第4期(總第149期)煤化工No.4(Total No. 149)2010年8月Coal Chemical IndustryAug. 2010SCGP工藝裝置氣化爐開工燒嘴的調(diào)試及運(yùn)行初探王秀芬王方亮(神華煤制油有限公司鄂爾多斯分公司,鄂爾多斯017209)摘要簡要敘述了殼牌煤氣化工藝特點(diǎn),介紹了關(guān)鍵設(shè)備開工燒嘴的作用及使用原理，詳述了開工燒嘴投用前期需進(jìn)行的調(diào)試:霧化測試、安全聯(lián)鎖調(diào)試、氧油比標(biāo)定和程序調(diào)試等,并結(jié)合實際流程,詳細(xì)說明了其開停車程序運(yùn)行過程,對該工藝所面臨的實際問題提出了建議。關(guān)鍵詞殼牌煤氣化 募化開I燒嘴氧油比文章編號: 1005-9598 (2010)-04-0041-04中圖分類號 :TQ54文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B技術(shù)工藝流程為:在加壓條件下,粉煤.氧氣及少量水引言蒸氣并流進(jìn)入氣化爐內(nèi),在極為短暫的時間內(nèi),完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解燃燒及轉(zhuǎn)化等一系列物理和當(dāng)前國內(nèi)煤氣化技術(shù)采用的工藝主要包括魯奇化學(xué)過程,生成以H和Co為主的合成氣,CO2含量很(Lurgi )固定床加壓氣化.德士古(GE)水煤漿氣化殼少。SCGP工藝的核心裝置氣化爐采用膜式水冷壁結(jié)牌SCGP( Shell Coal Gasification Process )干煤粉氣構(gòu),無耐火磚襯里,維護(hù)量少,運(yùn)轉(zhuǎn)周期長。該爐主要流床加壓氣化等。國內(nèi)已有十多家企業(yè)選用SCGP氣由內(nèi)簡和外簡兩部分構(gòu)成,外簡只承受靜壓而不承受化技術(shù),分別用于生產(chǎn)氫氣、合成氨和甲醇。高溫,內(nèi)件形成氣化空間、爐渣收集空間、氣體輸送空開工燒嘴(SUB)作為殼牌SCGP 工藝開車過程中間。的一個關(guān)鍵設(shè)備,開車前期對其所做的相關(guān)調(diào)試工作殼牌煤氣化工藝由于生產(chǎn)鏈長、工程量大,現(xiàn)階是保證其開車平穩(wěn)運(yùn)行的重要保障,同時這也是順利段還沒有成熟的經(jīng)驗可供借鑒,且在設(shè)備制造.流程實現(xiàn)殼牌煤氣化成功開車的一個重大技術(shù)瓶頸。本文配置、施工、管理、投料試車到操作運(yùn)行等方面,都還將針對此技術(shù)問題，結(jié)合SCGP工藝在開車實踐過程要有一個逐步消化吸收和認(rèn)識掌握的過程。因此,現(xiàn)中遇到的各種問題,進(jìn)行簡單地分析和闡述。階段如何實現(xiàn)Shell氣化爐的順利開車,對于進(jìn)一步探索該工藝的各項性能具有重大的意義。1 SCGP 工藝特點(diǎn)2開工燒嘴的作用及使用原理SCGP工藝采用干煤粉進(jìn)料,具有氧耗低、碳轉(zhuǎn)化率高、熱效率高、調(diào)節(jié)負(fù)荷方便等優(yōu)點(diǎn)。一般碳轉(zhuǎn)化率殼牌煤氣化技術(shù)裝置的自動化程度非常高,采用為99%,有效氣(C+H)體積分?jǐn)?shù)最高達(dá)95%,冷煤氣串級、前饋.分程、比值及順序控制和邏輯控制,通過效率80%-85%。熱效率可達(dá)98%1。同時Shell氣化爐DCS、ESD、PLC實現(xiàn)生產(chǎn)過程的集中控制和管理。氣化對原料煤種的黏結(jié)性、成分變化的響應(yīng)均不靈敏。該爐共計設(shè)置20多個安全停車聯(lián)鎖，保證在氣化爐相關(guān)操中國煤化工氣化爐安全停車， .收稿日期:2010-03-03由此殳備性能等都提出作者簡介:王秀芬( 1980-),女.2004年本科畢業(yè)于遼寧石了很THCNMHG油化工大學(xué),碩士,助理工程師,現(xiàn)從事殼牌煤氣化工藝SCCP工藝的關(guān)鍵設(shè)備氣化爐在開工和正常運(yùn)行生產(chǎn)技術(shù)工作。時,進(jìn)料部分所采用燒嘴分為點(diǎn)火燒嘴(IB)、開工燒-.42-煤化工2010年第4期嘴(SUB)和煤燒嘴(CB)。開工燒嘴是-種內(nèi)混式柴油證開工燒嘴冷卻水 流量正常，并在正常流量下燃燒燒嘴,采用套管式結(jié)構(gòu),主要由套管與燒嘴頭兩部分等。另外,氣化系統(tǒng)其他相關(guān)安全保護(hù)聯(lián)鎖調(diào)試也應(yīng)組成。套管外層高壓工藝水用于燒嘴的冷卻,以保護(hù)隨之進(jìn)行,以保證整個氣化系統(tǒng)的穩(wěn)定。燒嘴;內(nèi)管為氧氣和柴油的流通混合通道。柴油與氧3.3氧油比的標(biāo)定氣混合后,在燒嘴頭部實現(xiàn)霧化,然后噴人氣化爐被一定量的柴油對應(yīng)-定 量的純氧才能完全燃燒，點(diǎn)火燒嘴引燃后,進(jìn)行劇烈的燃燒,反應(yīng)放出大量的并放出最大量的熱。柴油量過高,燃燒不完全,既不經(jīng)熱,用于氣化爐的預(yù)升溫。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體用于氣化濟(jì),火焰信號也不強(qiáng);氧氣流量過高,會造成燒嘴損爐升壓操作,待氣化爐壓力達(dá)到-定程度時,引燃煤壞,因此需要進(jìn)行氧油比的標(biāo)定。在標(biāo)定時，若采用其燒嘴,并在確認(rèn)兩組煤燒嘴被引燃后,開工燒嘴停止他物料代替氧氣或者柴油,必須充分考慮他們在物理工作,退出氣化爐,此后氣化爐進(jìn)人正常的生產(chǎn)運(yùn)行特性方面存在的差異，以得到最切合實際的實驗數(shù)調(diào)節(jié)階段。因此，這些設(shè)備特別是開工燒嘴的正常使據(jù),為燒嘴的正常投用奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。氧油比用和運(yùn)行，是決定氣化爐成功開車最為關(guān)鍵的因素的控制,在實際操作時,也可通過手動調(diào)節(jié)柴油流量之一。開工燒嘴在投用時，設(shè)置了專門的程序，可控制閥門來實現(xiàn)。實踐發(fā)現(xiàn),開工燒嘴正常運(yùn)行時所降低人力勞動強(qiáng)度，同時有助于保障燒嘴的順利投需的氧油質(zhì)量比FFI0004一般為3左右。具體工況用和穩(wěn)定運(yùn)行?？筛鶕?jù)實際操作的需求加以改變，但所有操作的前提是，必須在保證開工燒嘴正常運(yùn)行情形下，使氣3開工燒嘴投用前的調(diào)試化爐升溫升壓的速率得以改善，同時滿足水汽系統(tǒng)運(yùn)行工況調(diào)整的要求。開工燒嘴投用前期需要進(jìn)行的調(diào)試主要包括:霧3.4 程序的調(diào)試化測試、相關(guān)安全聯(lián)鎖調(diào)試、氧油比標(biāo)定、程序的測在進(jìn)行程序調(diào)試時,最好是在確保所有涉及的程試。控閥門能夠正常啟閉的條件下進(jìn)行。當(dāng)出現(xiàn)所涉及的3.1 霧化測試相關(guān)不能實際滿足的信號時,為了滿足程序運(yùn)行的需開工燒嘴投用前，為了保證燒嘴的正常運(yùn)行,要求,也可通過模擬信號賦予完成程序步驟所需要的條求柴油與氧氣必須充分混合，以保證燃燒的穩(wěn)定性，件,使之能夠順利地進(jìn)行,這通常是一個相當(dāng)繁瑣的防止其在燃燒的過程中產(chǎn)生局部過熱，造成燒嘴損過程。程序調(diào)試過程中,應(yīng)特別注意對開工饒嘴的穩(wěn)壞，保護(hù)開工燒嘴。具體測試方法為:采用壓力基本相定運(yùn)行有直接影響的相關(guān)作用點(diǎn)的觀察和掌握。這些當(dāng)?shù)母邏汗に囁娌裼?次高壓氮?dú)?5.2MPa)代替點(diǎn)包括:吹掃完成信號、開工燒嘴插入位置信號、柴油氧氣,在氣化爐外進(jìn)行霧化效果測試,觀察其噴射距壓力及流量、氧氣壓力及流量、開始供油供氧關(guān)鍵時離、形狀及分布是否均勻等。由于柴油-水、氮?dú)?氧間點(diǎn)的配合及其他氣化爐本身應(yīng)該具備的狀態(tài)等條氣所固有的物理特性的差異,因此與在具體開車時所件是否得到滿足。該程序運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到開工得到的數(shù)據(jù)也會稍有差異。但在具體調(diào)試時,要在充燒嘴能否正常運(yùn)行，并最終決定氣化爐能否開車成分考慮這種差異的同時，結(jié)合實際開車過程中所出現(xiàn)功,這都無疑是對操作人員提出的一個嚴(yán)峻考驗。的具體問題與取得的運(yùn)行數(shù)據(jù)，做出進(jìn)一步 的優(yōu)化。因此這種測試對開工燒嘴的順利投用是+分必要的。4開工燒嘴程序 運(yùn)行過程3.2 相關(guān)安全聯(lián)鎖調(diào)試為了確保開工燒嘴的穩(wěn)定運(yùn)行，保護(hù)開工燒嘴,下面結(jié)合開工燒嘴流程示意圖(見下頁圖1),說在開工前必須對相關(guān)安全聯(lián)鎖進(jìn)行調(diào)試，主要包括:明開工燒嘴程序運(yùn)行的簡要步驟。柴油管線吹掃氮?dú)獍踩Ｗo(hù)聯(lián)鎖,防止柴油反串進(jìn)入4.1運(yùn)行程序氮?dú)庀到y(tǒng);開工燒嘴氧氣系統(tǒng)安全保護(hù)聯(lián)鎖以防止氧開工燒嘴程序由操作員啟動，該程序啟動后,在.氣壓力低,造成開工燒嘴回火;開工燒嘴安全保護(hù)聯(lián)確定中國煤化工冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行正鎖,防止氧氣和柴油在低流量下造成回火,及下游氧常0HCNMHG_謀燃燒器的氧氣供氣的泄漏(氧氣流量過高)帶來的危險,防止在監(jiān)測不應(yīng)閥加材林大四大際、自次的風(fēng)氣吹掃正在進(jìn)行、到火焰的情況下.在氣化爐內(nèi)形成爆炸物,同時防止并通往開車/排氣煙囪等條件滿足后,即進(jìn)入正常的由于燒嘴安裝不當(dāng)造成氣化爐水冷壁損壞等情況,保運(yùn)行步驟。2010年8月王秀芬等:SCGP工藝裝置氣化爐開工燒嘴的調(diào)試及運(yùn)行初探一43-高點(diǎn)放空PISAOO31XV0028XV0023。XV002Q氣[氧氣>78| 8C化|PIZ0027]XV0022[ F10002 1]FV0020XV0021爐|壁|Xv0027 8X- ;F1A0007)-FIC0020FICO005氮?dú)?FIA00O6FFIZ0004XV0025文Fv0005(回油PDIS0036文PV0026FC0003XV0026l PIC0026AF0003柴油泵XV0024[ PIZ0032[PIS0033PIZ0035高壓工藝?yán)鋮s.PIC0026-柴油壓力指示控制PV0026- 柴油供油壓力調(diào)節(jié)閥P1Z0027- 氧氣壓力指示聯(lián)鎖PISA0031-供 氧壓力指示聯(lián)鎖PIZ0032- 柴油供油壓力指示聯(lián)鎖PISO033- 柴油壓力指示聯(lián)鎖PIZ0035- 柴油壓力指示聯(lián)鎖PDIS0036- -柴油氮?dú)鈮翰钪甘韭?lián)鎖FI0002- 氧氣流量指示FIC0003- 柴油流量指示控制F0003- 柴油流最控制閥FFIZ0004一氧油比指示聯(lián)鎖FIC0005- 開工燒嘴冷卻水流量指示控制F0005- 開工燒嘴流量控制閥FI0006/0007- 柴油線吹掃氮?dú)饬髁恐甘緢缶疐IO020一氧氣線吹掃氮?dú)饬髁恐甘究刂?F0020- 氮?dú)饬髁靠刂崎yXV0020/0021- 開工燒嘴與氣化爐隔離閥X0022/0023- 供氧閥XV0024- -柴油線供油閥XV0025/0026- 柴油線吹掃氮?dú)忾yXV0027一氧氣線氮?dú)獯祾唛yXV0028/0029- 氧氣放空閥圖1開工燒嘴流程示意圖(1)啟動開車燃燒器的冷卻水循環(huán)(燒嘴冷卻水后，打開XV0023), 停止該線的氮?dú)獯祾叩ＷC流量(FIC0005)切自動)。FV0020保持10%開度。條件滿足后,進(jìn)入下一步。(2)油控制器(FIC0003 )切換到“正常”位置(跟隨(7)在“點(diǎn)火嘗試時間"內(nèi)，檢查開工燃燒器火焰氧氣流)。瓦斯油循環(huán)壓力控制(PIC0026)切換到自信號存在,觸發(fā)點(diǎn)火燃燒器的停車車程序,把柴油控動,并起動柴油泵。制器切換到“自動",然后“級聯(lián)" ,啟動比率(有關(guān)氧(3)解鎖燒嘴插人裝置,并開始進(jìn)行火焰眼吹掃。氣的)控制(略低于化學(xué)計量)。高速插人,低速時完成插入，完成后把燃燒器鎖在插(8)停止?jié)袷较礈煜掠蔚恼羝麌娚淦?氣化爐氮入位置。.氣吹掃打開至預(yù)置狀態(tài)，吹掃氣化爐的環(huán)形空間,一(4)啟動氧氣管線和柴油管線上的氮?dú)獯祾?。在旦濕式洗滌下游的氧氣體積分?jǐn)?shù)低于0. 5%達(dá)到1min完成氮?dú)獯祾?檢查點(diǎn)火燒嘴已運(yùn)行.氟氣供應(yīng)壓力以上,氣化系統(tǒng)壓力控制閥和壓力控制器從手動/關(guān)(PISA0031:H)滿足條件后,啟動開車燃燒器。該過程閉切換到自動開始?xì)饣癄t的升壓到0. 8MPa左右。啟將關(guān)閉氧氣供應(yīng)管線上排氣閥，把柴油控制閥動氣化爐急冷、合成氣冷卻器人口和高壓高溫(HPHT)(F0003)設(shè)定至預(yù)設(shè)定(“啟動")狀態(tài)(手動:10%開過濾器反吹和振動器程序。啟動粉煤燃燒器氧氣系統(tǒng)度)。的檢測中國煤化工足后,表明開車燃(5)開啟柴油供應(yīng)閥門(XV0024),在規(guī)定時間內(nèi)饒器YHCN M H壓力,啟動氣化爐確認(rèn)條件滿足后，停止柴油線的吹掃(關(guān)XV0025、急冷氣u期幾四珠IF自近11,個龍自動進(jìn)行),并把XV0026)。條件滿足后,進(jìn)入下一步。急冷氣流量控制器切換到自動操作(注意:此外每次(6)開啟氧氣的供應(yīng)(在規(guī)定時間內(nèi)XV0022打開投用開工燒嘴之前,都要仔細(xì)確認(rèn)流程,特別要確保煤化工2010年第4期.柴油及氧的流量計指示的準(zhǔn)確性)。序觸發(fā)停止后,開車程序的再次啟動,需操作員手動4.2停止程序啟動。開工燒嘴開車運(yùn)行程序步位設(shè)置條件不能滿足時,即觸發(fā)此程序,但在其運(yùn)行期間出現(xiàn)跳閘時(沒有5結(jié)論及建議粉煤燃燒器在運(yùn)行),則不會停止該燃燒器,但會使其回到吹掃步驟(開車程序“D”步位)。另外開工燒嘴的殼牌煤氣化工藝在設(shè)備、工藝等方面的特殊要停車程序的啟動,在下列條件之-出現(xiàn)時,也即觸發(fā)，求，無疑增加了開工燒嘴在使用時發(fā)生損壞的幾率。以保護(hù)開工燒嘴和整個氣化系統(tǒng)的安全: .工藝開車前期重點(diǎn)圍繞開工燒嘴所作的相關(guān)測試工(1)操作員手動停止;作,對于盡可能降低其損壞發(fā)生的幾率必將起到積極(2)兩個煤燒嘴運(yùn)行信號出現(xiàn);的作用。(3)氣化爐聯(lián)鎖停車信號出現(xiàn);與此同時，在國內(nèi)現(xiàn)有的設(shè)備制造技術(shù)條件下，(4)氣化爐正常停車啟動。很難實現(xiàn)SCGP工藝所有設(shè)備的國產(chǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化,一該程序啟動后,即開始執(zhí)行以下步驟:些諸如煤燒嘴、開工燒嘴、氣化爐等關(guān)鍵設(shè)備還必須(1)打通氣氣(開XV0027)和柴油線(開XV0025、完全依賴于進(jìn)口?，F(xiàn)階段國內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)實踐XV0026 )的氮?dú)獯祾?停止氧氣(關(guān)XV0022、XV0023 )和中業(yè)已獲得的生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)及經(jīng)驗,有時只能是用來柴油(關(guān)XV0024、FV0003 )的供應(yīng)。充實殼牌煤氣化的實驗數(shù)據(jù)庫,各企業(yè)也被動地扮演(2)打開氧氣線放空(開XV0028/0029),啟動氮?dú)? .種實驗工廠的角色,因此如何積極尋求掌握該工藝吹掃(由自動保險邏輯控制氧氣截止閥、油截止閥和生產(chǎn)操作運(yùn)行規(guī)律，如何進(jìn)- - 步地優(yōu)化操作條件,盡吹掃的操作)。量減少事故發(fā)生時可能造成的設(shè)備損壞和由此造成(3)吹掃結(jié)束后，關(guān)閉氮?dú)獯祾?XV0025/0026/的財產(chǎn)損失，如何進(jìn)--步提高國內(nèi)設(shè)備制造技術(shù)水0027)和火焰眼氮?dú)獯祾?并解鎖燃燒器，在高速時縮平,有待進(jìn)一步研究和探討?；厝紵?低速時完成燃燒器縮回;把燃燒器鎖定在參考文獻(xiàn):縮回位置上，并使之與氣化爐隔離(關(guān)閉XV0020/0021)。[1]王乃繼,徐振剛，步學(xué)朋. Lurgi和Shell煤氣化生產(chǎn)(4)把冷卻水流切換到旁通(FV0005關(guān)閉)并停止合成氣分析[J].煤炭學(xué)報, 2004,29(增)113-116.瓦斯油循環(huán)泵;關(guān)閉控制閥(PV0026)。如果所有條件[2]唐宏青. Shell煤氣化工藝的評述和改進(jìn)意見[J].煤都得到滿足,即可順利實現(xiàn)“開車燃燒器停車”。此程化工，2005 , 33(6):9-14.Debugging and Operation of the Start-up Burner for the Shell Coal Gasification ProcessWang Xiufen and Wang Fangliang(Shenhua Erdos Coal Liquefaction Corporation, Erdos 017209)Abstract This thesis brefly describes the technological features of the shell coal gasification process and introducesthe function and application philosophy of the start -up bumer which is the key equipment of the plant. ht expatiales onsuch necessary tests (which should be done before the burmer is put into operation) as nebulization test, debugging of thesafety interlock and of the process, the standardization of the ratio of oxygen to diesel oil, etc. Again, it expatiates on thestant-up and shutdowm program according to the actual process, and make sugestions about practical problems of this pro-ess.Key words Shell Coal Gasification Process, nebulization, start:中國煤化工seloil .:YHCNMH...《煤化工》期刊郵發(fā)代號:22-176請到全國各地郵局訂閱