口科技鳳榆林能化甲醇廠氣化爐優(yōu)化運行總結(jié)張雄黨亞婷(兗州煤業(yè)榆林能化有限公司，陜西榆林719000)[摘要]介紹了 60萬噸GE水煤漿氣化爐優(yōu)化運行的經(jīng)驗。[關(guān)鍵詞] GE氣化;長周期;優(yōu)化兗州煤業(yè)榆林能化年產(chǎn)60萬噸甲醇項目氣化技術(shù)引進美國GE水堵渣現(xiàn)象，氣化爐運行穩(wěn)定;但助熔劑添加后，助熔劑對耐火磚侵蝕厲煤漿加壓氣化技術(shù)，氣化爐為兩開-備，單爐煤漿量為666m3/h,害，目前正在逐步摸索調(diào)整助熔劑添加比例，在滿足原煤粘溫特性及單爐有效氣量2020000Nm/d (CO+H2 有效氣)。2008年12月3日灰熔點要求的前提下，盡可能減少助熔劑添加量，以減少助熔劑對耐火首臺氣化爐投料成功，幾個月后其它兩臺氣化爐相繼投料成功。磚磚縫沖刷、侵蝕。一、 氣化爐長周期運行經(jīng)驗分析總結(jié)三、氣化爐優(yōu)化運行經(jīng)驗總結(jié)影響氣化爐長周期運行的主要問題是耐火磚使用壽命短、工藝燒(-)負(fù)荷控制嘴使用壽命短(最長51天)、黑水管線磨損問題。使用66m/h工藝燒嘴時，煤漿流量為72m/h,控制在燒嘴設(shè)計(一)耐火磚使用壽命短流量105~ 110%;使用86m9h燒嘴時，煤漿流量為78m/h,燒嘴氣化爐簡體磚縱向磚縫損傷嚴(yán)重，簡體磚中間偏上位置沖蝕嚴(yán)重，設(shè)計流量的90%左右:負(fù)荷控制在設(shè)計值90 ~ 110%。.耐火磚磚縫較寬較深;筒體磚下部沖蝕面積較大，耐火磚磚縫細(xì);錐底(二)操作壓力控制磚頻繁脫落，2012年A#氣化爐錐底磚T1903部分脫落或全脫落。氣化爐設(shè)計壓力為6.5MPa， 單爐操作壓力5.6MPa, 雙爐操作壓分析原因: -是助熔劑(主要成分SiO)含量偏高造成沖刷、侵力6.0MPa,洗滌塔合成氣出0閥門HV6204及手動閥處于全開狀態(tài)，蝕。二是錐底T1903磚與托磚盤的支撐尺寸小，容易造成脫落。氣化爐操作壓力由合成系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。2012年9月份開始調(diào)整原煤中助熔劑添加比例，在滿足原煤粘溫(三)爐溫控制特性及灰熔點要求的前提下，盡可能減少助熔劑添加量，以減少助熔劑氣化爐操作溫度根據(jù)原料煤中助熔劑添加量、煤灰熔點及運行情對耐火磚磚縫沖刷、侵蝕;聯(lián)系洛陽耐火材料研究院，考慮對錐底磚進況進行調(diào)節(jié)，正常情況下操作溫度1260C左右，同時參考CH4含量調(diào)行改型并調(diào)整向火面磚成份以達(dá)到延長耐火磚使用壽命的目的。節(jié)氣化爐操作溫度。(二)燒嘴使用壽命短(四) 中心氧比例調(diào)節(jié)燒嘴正常使用周期為45天，使用40天以上的燒嘴大多因燒嘴盤開車時中心氧閥門開度設(shè)定值為25%，投料成功后緩慢減小中心管泄露或煤漿噴頭磨損嚴(yán)重不能長周期運行;煤漿噴頭的前端沖刷嚴(yán)氧比例，達(dá)到滿負(fù)荷時中心氧比例為15~ 16%。重，端面出現(xiàn)缺口，造成煤漿霧化效果變差且易形成偏噴?，F(xiàn)在正著手(五)氧碳比比例調(diào)節(jié)進行煤漿噴頭的調(diào)研改造，調(diào)整燒嘴頭部材質(zhì)，延長燒嘴使用壽命。氧碳比正常控制比列450~ 470左右，投料時根據(jù)投料溫度氧碳比(三)黑水管線磨損適當(dāng)提高5~10。原料煤灰熔點變化、渣口堵時，適當(dāng)提高氧碳比提溫進高閃黑水減壓閥后三通管線及盲法蘭泄漏頻繁，將三通管線更燒渣口。換為耐磨材質(zhì)、盲法蘭更換為耐磨合金后，使用壽命基本能夠達(dá)到與燒(六)燒嘴的使用經(jīng)驗嘴同步。其他出現(xiàn)過磨穿的彎頭管線更換為耐磨材質(zhì)，延長使用周期。2012年共出現(xiàn)四次燒嘴問題，都是冷卻水盤管和外氧噴頭焊縫處停車檢修期間對黑水管線測厚，建立臺賬，對比磨損速率，便于提前對開裂。經(jīng)分析主要有以下原因:磨損嚴(yán)重部位進行更換。1)應(yīng)力腐蝕:出現(xiàn)裂紋的部位基本都在冷卻水盤管和外氧噴頭焊二、原料煤的質(zhì)量控制經(jīng)驗總結(jié)縫處，由于Inconel625應(yīng)力腐蝕敏感性較高，如果盤管和外氧噴頭組(一)煤灰熔點的控制對時尺寸略有偏差，特別是舊盤管切割后變短，對口時極易產(chǎn)生拉應(yīng)榆林能化甲醇廠用煤來自配套的榆樹灣煤礦，原煤灰熔點高、粘力，焊接接頭處的拘束度和焊接殘余應(yīng)力就變大。在使用過程中由于熱溫特性差，易造成氣化爐激冷室及下降管堵渣。分析結(jié)果如下:膨脹產(chǎn)生了更大的熱應(yīng)力，發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。表1添加助榕劑前煤質(zhì)灰熔點2)焊接環(huán)境的影響:出現(xiàn)問題的燒嘴都是冬季修復(fù)和制作的，由日期變形溫度軟化溫度半球溫度(C)德助溫度于冬季施焊廠房內(nèi)溫度偏低，焊縫冷卻速度過快，加大了材料淬硬性的C)(C)_2011.6.4.128129513011303對于以上原因，采取以下改進措施，避免此類現(xiàn)象的發(fā)生、延長2011.6.1127512901298燒嘴使用壽命:2011.6.10 12851297129T13)精確把握盤管和外氧噴頭連接尺寸，減小裝配應(yīng)力，避免焊縫2011.6.13_ 126512312801285通過與西北化工研究院進行合作，在原煤中添加助熔劑(主要成附近應(yīng)力集中。2)冬季施焊時確保廠房內(nèi)溫度在規(guī)范要求范圍內(nèi)。分SiO)來改善原煤粘溫特性、降低灰熔點，以優(yōu)化氣化爐運行。在四、渣水系統(tǒng)優(yōu)化運行經(jīng)驗總結(jié)操作中根據(jù)工藝運行情況，通過調(diào)整原煤中助熔劑添加比例控制原煤粘(一)渣水系統(tǒng)水處理藥劑使用情況總結(jié)溫特性及灰熔點。1) 絮凝劑:添加量為174nm 根據(jù)8前nk質(zhì)分析結(jié)果顯示，水2添加助熔劑后煤質(zhì)煤灰熔點質(zhì)濁度總體上能夠保持中國煤化工充形福度(C)軟化溫度(C)半球溫度(C) 德動福度(C)2012418- 1125-1155511621176環(huán)兩個部位的結(jié)垢現(xiàn)象減輕、情況得到改善。2)分散劑:添加0HCNMH G文丘里與激冷20124.241161167C 20124.22 I114811881156(二)循環(huán)水流量控制1154 .循環(huán)水管線無流量計，正常情況下三套系統(tǒng)循環(huán)水閥門處于全開，添加助熔劑后氣化爐運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)過氣化爐激冷室及下降管特殊情況下根據(jù)調(diào)度室要求，備用系統(tǒng)循環(huán)水閥門適(下轉(zhuǎn)第 227頁)220 2013年7月(國)經(jīng)濟管理小，電解效率高，能耗大大降低。二是無機堿性離子膜不易破裂，在堿(kW-h),從經(jīng)濟角度考慮，成本還需要降低-半。對于我們來說當(dāng)務(wù)性溶液中不會發(fā)生溶解，其運行安全性比傳統(tǒng)電解槽要高。三是電解液之急是要實現(xiàn)風(fēng)電機組國產(chǎn)化，從而降低風(fēng)力發(fā)電成本。電解水裝置成全自然循環(huán)設(shè)計，不再采用循環(huán)泵，不僅節(jié)約了泵類所消耗的能耗，也本較高，目前電解水設(shè)備的價格大約是6000~ 15000元/kW,效率在免除了大量煩瑣的維修及維護工作。四是安全性設(shè)計。60%~70% (LHV)。 研究表明，為使風(fēng)力發(fā)電制取的氫具有競爭力，3)固體聚合物電解質(zhì)(SPE) 水電解制氫技術(shù)。SPE水電解技術(shù)將來的目標(biāo)是價格低于2500元/kW,效率高于75% (LHV), 容量達(dá)是用全氟磺酸型膜來替代傳統(tǒng)的堿性水電解質(zhì)和石棉布隔膜，起到產(chǎn)品到兆瓦級。氣分離和陰陽離子傳遞的作用，氫離子沿著膜上的磺酸根移動，而導(dǎo)電(三)氫的存儲和運輸問題的磺酸根離子是固定在膜的網(wǎng)絡(luò)上的，這與液體導(dǎo)電是根本不同的。該當(dāng)前氫氣的存儲主要使用儲罐或氣瓶，需要對氫氣進行壓縮，而技術(shù)的核心技術(shù)是膜一電極組件 (MEA)， 采用在SPE膜的兩側(cè)嵌入壓縮過程的能耗較大。運輸主要依靠車輛運輸，成本高且費時費力。因催化物質(zhì)作為電極，使膜與電極成為-一個整體。目前SPE膜價格昂貴此需發(fā)展氫氣低壓存儲技術(shù)，如金屬儲氫及液態(tài)儲氫;運輸方面要建立是制約SPE水電解制氫技術(shù)發(fā)展的主要因素。氫氣輸送管網(wǎng)，實現(xiàn)氫氣管道運輸。三、風(fēng)力發(fā)電- -水電解制氫系統(tǒng)五、應(yīng)用前景風(fēng)力發(fā)電- -水電解制氫系 統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機組、電解水裝置、中國風(fēng)能資源總儲量為32億千瓦，技術(shù)可開發(fā)的裝機容量約2.53貯氫裝置、燃料電池、電網(wǎng)等組成。以風(fēng)力發(fā)電機組為核心，風(fēng)力發(fā)電億千瓦。目前，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模為2627萬千瓦，根據(jù)新制定的新能源機組發(fā)出的電可以輸送到電網(wǎng)，富余的電供給電解水裝置，由純水通過產(chǎn)業(yè)振興和發(fā)展規(guī)劃，到2020年，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)劃將有望超過一電解水裝置制得的氫氣，然后將氫氣儲存起來，一方 面可以通過車輛或億千瓦。從2009~2020年，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)年復(fù)合增長率仍將超過10%。管道運往別處使用，另-方面可以經(jīng)燃料電池轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茏鳛殡娋W(wǎng)調(diào)峰風(fēng)能資源主要分布在新疆、內(nèi)蒙古等北部地區(qū)和東部至南部沿海地帶及送往電網(wǎng)。風(fēng)力發(fā)電-水電解制氯系統(tǒng)把風(fēng)力發(fā)電和電解水裝置結(jié)合在島嶼。把風(fēng)力發(fā)電和電解水制氫聯(lián)合起來，為風(fēng)電發(fā)展開辟嶄新的道一起， 具有很多優(yōu)點: 1)有利于平衡風(fēng)電的輸出; 2)可以提高 風(fēng)力發(fā)路，可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電較為平穩(wěn)的輸出、提高風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中的比電的使用效率; 3)可以將多余的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為氫能儲存起來; 4)可以共例、制取真正環(huán)保的“綠色”氫能源。目前不能大規(guī)模應(yīng)用的主要原因用一些電氣及控制設(shè)備，提高成本利用率; 5)風(fēng)力機的塔筒還可以用是:電解水裝置及相關(guān)設(shè)備(燃料電池、貯氫罐等)成本高、風(fēng)力發(fā)電用作儲氫裝置，節(jié)省系統(tǒng)投資。的成本高、缺乏相關(guān)政策支持等。但隨著技術(shù)和社會發(fā)展的進步，必將四、存在的問題實現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟皆可行，并在未來能源世界中扮演重要角色。(-)鳳力發(fā)電與水電解制氫之間電的轉(zhuǎn)化風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電能一般 為間歇性不穩(wěn)定的交流電，而水電解制.[參考文獻]氫使用的為穩(wěn)定的直流電，如何將風(fēng)電轉(zhuǎn)化為滿足電解水制氫要求的電1] 2011-2012年中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究年度報告.能是風(fēng)力發(fā)電-水電解制氫系統(tǒng)需要解決的一-個至關(guān)重要的問題。[2]電子工業(yè)部第十設(shè)計研究院氫氣生成與純化M]哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出社1983.(二)系統(tǒng)成本高風(fēng)力發(fā)電成本較高，現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電的成本大約在0.25 ~0.3元/[3]韓爽,劉永前楊勇平王玉榮風(fēng)-氫混合能源系統(tǒng)電力建設(shè),2009.(上接第220頁)整個裝置安全穩(wěn)定，運行周期長。目前氣化爐在設(shè)計負(fù)荷下運行比較穩(wěn)當(dāng)關(guān)閉，僅留1/3開度左右。定，制約氣化爐長周期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素是工藝燒嘴的使用壽命，延(三)提高渣水系統(tǒng)設(shè)備運行周期經(jīng)驗總結(jié)長工藝燒嘴的使用壽命是延長氣化爐連續(xù)運行時間的決定因素。1)對頻繁出現(xiàn)故障的設(shè)備，分析原因、及時處理、善于總結(jié)。2)作者簡介:張雄，男， 2008年畢業(yè)于長安大學(xué)，本科學(xué)歷，助理對影響工藝指標(biāo)控制的因素，及時分析、總結(jié)經(jīng)驗，盡早做出技改措工程師，在兗州煤業(yè)榆林能化有限公司從事水煤漿氣化;黨亞婷，女，施。3)在檢修期間，對設(shè)備進行全面檢查。2007年畢業(yè)于西安科技大學(xué),本科學(xué)歷，助理工程師，在兗州煤業(yè)榆五、總結(jié)林能化有限公司從事水煤漿氣化。通過近幾年的逐步摸索及改造，我公司氣化裝置的運行情況良好，中國煤化工MHCNM HGTECHNOGY wWIND 227