出現(xiàn)氣化爐工況不穩(wěn),渣池循環(huán)水中產(chǎn)生之間,并在各個濾芯燭之間形成橋接,造成濾芯大量中國煤化工表至因此導(dǎo)致氣化.燭難以承受的彎曲作用力而損壞濾芯。固定隔板爐聯(lián)HCNMHG媒質(zhì)特點(diǎn)摸索氣化的水平度,濾芯、文丘里管以及反吹氣管的同心爐的操作條件很有必要。開車中，氣化爐排出渣第5期程更新:Shell煤氣化技術(shù)工程化過程的難點(diǎn)與對策的形狀、氣化爐蒸汽產(chǎn)量以及合成氣中CO2、CH4產(chǎn)要求,但氣化爐壓力提到3.5MPa，負(fù)荷提到組份含量等,均可作為判斷氣化爐運(yùn)行狀況的參70%以上時,難以滿足4條粉煤線穩(wěn)定運(yùn)行。根考依據(jù)。本原因是放料罐V1204充壓主要由通氣板、通氣(4)開工前的粉煤循環(huán)測試錐以及管道吹掃器完成,由于這些通氣設(shè)備通氣開工前的粉煤循環(huán)測試意義重大,對校驗(yàn)穩(wěn)能力與設(shè)計(jì)存在差距,造成V1204充壓時間較長定四條煤線供料,保持氣化爐工況相對穩(wěn)定非常(原設(shè)計(jì)5min,實(shí)際需15min),即程序循環(huán)時間重要。裝置開工初期,氣化系統(tǒng)煤線-天曾跳車長,加之粉煤給料罐的壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在數(shù)十次,造成氣化爐內(nèi)O/C偏低,碳轉(zhuǎn)化率低,爐缺陷,導(dǎo)致粉煤輸送能力不足。通過對通氣錐、通渣含碳超標(biāo)嚴(yán)重,渣水細(xì)末過多,甚至曾因渣池氣板及 與其對應(yīng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造后好轉(zhuǎn)。循環(huán)泵進(jìn)口淤堵,排放中渣池低液位聯(lián)鎖動作停(8 )閥門的啟閉時間車。開工前應(yīng)充分做好粉煤循環(huán)測試,及時調(diào)整粉煤線到煤燒嘴的換向閥等有關(guān)關(guān)鍵閥門煤線相關(guān)閥門的PID參數(shù),以保證閥門的及時跟的啟閉時間，是受投煤順控聯(lián)鎖要求限制的,它蹤調(diào)節(jié)。關(guān)系到能否按時切換和開關(guān)以保證煤燒嘴投煤(5 )氣化爐膜式壁的初始掛渣點(diǎn)火順利,還關(guān)系到可能會埋下介質(zhì)倒流回火的SCGP根據(jù)膜式水冷壁氣化爐“以渣抗渣”原重大安全隱患。開工時通過延長粉煤循環(huán)時間、理，來保護(hù)水冷壁水管和碳化硅耐火襯里不受熔粉煤循環(huán)切換至燒嘴前停止煤循環(huán)將換向閥切渣的侵蝕1磨蝕,同時在工藝波動期間可作為“緩換幾次等手段,能有效改善閥門的開關(guān)和切換性沖器”(粘附在壁上的熔渣在溫度升降時熔融/固能。當(dāng)然,根本解決問題的途徑是從這些閥門的化)。因此,初始開車中,氣化爐水冷壁的原始掛渣設(shè)計(jì)和制造上作改進(jìn)。渣層質(zhì)量非常重要，要求在水冷壁耐火襯里表面(9)開工中的氮?dú)馄胶庑纬? -層致密、均勻的渣層,既要掛上渣又要防止開工用氮量非常大,經(jīng)常會出現(xiàn)空分裝置氮“垮渣”發(fā)生。這就要求開工期間穩(wěn)定控制好氣化氣供應(yīng)不及。 煤氣化裝置開車時若操作上不搞好爐爐膛溫度和汽水系統(tǒng)，而這恰恰也是開車過程氮?dú)馄胶?空分增壓機(jī)全力供氮、液氮泵超負(fù)荷中比較難控制的參數(shù)。前文已述及,Shell氣化爐運(yùn)行仍難以滿足要求一氮 氣緩沖罐壓力仍會爐膛溫度是計(jì)算的結(jié)果,與開車時渣層的形成(厚偏低。以下措施能緩解開工中的氮?dú)饩o張狀況:度)、氧1煤比以及氣化爐產(chǎn)汽量等有關(guān)。看渣操避免磨煤所用低壓氮?dú)鈴母邏旱獨(dú)庵袦p壓;錯開作是一-種“無奈 ”但又不失為一-種較好的方法。粉煤放料系統(tǒng)U1200單元和灰放料系統(tǒng)1500單①“針狀”渣顯示爐渣流動性太高(氣化溫度元用氮峰值期;核算開工燒嘴和4條煤線的吹掃偏高或助熔劑量偏多);用氮量,在確保安全的前提下進(jìn)行必要的吹掃氣②“小塊狀”渣顯示(潛在的)結(jié)塊現(xiàn)象,大多限流;縮短煤燒嘴的投煤時間。情況表明爐渣的流動性太差(氣化溫度偏低或助(10)渣池循環(huán)水泵進(jìn)口濾網(wǎng)“敗事有余”熔劑偏少);由于渣水系統(tǒng)固含量高,尤其是初始開工中③"粉末"或“很濕”的爐渣表明氣化溫度太氣化爐炭轉(zhuǎn)化率低時,惡劣時曾出現(xiàn)因渣池循環(huán)低。泵進(jìn)口濾網(wǎng)被煤渣堵塞而打量不足,導(dǎo)致渣池低(6)粉煤管線磨蝕液位聯(lián)鎖動作停車情況。采取的對策是根據(jù)渣水在煤循環(huán)測試以及投料開工過程中,多次發(fā)系統(tǒng)狀況,可以將渣水泵和渣放料輔助泵進(jìn)口過生粉煤管線被磨損減薄,甚至磨穿的現(xiàn)象。通過濾器濾網(wǎng)去除,同時骨架擴(kuò)孔并完善相關(guān)水泵的修改完善相關(guān)管線布置以及管材重新選型,有所密封水系統(tǒng);另外,開工中盡量提高氣化爐炭轉(zhuǎn)改善。改變粉煤給料罐V1205壓控系統(tǒng)的設(shè)置也化率;保證渣水系統(tǒng)工藝水的供應(yīng)也很重要。會減輕壓力波動造成的影響。(11 )重要料位的測量(7)1200單元放料問題原煤倉TYH中國煤化工以及灰粉倉粉煤放料順控12KS0001/0002經(jīng)過Shell 公V1507雷達(dá).CN M ! G準(zhǔn)確度不高司修改后,在氣化低壓或低負(fù)荷下基本能滿足生現(xiàn)象,導(dǎo)致系統(tǒng)操作不穩(wěn)。改成重錘式檢尺儀后8氮肥技術(shù)2012年第33卷好轉(zhuǎn)。好的儀表都需在一-定條件下才能達(dá)到較高的測量(12)充氣錐的作用和控制精度，如果測量和控制的位置本身就處于粉煤固相輸送采用氮?dú)庾鳛檩斔徒橘|(zhì),設(shè)計(jì)流動不穩(wěn)定的區(qū)域,再好的儀表也測不準(zhǔn)。故應(yīng)仔中采用充氣錐、通氣板防止煤粉架橋。而燒結(jié)金細(xì)研究速度和密度測量儀表的安裝說明和使用要屬制造的充氣錐的安裝、運(yùn)行和維護(hù)要求非常求,保證其安裝位置滿足要求。另外根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際高,試車中多個充氣錐因缺乏經(jīng)驗(yàn)而充氣壓力控及時調(diào)整煤線相關(guān)閥門的PID參數(shù)，必要時還要制不穩(wěn)導(dǎo)致壓癟損壞。經(jīng)對充氣系統(tǒng)管道和控制利用停車機(jī)會,進(jìn)行粉煤循環(huán)測試校驗(yàn)。方式進(jìn)行改造,消除了這一問題。安慶Shell 煤氣化裝置2006-11-18氣化爐(13 )煤線不穩(wěn)煤燒嘴頻繁跳閘投煤,試生產(chǎn)期間,總運(yùn)轉(zhuǎn)率不高,2007年4月份試生產(chǎn)期間，先后多次出現(xiàn)單燒嘴跳車情以前，每月約有2/3 的時間裝置處于整改或開工況。原因和措施:準(zhǔn)備階段,月平均運(yùn)轉(zhuǎn)率僅達(dá)30%,最長連續(xù)運(yùn)①原料煤中雜質(zhì)多,塑料片.碎金屬片等異.轉(zhuǎn)周期也僅為312h ,不足兩周,5月份裝置整改物堵塞、卡澀煤閥,造成輸送不暢,煤線波動。應(yīng)后有所好轉(zhuǎn),2007年累計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)率為63%。從停工對措施首先是加強(qiáng)卸煤前的質(zhì)量檢驗(yàn),在原煤進(jìn)分類統(tǒng)計(jì)看,主要集中在燒嘴隔焰罩泄漏造成堵倉前人工清除明顯雜物;其次是實(shí)施必要的技術(shù)渣、機(jī)泵故障、激冷氣壓縮機(jī)K1301變頻器故障改造，--是在原煤線上安裝波動篩和除鐵器,二或進(jìn)口差壓高、高溫高壓陶瓷過濾器S1501濾芯是在兩條粉煤下料螺旋處增加纖維分離器。破損、儀表誤動作聯(lián)鎖等方面,技術(shù)原因引起的②煤線速度計(jì)、密度計(jì)存在測量偏差引起煤停工占多數(shù),是影響長周期運(yùn)行的主要因素。試流量波動,導(dǎo)致氧煤比高聯(lián)鎖動作。差不多現(xiàn)有同生產(chǎn)期間，裝置負(fù)荷長時間在70%以下(平均類裝置都存在粉煤流量測量和控制問題。筆者認(rèn)65%)。總體上,裝置未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,運(yùn)轉(zhuǎn)率不為目前的測量儀表應(yīng)該能滿足，至少在荷蘭高,負(fù)荷低,停車次數(shù)多,能耗物耗與設(shè)計(jì)指標(biāo)偏Demkolec電廠已證明可以達(dá)到要求。問題是任何離較大(見表1、表2)。表1煤氣化裝置試生產(chǎn)運(yùn)行情況2006 2006 2007 2007 200720072007 2007 2007 2007項(xiàng)目11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11~12月208運(yùn)轉(zhuǎn)率% 42.5 34.8 33.3 25.5 21.1 93.3 27.8 88.0 64.0 78.0 100.0 100.0停車整改負(fù)荷率% .06664，75625566:656表2試生產(chǎn)期間有關(guān)指標(biāo) 與設(shè)計(jì)值對比比煤耗比氧耗有效氣(CO+H2) 碳轉(zhuǎn)化率kg煤/kNm2(C0+H2) Nm?O,/kNm?(CO+H2) 體積分?jǐn)?shù) %運(yùn)行值①62882.6098.17設(shè)計(jì)值61235389.00 .99.00注:①2007年試生產(chǎn)階段運(yùn)行指標(biāo)。4 Shell 煤氣化技術(shù)工程化的啟示問題面臨著尋求突破還需要技術(shù)專利商、工程Shell煤氣化技術(shù)是當(dāng)今世界上較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)和使用單位付出艱苦卓絕的努力?，F(xiàn)代潔凈煤技術(shù),但其工程化應(yīng)用尚存在- -定的(2 )每種氣化爐型及其工藝只能適應(yīng)某些煤局限,安慶煤氣化技術(shù)工程化過程的實(shí)踐給了我種,反之,一定的煤種亦只能用于某些氣化爐型.們很多有益的啟示。及其工藝上,沒有能適應(yīng)所有煤種的所謂“萬能(1)SCGP的工業(yè)化實(shí)踐無論是工程建設(shè)還爐”,Shell爐也不例外。所謂“能適應(yīng)所有煤種,甚是試車、開車過程,都反映出技術(shù)上還存在一定至高中國煤化工熔點(diǎn)煤”是過分奪局限、工程化不成熟的白璧之瑕,要走向成熟,還大的訓(xùn)MHCNMHG昔施和不惜成本才有很多工作要做,消化吸收再創(chuàng)新還有許多疑難能實(shí)現(xiàn)的。第5期程更新:Shell煤氣化技術(shù)工程化過程的難點(diǎn)與對策9(3)煤氣化技術(shù)的選取還應(yīng)根據(jù)下游產(chǎn)品的將粉煤象流體- -樣連續(xù)輸送到氣化爐燒嘴。需要確定。生產(chǎn)合成氨、甲醇或煤制油等都會對(5)研發(fā)集成創(chuàng)新的聯(lián)合煤氣化工藝。我國合成氣組分凈化甚至合成氣的壓力等級提出不大多數(shù)中小氮肥廠均采用固定床間歇?dú)饣夹g(shù)同要求。要選取既能滿足原料煤種要求,又能盡生產(chǎn)合成氨，存在原料成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重等力滿足下游產(chǎn)品需要的煤氣化技術(shù),要對產(chǎn)品全缺點(diǎn),采用Shell粉煤氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氨,又存流程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行全面綜合地比選和論在氣化爐出口氣中CO的體積分?jǐn)?shù)高達(dá)60%以上,致變換工藝難度增加的問題。通過集成創(chuàng)新(4)開發(fā)“干粉泵"代替氮?dú)廨斔兔悍圻M(jìn)料。目開發(fā)聯(lián)合煤氣化工藝生產(chǎn)合成氨,即采用純氧氣前經(jīng)典的干煤粉進(jìn)料方式是分倉加壓半連續(xù)進(jìn)化、富氧氣化或空氣氣化中的至少兩種氣化技料,這種方式雖切實(shí)可行,但過程過于復(fù)雜,需要術(shù),聯(lián)合應(yīng)用于合成氨裝置技術(shù)改造,將會有效消耗大量的惰性氣,尤其是采用氣體輸送,造成煤地降低合成氨裝置的投資和生產(chǎn)成本,大大提高燒嘴進(jìn)料不穩(wěn)定進(jìn)而導(dǎo)致氣化爐操作的不穩(wěn)定?；势髽I(yè)的競爭力?？煽紤]研發(fā)一-種 粉煤輸送泵，通過這種特殊的泵(收稿8期:2012 -08- -06)(上接第2頁)100p87.27900F80十65.03求70-果70- 65.47of60s5>◆61' 61.8碼50一50F51.97440i 40-0一0t“32.90123402468100121.38 2.07 2.76膨潤土型煤水分圖1各因素不同水 平對熱穩(wěn)定性的影響圖圖3膨潤土、水分對比 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖(2 )對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖矸石粉、矸石顆粒對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖見圖氧化鎂- -起形成型煤的耐熱骨架,因而膨潤土的2,膨潤土、型煤水分對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖見圖3。加入有利于熱穩(wěn)定性的提高，但加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在2.5%之內(nèi)，>2.5%反而降低熱穩(wěn)定性。最10080后是矸石含量增加即灰分上升,熱穩(wěn)定性下降。出70-對比實(shí)驗(yàn)得出矸石顆粒對型煤熱穩(wěn)定性影50響比矸石粉影響大，因矸石顆粒在高溫中會爆40裂,使型煤熱穩(wěn)定性下降;膨潤土的加入量有利“302C于熱穩(wěn)定性的提高，但加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2% ~103%為宜;水分對熱穩(wěn)定性影響不大;制球時的壓力對型煤的熱穩(wěn)定性有影響。矸石粉矸石顆粒圖2矸石粉、矸石顆粒對 比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖總之型煤的熱穩(wěn)定性主要取決于粘合劑在6實(shí)驗(yàn)結(jié)論冷態(tài)下生成的晶體結(jié)構(gòu)和凝膠體的多少,充實(shí)煤通過正交實(shí)驗(yàn)的方法，探討了矸石顆粒、粘粒間隙是否密實(shí)。合劑、膨潤土對型煤熱穩(wěn)定性的影響,首先粘合劑的加入量是主要因素，粘合劑加入量越大,熱參考文獻(xiàn)穩(wěn)定性越高,即型煤中腐植酸含量越高,熱穩(wěn)定[1] <煤炭化中國煤化工-2305-41.北京:性越高;其次因膨潤土中SiO2、A12O,等組分的含煤炭工業(yè):MYHCNM HG(收禍口期:2012-08 -31)量較高,在高溫條件下,這些耐熱的無機(jī)組分和