第49卷第4期化肥設(shè)計(jì)Aug. 201.2011年8月Chemical Fertilizer Design●33●生產(chǎn)技術(shù)低壓投煤技術(shù)在殼牌煤氣化裝置中的應(yīng)用陳二孩,李國勝(1.大唐國際化工技術(shù)研究院有限公司,北京100070; 2.大唐國際發(fā)電股份有限公司,北京100033)摘要: 殼牌煤氣化裝置低壓投煤開車技術(shù)要求開工燒嘴在較低熱負(fù)荷情況下的運(yùn)行時(shí)間盡可能短,且氣化爐壓力在0.1 ~0.5 MPa(原設(shè)計(jì)為0.8~ 1.0 MPa)時(shí)就投用煤燒嘴,并通過煤燒嘴的運(yùn)行來為氣化爐升溫升壓,直至裝置滿負(fù)荷運(yùn)行。分析了殼牌謀氣化裝置采用高壓投煤開車存在的主要問題及其原因;對比了高壓投煤和低壓投煤的運(yùn)行情況;提出了采用低壓投煤技術(shù)的具體實(shí)施步驟以及對高壓投煤技術(shù)的改進(jìn)意見。結(jié)果表明:采用低壓投煤技術(shù)1次投煤成功率接近100% ,煤氣化裝置從點(diǎn)火到粗合成氣外送的最短時(shí)間為0.5 h。關(guān)鍵詞:殼牌煤氣化裝置;投煤開車;低壓投煤技術(shù);點(diǎn)火燒嘴;開工燒嘴;煤燒嘴;投煤成功率中圖分類號: TQ542文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編 號:1004 - 8901 (2011)04 -0033 -03Application of CoalFeeding Technology under Low Pressure in Shell Coal Gasification PlantCHEN Er- hai, LI Guo sheng(1. Datang International Chemical Technology Research Institute Company Led.，Beijing 100070 China;2. Datang International Power Generation Stock Company Lld. , Beijing 100033 China)Abstract:It was required for technology of coal feeding under low pressure in Shell coal gasification plant that running time was shorter as possible forstarting. up burmer under lower heat load，moreover while the pressure of gasifier is within 0.1 ~0. 5MPa ( oniginal design pressure is 0.8~1.0 MPa),the coal burner was put into operation, and both the temperature and pressure in gasifier were increased through operation of the coal bumer, until theplant reached to the full load operation. Author has analyzed the main problems existed in Shell coal gasification plant by use of coal feeding under highpressure and its reason ; has compared the running situations for coal feeding under low and high pressures; has proposed the concrete execution steps forcoal feeding under low pressure and the improvement comments for coal feeding technology under high pressure. Result indicates that the success rate forcoal feeding in one time is approached to 100% by use of coal feeding technology under low pressure; the shortest time of the gasification plant from igni-tion to sending out the coarse synthesis gas is 0.5 h.Key words :Shell coal gaification plant; coal feeding for slarting- up; coal feeding tchnology under low pressure; slaring- up burmer; coal bumer;success rate of coal feeding殼牌煤氣化工藝是典型的第2代煤氣化工藝1殼牌煤氣化技術(shù)開車過程之一。煤粉、氧氣在加壓條件下進(jìn)入氣化爐內(nèi),在極為短暫的時(shí)間內(nèi)完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃?xì)づ泼簹饣癄t采用水冷壁結(jié)構(gòu),開車前水冷燒及轉(zhuǎn)化等- - 系列物理和化學(xué)過程,氣化產(chǎn)物是以壁內(nèi)的水溫為230C左右,汽包水在水冷壁中做H2和CO為主要成分的合成氣。水循環(huán)。殼牌煤氣化爐有3種工況的燒嘴:①點(diǎn)殼牌煤氣化裝置采用干煤粉加壓進(jìn)料方式,氣火燒嘴1 個(gè),所用的原料為液化氣和儀表空氣,化爐膛溫度高達(dá)1 400~1 600 C,壓力4. 0 MPa,具在氣化爐微負(fù)壓的情況下將開工燒嘴點(diǎn)燃后退有碳轉(zhuǎn)化率高、氧耗低、冷煤氣效率高有效氣體含出;②開工燒嘴1個(gè),原料為柴油和氧氣,用點(diǎn)火量高、酸性氣體處理費(fèi)用低、環(huán)保效益好等優(yōu)勢,但燒嘴將其點(diǎn)燃,用開工燒嘴為氣化爐升壓，當(dāng)爐按原設(shè)計(jì),殼牌煤氣化爐開車時(shí)開工燒嘴運(yùn)行時(shí)間內(nèi)壓力升至0.8~1.0 MPa時(shí)投用煤燒嘴,開工較長,須在爐內(nèi)壓力達(dá)到0.8~1.0 MPa時(shí)才被允許燒嘴則自動退當(dāng)當(dāng)產(chǎn)山的歷花半1.0 MPa左中國煤化工投用煤燒嘴,一次性投煤成功率較低。因而本文主右;③煤燒嘯使用的燒嘴,要針對0. 8~1. 0 MPa的高壓投煤技術(shù)(相對于0. 1YHCNMHG~0.5 MPa的低壓投煤技術(shù))存在的弊端,探討低壓作者簡介:陳二孩(1979年-),男,河南輝縣人,2005年畢業(yè)于河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè),從事煤氣化技術(shù)的研究投煤技術(shù)在殼牌煤氣化裝置中的應(yīng)用。工作?！?4化肥設(shè)計(jì)2011年第49卷原料為煤粉和純氧，數(shù)量為4個(gè)或6個(gè)。表1殼牌煤氣化工藝開 工燒嘴燒壞的常見原因殼牌煤氣化投料的方式是用開工燒嘴的明火將序號開工燒嘴燒壞常見原因噴人的煤粉和純氧點(diǎn)燃。殼牌原設(shè)計(jì)的開車投煤壓開工燒嘴銅頭安裝不合適。力為0.8 ~1.0 MPa,這是基于激冷氣量而確定的,如2氧氣流量大,燒嘴熱負(fù)荷過高。果在保證激冷量和投煤期間開工燒嘴有火焰的情況3氧油比偏大。下,殼牌煤氣化工藝采用低壓投煤技術(shù)是可行的。;從柴油閥打開到氧閥打開的間隔時(shí)間短， 氧氣先達(dá)到,開工燒殼牌煤氣化主工藝流程見圖1。嘴頭部燒壞。原煤激冷氣循環(huán)0-5燒嘴頭部氧氣和柴油的背壓低,霧化效果不好,造成燒嘴回火堯壞。+過熱蒸汽6開工燒嘴冷 卻水流量不足。磨煤千爛*中壓蒸汽7開工燒嘴停車期間氮?dú)獯祾唛y門沒有及時(shí)打開, 造成回火燒壞頭部。煤的加壓節(jié)廣除灰十濕洗工拿些蠡8 柴油管線堵塞,造成過氧燒壞。與輸送水處理9開工燒嘴運(yùn)行時(shí)間過長 ,造成燒壞。氧氣中水回用3低壓投煤技術(shù)應(yīng)用效果圖1殼牌煤氣化主工藝流程殼牌低壓投煤技術(shù)要求開工燒嘴在較低熱負(fù)2高壓投煤開 車出現(xiàn)的主要問題荷下運(yùn)行的時(shí)間盡可能短,氣化爐在0.1 ~0.5 MPa國內(nèi)采用高壓投煤的殼牌煤氣化廠家大都發(fā)時(shí)就投用煤燒嘴,通過煤燒嘴的運(yùn)行來為氣化爐升生過開工燒嘴燒壞的事故,至今個(gè)別廠家仍未得到溫升壓,直至裝置滿負(fù)荷運(yùn)行2]。現(xiàn)將河南開祥化有效解決,大大增加了開車費(fèi)用和開車時(shí)間,給企工有限公司、大連大化集團(tuán)大連碳化工有限公司、業(yè)造成了巨大的損失。解決開工燒嘴燒壞問題,提大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司的殼牌粉煤高一次性投煤成功率,縮短開車時(shí)間已成為各殼牌氣化爐開工燒嘴運(yùn)行情況進(jìn)行對比,分析低壓投煤煤氣化企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。殼牌煤氣化工藝開工燒技術(shù)的應(yīng)用效果。殼牌煤氣化裝置低壓投煤與高壓投煤運(yùn)行效果對比見表2。嘴燒壞的常見原因見表1。表2殼牌煤氣化裝 置低壓投煤與高壓投煤運(yùn)行效果對比序殼牌工藝設(shè)計(jì)氧量設(shè)計(jì)氧壓 設(shè)計(jì)油量 設(shè)計(jì)油壓 實(shí)際氧量 實(shí)際氧壓 實(shí)際油量 實(shí)際油壓 氧運(yùn)行投煤時(shí)氣 燒應(yīng)用13F1-0002 13P1-0000 13F-0003 13P1-0032 13FI-0002 13P1-0002 1371-0003 13P1-0032 油時(shí)間化爐壓力 壞.}企業(yè)/kg.s-'/MPa/MP/kg.s'/kg.s-I比/min-1 /MPa 率1開祥化工0.684.52 0.21 ~0.263. 670.233.0. 1163.22.0 50.1~0.2無2大連大化(1) 0. 684.52 0.21 ~0.26 3. 670.60.23.0 400.83大連大化(2) 0.68 .4.52 0.21 -0.263.673.210. 1433.5 2.4 6 0.1~0.2 無4大唐試車階段1.574.69 0.47 -0.593.791.34.60.42.7.1 400.8較高注:表2中(1)為大連大化高壓投煤;(2)為大連大化低壓投煤。開祥化工于2008年7月2日開車成功,采用低(1)降低氧管線壓力,在3.1 MPa 的總管壓力壓投煤技術(shù)，至今開工燒嘴運(yùn)行上百次,無- -次燒下點(diǎn)火,以防止煤燒嘴負(fù)荷過高,導(dǎo)致水冷壁燒穿壞。大連大化于2009年11月開車,開工燒嘴頻繁和氧流速過大造成爆管。當(dāng)煤燒嘴穩(wěn)定后,再緩慢燒壞,自從2010年5月修改開工燒嘴運(yùn)行參數(shù)并采提升氧壓至4.7 MPa。用低壓投煤后,至今未發(fā)生燒壞事故。大唐多倫煤(2)降低粉煤給料倉V- 1205的壓力。投用煤燒制烯烴項(xiàng)目煤氣化裝置在2010年煤氣化裝置試車嘴時(shí)的壓力由原來的4.9MPa降為2.5MPa,以此來配合氧總管壓力和保證煤線穩(wěn)定,當(dāng)煤燒嘴穩(wěn)定后，期間采用高壓投煤開工燒嘴頻繁燒壞。再緩慢將料中國煤化工提升到4.9 MPa。4采用低壓投煤需 要修改的參數(shù)及程序(3)常YHCNMHG1301。采用殼牌煤氣化低壓投煤技術(shù)需對原高壓投(4)開工燒嘴運(yùn)行參數(shù):氧壓13PI-0031為3.1煤技術(shù)的程序及參數(shù)作如下修改。~3.3 MPa,氧流量13F1-0002為0.4~0.8kg/s,柴第4期陳二孩等低壓投煤技術(shù)在殼牌煤氣化裝置中的應(yīng)用油流量13FI-0003為0. 16 ~0.32 kg/s ,柴油循環(huán)壓力防止流量低跳車)。13PI-0026為3.6 ~4.0 MPa,開工燒嘴氧油比為2.5。(7)將點(diǎn)火燒嘴和開工燒嘴插人氣化爐中,程(5)調(diào)整開車步驟。首先啟動循環(huán)氣壓縮機(jī)K-序13KS-0001、13KS-0002走到“第2個(gè)點(diǎn)火步驟”1301 ,并開防喘震閥13FV-0011 ,保持盡量少的循環(huán)處于等待位置。氣進(jìn)人氣化爐。隨后,先點(diǎn)點(diǎn)火燒嘴,再點(diǎn)開工燒(8)點(diǎn)火燒嘴運(yùn)行前將合成氣壓力控制器設(shè)定嘴,開工燒嘴點(diǎn)燃后,將防喘震閥13FV-0011關(guān)閉;為0.1MPa,當(dāng)開工燒嘴運(yùn)行后可適當(dāng)?shù)貙⑾到y(tǒng)壓在氣化爐壓力為0.1 ~0. 4 MPa時(shí),確保足夠的激冷力設(shè)定為0.2 ~0.4 MPa。煤燒嘴運(yùn)行后通過閥門氣量情況下投用煤燒嘴。16PV-0008B控制系統(tǒng)壓力,同時(shí)粉煤給料倉V-(6)2個(gè)煤燒嘴運(yùn)行后，盡快將氣化爐壓力提升1205處于壓差控制模式。到1.0 MPa。(9)所有煤線打循環(huán),投用點(diǎn)火燒嘴和開工(7)在投入第1個(gè)煤燒嘴后,要觀察氣化爐相燒嘴。應(yīng)檢測點(diǎn)是否快速上升,如13TI-0019、13TT-0016和(10)開工燒嘴運(yùn)行后系統(tǒng)要穩(wěn)壓至0.2 ~0.413TI-0049、13PI-0040等檢測點(diǎn),否則視為投煤失MPa,通過16PV-0006B閥門控制氣化爐壓力。敗,需手動停止煤燒嘴運(yùn)行。(11)等點(diǎn)火燒嘴退出后且開工燒嘴運(yùn)行穩(wěn)定，(8)投煤后要密切觀察高溫高壓飛灰過濾器投用第1個(gè)煤燒嘴。投入第1個(gè)煤燒嘴后要觀察氣S- 1501的壓差,如15PDI-0002快速上升,及時(shí)將超高化爐溫度敏感點(diǎn)是否快速上升,如13TI-0019、13TI-壓氮?dú)饩彌_罐V-3052的壓力提高,以增加反吹氣量。0016和汽包水溫13TT-0049。(9)開車前修改相應(yīng)參數(shù)的聯(lián)鎖跳車值,以防(12)第1個(gè)煤燒嘴著火后,投用第2個(gè)煤燒止由于采用低壓投煤技術(shù)而使部分參數(shù)觸動聯(lián)鎖嘴。投用后開工燒嘴退出,投用其他煤燒嘴。煤燒跳車,投煤失敗。嘴運(yùn)行期間要密切觀察高溫高壓飛灰過濾器S-5低壓投煤具體實(shí)施步驟1501的壓差,如果發(fā)現(xiàn)15PDI-0002快速上升,要及(1)將氧氣管線上的限流孔板13R0-0090改時(shí)將超高壓氧氣緩沖罐V-3052的壓力提高,以增加反吹氣量。小，限流孔板安裝時(shí)要用四氯化碳脫脂。(2)在13PI-0027壓力為3.1 MPa時(shí)用氮?dú)獯鷱?fù)至設(shè)計(jì)壓力。(13)當(dāng)全部煤燒嘴投人,將氧氣的壓力逐步恢替氧氣作開工燒嘴通道測試。若13F1-0002顯示的6結(jié)語流量大,可以適當(dāng)關(guān)小開工燒嘴氧氣管線軟管后手閥,以保證13FI-0002在0.4 ~0.8 kg/s, 并測試背從采用低壓投煤技術(shù)的國內(nèi)2家企業(yè)的煤氣壓13PI-0029≥2.7 MPa;化裝置的運(yùn)行情況來看,采用低壓投煤技術(shù)一次投(3)在氧氣總管壓力為3.1 MPa下用氮?dú)獯嫜趺撼晒β式?00%,比高壓投煤節(jié)省時(shí)間約1h,而氣,進(jìn)行煤燒嘴氧氣閥門13FV-0X03的預(yù)開度測試。且開車階段氮?dú)庀牧可?煤氣化裝置從點(diǎn)火到粗(4)水代油測試。根據(jù)確定的開工燒嘴氧氣流量合成氣外送最短時(shí)間為0.5h,低壓投煤技術(shù)為殼牌來測試柴油閥門13FV-0003的預(yù)開度,測試背壓13PI-煤氣化裝置的開車節(jié)省了大量資金和時(shí)間。0035≥2. 7 MPa。注意13PIC-0026為3.6 ~4.0 MPao參考文獻(xiàn):(5)粉煤給料倉V- 1205AVB的壓力為2.5 MPa,[1]陳二孩,岑濤,馬江濤,等.試論Shell煤氣化裝置煤粉管線的穩(wěn)煤管線打循環(huán)。進(jìn)行煤閥13FV-0X01的預(yù)開度測試。定性[J].化肥設(shè)計(jì),2009(5):36 -28.(6)啟動激冷氣壓縮機(jī)并提至適當(dāng)轉(zhuǎn)速(注意[2]陳二孩,岑濤. Shell煤氣化裝置點(diǎn)火燒嘴與開工燒嘴的實(shí)驗(yàn)與K-1301的人口流量低聯(lián)鎖跳車值,可以暫時(shí)強(qiáng)制，應(yīng)用[J].化肥設(shè)計(jì)，2009(1):44 -46.收稿日期: 2011-06-21行業(yè)信息開封龍宇4萬t/a聚甲醛裝置通過性能者核驗(yàn)收中國煤化工由中國五環(huán)工程有限公司承擔(dān)工程總承包的開封龍宇- -期4萬Va聚甲醛生HCNMHG8時(shí)至7月26日8時(shí),經(jīng)歷了72h的性能考核測試。結(jié)果表明,測試期間的裝置負(fù)荷為100%,聚甲醛產(chǎn)量401t,優(yōu)質(zhì)品率達(dá)69%,各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)要求,4萬Va聚甲醛裝置-一次性通過性能考核驗(yàn)收。(本刊通訊員)