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水煤漿氣化工藝中的問題與改進

文檔作者：董志龍許明文檔來源：中海石油華鶴煤化有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年05月11日
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2017年4月 土怠似 Apr．2017第40卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry V01．40 No．2水煤漿氣化工藝中的問題與改進董志龍．許明(中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗154100)摘要：針對水煤漿氣化裝置在設計中存在的問題，經過一年多的系統運行和經驗摸索，對制漿系統、氣化系統、灰水處理系統、聯鎖系統進行了多項技術改造，保證了裝置長周期安全穩定運行，目前氣化爐負荷可以達到110％，雙爐取得140d以上的連續運行長周期。關鍵詞：水煤漿氣化制漿氣化灰水處理聯鎖1水煤漿氣化裝置概況1．1裝置簡介中海石油華鶴煤化有限公司年產30萬噸合成氨，52萬噸尿素，其中氣化裝置采用GE公司水煤漿加壓氣化技術．整個氣化裝置共包括3個工序：制漿系統、氣化系統、渣水處理系統。氣化系統配置3臺氣化爐(兩開一備)，氣化壓力為6．5 MPa，氣化溫度為1 350 oC：渣水處理系統包括3套閃蒸系統．以及l臺澄清槽和1臺灰水槽。1．2裝置運行概況此氣化裝置為中國海油第一套煤氣化裝置．自2014年4月6日投料以來．系統存在主要問題如下：1)煤倉堵煤十分頻繁．煤稱量給料機皮帶經常損壞．以及磨煤機入料管線經常堵塞等原因導致煤漿輸送量不足，氣化爐多次被迫減負荷。2)磨煤機筒體螺栓漏漿嚴重，不但污染環境，而且導致煤漿進入磨煤機小齒輪軸承。大大縮短了其使用壽命。3)當地煤含雜質較多，因燒嘴壓差低導致氣化爐聯鎖停車10余次。4)激冷水系列管線較長．在停車備爐檢修清洗時，缺少便于清洗的斷口，導致清洗不徹底，氣化爐水質惡化，熱量不足．運行周期縮短。5)鎖斗循環泵出El管線頻繁泄漏，氣化爐因此停車4次。6)洗滌塔洗氣效果不好，出口合成氣熱量不足。帶水、帶灰嚴重。7)氣化爐、洗滌塔人高閃角閥后緩沖罐頻繁泄漏．氣化爐因此停車2次。8)氣化爐停車時煤漿管線吹掃不徹底。針對以上裝置中存在的問題．成功的進行了多項技術改造．截止到2016年7月改造全部完成。改造后．雙爐取得了140d以上的連續運行長周期．2制漿系統的改造2．1煤倉的改造原料煤由煤庫經受煤地坑和葉輪給煤機輸送等雜質后經皮帶進入破碎篩分流。預破碎的煤直徑小于10mm．再經棧橋皮帶輸送到煤倉。由于北方天氣較冷．煤炭顆粒在煤倉中儲存時間過長，濕度較大．或者凍結等原因。經常造成煤質不能順利的由煤倉下到煤稱量給料機上．堵塞煤倉的下料口．給生產造成極大的不穩定性。經過探索．在煤倉外壁增加KQP新型空氣炮與懸磁振打器．在煤倉外壁均勻對稱增加12個空氣炮與1個振打器．空氣炮與振打器可以按照預設程序進行交替工作．也可以手動控制，經過改造，煤倉下料順暢。維護了制漿系統的穩定運行，避免了因下料不暢而引起系統減負荷和煤漿濃度收稿日期：2017—03—05：收到修改稿13期：2017-04—07。作者簡介：董志龍，男，1987年出生，碩士研究生學歷，助理工程師，2009年畢業于東北石油大學應用化學專業，現在中海石油華鶴煤化有限公司氣化裝置從事水煤漿氣化技術管理工作。聯系電話：18345687114；E—mail：dongzhilon91986@126．corn。萬方數據74 史象舷 2017年第40卷不穩定的難題．并節約了大量的人力。2．2煤稱量給料機的改造由于該裝置的煤倉設計為雙筒結構．中部落煤口距離皮帶的高度比較高．經常發生煤落人下部皮帶卷入從動輪，導致皮帶損壞。采用外形尺寸為10 151 mm×l 270mmx2975mm的EG2490型煤稱量給料機。在煤稱量給料機中部落煤口后1 000mm處距皮帶內層上方50mm處增加一個分煤裝置，將散落在下層皮帶內側的煤清理干凈，有效的避免了煤質卷入皮帶內側．大大的延長了皮帶的使用壽命。2．3磨煤機氣動離合器氣源的改造原設計棒式磨煤機氣動離合器使用的氣源為自帶空氣壓縮機直接壓縮空氣所得。存在兩個問題：①該空氣壓縮機故障頻繁，檢修困難，檢修費用增多，影響生產；②壓縮空氣漏點不合格，含水量較大，造成設備嚴重腐蝕。將氣源更該為儀表空氣．有效的解決了上述問題。2．4磨煤機筒體螺栓的改造磨煤機筒體螺栓漏漿嚴重．一方面對室內環境產生了嚴重影響．另一方面泄漏的煤漿進入小齒輪軸承．導致磨煤機小齒輪軸承運行壽命短，檢修費用增加．制漿系統穩定運行難以維持。將磨煤機簡體螺栓密封墊片更換為丁晴橡膠材質(棱角倒角為1 mm×45 o)．并且在螺栓與磨煤機筒體交接處用四氟帶纏繞數圈并涂704膠少許．有效的解決了筒體漏漿問題。2．5磨煤機滾筒篩的改造受市場因素影響，裝置氣化用煤自更換為地方坑口煤以后．單臺氣化爐運行周期大大縮短，經常因燒嘴壓差低導致停車。為維持氣化爐燒嘴壓差穩定。減少煤漿中鐵屑雜物．提升煤漿質量，預防高壓煤漿泵單向閥卡澀，延長系統運行周期，在磨煤機滾筒篩內壁對稱增加2塊永磁鐵．用以吸附煤漿中的金屬雜物，并定期檢查、清理滾筒篩內被永磁鐵吸附的鐵屑、雜物等，有效的保證了煤漿的純度。2．6磨煤機加水管線的改造原有設計由上到下分別為石灰石、添加劑、磨煤機給水等管線依次連接到下煤管上，再由下煤管將這些物料送入磨煤機。時常出現因石灰石下料不暢導致人磨煤機管線堵死的情況。將磨煤機給水管線位置改變．連接到石灰石管線處，并采取內彎頭形式．改造后未再出現堵塞現象。2．7石灰石秤的改造原石灰石輸送設備為螺旋式給料機．該設備故障頻繁，運行不穩定，且輸送能力較小，最大的輸送能力為2．75t／h．不能滿足裝置高灰分煤的石灰石添加量較大的使用要求。改為單臺最大輸送能力為13 t／h的皮帶式石灰石稱量給料機．且在石灰石稱量給料機下料口的上方增加了螺旋給料器。保證石灰石均勻、穩定下料。3氣化系統的改造3．1工藝燒嘴的改造工藝燒嘴原設計值煤漿流量最多為36 mVh．因尿素產量需求較高．氣化爐負荷增加．降低了工藝的操作彈性。為滿足生產需求，解決氣化爐氧量不夠的難題．將工藝燒嘴外環氧環隙尺寸由原來的2．47 mm增加到3．175 mm．外環氧流量操作彈性增加．氣化爐負荷操作彈性增加，負荷可以增加到38 mVh。3．2激冷水管線的改造激冷水系列管線較長且運行一個周期后管線結垢嚴重，停車備爐時難以徹底清洗．不能保證長周期運行。在激冷水泵出人口管線處的管線上(距離激冷水泵分別為15 m和12 m)各增加一段長為1．5 m的短節，停車備爐時．拆掉短節，激冷水系列管線能夠得到徹底清理．保證了激冷水量及氣化爐長周期穩定運行。3．3煤漿管線高壓吹掃氮氣管線的改造將原有的煤漿管線氮氣吹掃切斷閥后限流孔板內徑擴大．避免了停車后煤漿管線吹掃不徹底而可能導致煤漿管線發生燃燒、爆炸的風險。煤漿管線高壓氮氣吹掃原限流孔板內徑為20．14mm．設計流通能力偏小．停車時高壓氮氣對煤漿管線爆破吹掃效果較差，將孔板內徑改為40mIll。加大了高壓氮氣的流通量．提高了煤漿管線的吹掃效果。3．4鎖斗循環泵出口管線的改造原設計鎖斗循環泵出口管線90 o直彎頭較多．因本裝置氣化用煤雜質較多．灰含量較大，對管線的磨損非常嚴重．導致該管線尤其是彎頭處經常泄漏．因此造成停車數次。將該管線管道壁厚由8mm增加到12n'lln，彎頭處由R=1．5D變為R=3D．避免了因泄漏而增加的非計劃檢維修．提高了運萬方數據第2期 董志龍等．水煤漿氣化工藝中的問題與改進 75行的穩定性。3．5洗滌塔塔盤的改造原有塔盤共有8層且全部為固閥結構．現改造為6層。且改用固舍和固閥結構組合方式布置。新塔盤上面4層為固閥結構．下面2層為固舍結構．較原來減少了每層塔盤的開孔數量，每個孔徑由4)31 mm擴大到4)39 mm。改造后，在其他條件不變的情況下．加入洗滌塔的高壓灰水量由112m3／h減小到93 m3／h．合成氣出口溫度由231℃提高到234．5℃，降低了洗滌塔的帶水、帶灰量，提高了水汽比．延長了裝置洗滌塔和變換工段變換爐的使用周期。4灰水處理系統的改造4．1澄清池底流泵出口管線的改造真空帶式過濾機故障時．澄清池底部細灰沉積嚴重。若真空帶式過濾機短時間內不能恢復運行．嚴重時會導致全系統停車，所以在澄清池底流泵出口增加一條管線．在故障時可以保證澄清池底部細灰進入研磨水池．以優化水質，穩定系統運行。4．2洗滌塔給水泵機封沖洗水的改造洗滌塔給水泵原機封沖洗水為脫鹽水．因脫鹽水壓力較低(0．8 MPa)．經常發生機封沖洗水不能加入機封．造成洗滌塔給水泵機封頻繁損壞，或者機封運行周期變短。將脫鹽水改為壓力為1．5MPa的低溫低壓密封水．優化了洗滌塔給水泵的運行。4．3氣化爐、洗滌塔人高閃角閥后緩沖罐的改造氣化爐、洗滌塔排黑水管線在進入高壓閃蒸罐前經過降壓角閥，壓力由6．2 MPa驟降到2．1MPa．而高壓閃蒸罐的操作壓力為0．82MPa，因此對角閥后低壓緩沖罐產生了嚴重的沖擊．在正常運行時該處經常出現泄漏．還造成過氣化爐被迫停車。將該低壓緩沖罐更換為耐磨材料，且管壁厚度由6mm變為16mm，避免了因腐蝕、沖刷而導致的泄漏。5聯鎖系統的修改5．1煤漿、氧氣管線吹掃時間的修改每次停車后在對氣化爐煤漿管線的檢查中發現．煤漿管線時有吹掃不干凈的情況，將漿管線吹掃時間從15 S更改為20 S．氧氣管線吹掃時間從25 S更改為30S．有效的保證了煤漿管線吹掃的清潔度。5．2鎖斗排渣順空的修改鎖斗排渣條件設計為渣池液位低于50％或鎖斗壓力低于0．3 MPa．以上兩個條件滿足其中之一，就可以排渣。該設計帶來的問題是：如果鎖斗壓力沒有泄掉．但是渣池的液位還低于50％時鎖斗仍然可以排渣，這樣就會帶來高壓串低壓的現象．會產生嚴重的后果。將鎖斗排渣條件設計改為同時滿足渣池液位低于50％且鎖斗壓力低于0．3MPa這兩個條件才能排渣．充分保證排渣的安全可靠性。6結束語通過對水煤漿氣化工藝中制漿系統、氣化系統、灰水處理及聯鎖系統的多項技術改造，使氣化裝置的運行周期有效延長．安全性提高，氣化爐運行更為穩定可靠．節約了運行成本，裝置由設計年產30萬噸合成氨、52萬噸尿素，提高到年產36．4萬噸合成氨、60．8萬噸尿素。取得了良好的環境和經濟效益。PRoBLEMS AND IMPRoVEMENT IN CoAL WATER SLURRYGASIFICATIoNDong Zhilong，Xu Ming(CNOOC Huge Coal Chemical Co．，Ltd．，Hegang 154100)Abstract：Regarding to the problems occurred in slurry preparation system，gasification system，graywater treatment system and interlock system during engineering design of coal water slurry gasification，numbers of technical improvement in one year have been succeeded to make the load of gasifier up to 1 10％，and operation hours up to 140 days for both gasifiers．Key words：coal water gasification；slurry preparation；gasification；gray water treatment；interlock

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