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淺析GE水煤漿氣化裝置檢修要點

文檔作者：閏國富文檔來源：中國神華煤制油化工有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年05月12日
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June2Ol2· 40 ·化 肥設計ChemicalFertilizerDesign第 50卷 第 3期2012年 6月淺析 GE水煤 漿氣化 裝置檢 修要 點閏國富(中國神華煤制油化工有限公司 包頭煤化工分公司，內蒙古 包頭 014000)摘 要 ：神華 包頭煤氣化裝置采用美國 GE水煤漿氣化工藝 ，7臺氣化爐 ，5開 2備 ，是 目前 國內規模 最大 的煤 氣化裝置。GE水煤漿氣化爐為周期性運 行反應 爐，故其周期性檢修對裝置 的長周期穩定運行至關重要。簡述 了 GE水煤漿氣化裝置工藝流程 ；探 討和總結 了裝 置各單元 的檢修要點。關鍵 詞 ：GE水煤 漿氣化裝置 ；檢修要 點；分析 ；總結doi：10．3696／j．issn．1004—8901．2012．03．011中圖分類號 ：TQ545 文獻標識碼 ：B 文章編號 ：1004—8901(2012)03—0040—03Briefly Analyzing OverhaulGistfor GE W ater CoalSlurry Gasification plantYAN Guo．fu(BaotouCoalChemwalEngineeringSub—company，ChinaShenhuaCoaltoOilChemicalEngineeringCompanyDd．，NeirnengguBaotou 014000 China)Abstract：American GE watercoalslurrygasificationprocesswasadoptedin theShenhuaBaotou coalgasificationplant，therewere7piecesofgasifi—ers，in which the5wasin operation andthe2 wasstandby，itwasthelargestcoal gasificationplantintheoperation scaleathomepresently． GE watercoal slurrygasifierwastheperiodicallyoperatingreaction furnace，SOitsperiodical overhaulwasthemostimportanttothelong—term operationoftheplant．Authorhas brieflydescribed theprocessflow oftheGE watercoalslury gasification plant；hasdiscussedan d summarized alsotheoverhaulgistfortheeachunitoftheplant．Key words：GE watercoal slurrygasificationplant；overhaulgist；an alysis；summarizationdoi：10．3696／j．issn．1004—8901．2012．03．0112010年 5月 30日，作為國內 目前規模最大的煤氣化裝置——神華 包頭煤化工分公 司煤氣化裝 置一 次投料成功。該煤氣化裝置采用美 國 GE水煤漿氣化工藝 ，共有氣化爐 7臺，操作壓力 6．5MPa，單爐 日投煤量為 1500t，運行模式為 5開2備。GE水煤漿氣化爐為周期性運行反應爐 ，與之對應的檢修也是周期性檢修 。因此 ，筆者擬就神華包頭水煤漿氣化裝置的檢修要點進行簡要探討。1 GE水煤漿氣化裝置簡 介神華包頭煤化工分公司煤氣化裝置分為磨煤 、氣化 、渣水 3個化工單元。水煤漿氣化裝置工藝流程見 圖 1。(1)磨煤單元。由煤貯運系統來 的 <10mm的原料煤 ，經皮帶輸送進入煤儲斗 ，又經煤稱量給料機計量后與一定量 的水和添加劑混合進入磨煤機(由于原料煤灰熔點較低 ，因此沒有 添加助熔劑 )，研磨制成濃度約 60％的水煤漿 ，在磨煤機出口經滾筒篩濾去除較大顆粒后進人磨煤機出 口槽 ，最后經磨煤機出口槽泵送人大煤漿槽供氣化單元使用。圖 1 水煤 漿氣化裝置工藝流程1一磨 煤機 ；2一 出料槽 ；3一 煤漿槽 ；4一氣 化爐 ；5一碳 洗塔 ；6一高閃罐 ；7一低 閃罐 ；8一 真空 閃罐 1；9一真 空閃 罐 2；10一沉 降槽 ；11一壓 濾 機 ；12一灰 水槽 ；13一 除 氧器 ；14一灰 水 加 熱器 ；15一鎖斗 ；l6一渣池(2)氣化單元。來 自大煤漿槽的濃度為 60％左右 的水煤漿 ，由高壓煤漿 泵加壓后送至氣化爐 ，與來 自空分的溫度為 25c【=左右 的氧氣 由燒 嘴的中心作者簡介 ：閏國富 (1975年 一)，男 ，黑龍 江哈爾濱人 ，1997年畢業 于哈爾濱工程大學化學工程 系高分子 化工專業 ，化工 工藝工 程師 ，從事合成氨 、尿素及甲醇裝置的生產技術管理等工作。第 3期 閆國富 淺析 GE水煤漿氣化裝置檢修要點 ·41·管和環管進入氣化爐。煤漿 和氧氣在約 6．5MPa、1300℃條件下 瞬間完成 部分 氧化 反應 生成 粗煤氣 。反應后 的粗煤氣和熔渣一起 出燃燒室后被水激冷 ，流至底部的激冷室 ，粗煤氣和 固態熔 渣分開 。激冷后的粗煤氣出氣化爐 ，再經文丘里洗滌器噴水濕潤直接進洗滌塔 ，經洗滌塔洗滌除塵后送至下游變換單元。激冷室底部黑水送至渣水單元進行處理 。反應中產生 的熔渣經激冷室水浴冷卻后排入鎖斗 ，定 時排人渣池 ，再 由渣池中的刮板輸送 機將粗渣從渣池 中撈出運到界區外處理。渣池黑水送至灰水處理系統進行處理。(3)渣水單元。氣化爐和洗滌塔排出的黑水送到渣水處理單元 ，經 4級閃蒸處理后送澄清槽 ，澄清槽澄清后 的部分灰水返 回氣化單元作為洗 滌塔的洗滌水 ，部分送生化處理達標后進人 中水 回用裝置再次處理并 回用 ；澄清槽底部含固量 比較高的灰水送真空過濾機 ，濾餅送界區外處理。2 GE水煤 漿氣化裝置檢修要點2．1 磨煤單元磨煤單元共有磨煤 機 6臺，5開 1備 ，檢修要點 ：①定期更換磨 細或斷裂 的磨棒 ；②磨煤機 油系統 、控制系統的定 期檢查檢修 ；③磨煤機進 口溜槽磨穿需補焊或更換。這些檢修項 目的工作量較大 ，但一般情況下不會影響后續單元的運行。磨煤單元檢修時值得 注意的是磨棒 的定期更換 ，一般磨煤機原 始裝填 的鋼棒規 格為 +75mm、咖65mm和 @50mm，裝填質量 比為 30：40：30。運行一段時間后 ，部 分鋼棒 被磨細 、磨斷 ，此 時必須更換 ，以保證水 煤漿 濃度 。鋼棒 添加原 則是 在不影響水煤漿濃度 、粒度 的情況下 ，適量添加粗棒 。2．2 氣化單元氣化爐單爐運行周期一般受制 于工藝燒嘴 的周期 ，神華包頭煤化 工分公 司氣化 爐單爐運 行周期一般在 4O～60天 ，在 5開 2備 的模式下 ，平均每月需檢修 2臺以上氣化爐 。備爐檢修質量 的好壞直接影響到氣化爐 的運行周期 ，應將工藝燒 嘴、燃燒室 、激冷室及 內件、關鍵機泵和 閥門等影響氣化爐運行周期的關鍵部位作為檢修重點。2．2．1 工 藝燒 嘴GE工藝燒嘴屬于 內混式燒 嘴，燒嘴頭部結構示 意見 圖 2。圖 2 燒 嘴頭部結構示意燒嘴的使用周期直接決定 了單 臺氣化 爐的運行周期 ，因此工藝燒嘴的檢修至關重要。根據筆者多年經驗 ，其檢修要點如下。(1)控制燒 嘴的檢修 質量 。燒 嘴在維 修廠 家檢修時 ，主要控制 噴 嘴頭部堆焊 質量或 更換燒 嘴頭部時的焊接質量 以及控 制堆焊后 的機加 工 、燒嘴頭部噴涂 、燒 嘴裝配 、冷卻水 管的焊接等方 面的質 量 。(2)安裝前 的復檢 。由于燒 嘴安 裝 到氣化 爐之前運輸 或放置 的時 間可 能較長 ，一般 應在使用前對燒嘴進行復檢。檢查項 目包括燒 嘴噴頭的同軸度及定位 、環隙尺寸是否符合要求 、中噴頭和內噴頭縮入量誤差 、噴頭尺寸 、冷卻盤管焊縫是 否有裂紋 、燒嘴頭部 和冷卻水盤管是否有硬劃傷等。另外 ，需要 特別 注意 ：① 由于北方 冬季寒 冷 ，燒嘴試壓或使用后應注意將冷卻水盤管 內的存水吹干 ，防止凍裂 ；②燒 嘴運輸 、吊運過程 中，注意燒嘴頭部 、冷卻水盤管的保護 ，防止機械性損傷。2．2．2 氣化爐燃燒室氣化爐燃燒室的檢修重點是耐火磚 的日常檢測和更換。 日常檢測的重點是拱頂磚 、燒嘴磚、筒體磚、渣 口磚等，檢測結果是更換耐火磚的主要依據。更換耐火磚除依據 日常檢測 的結果外 ，還要綜合考慮耐火磚的使用壽命。更換耐火磚時一般 只需更換向火磚 (Cr一90磚 )。耐火磚按結構 ，一般可劃分為 3部分 ，即拱頂磚 、筒體磚和錐體磚(含渣 口磚)。水煤漿氣化爐耐火磚 的向火磚經驗使用壽命見表 1。表 1 水 煤漿氣化爐 耐火磚 的向火磚經驗使用壽命耐火磚 拱頂磚(含噴嘴頸部) 簡體磚 錐體磚 渣口磚· 42· 化 肥設計 2012年 第 50卷由表 1可見，3種耐火磚 的向火磚使用壽命相差很 大，不會一次性全部更換 ，需根據使用情 況分批更換。由于神華包頭煤化工分公 司氣化裝置氣化爐 的臺數較多 ，因此 ，若要保證耐火磚 的更換不影響氣化爐滿負荷運行(運行 5臺爐)，則必須綜合考慮耐火磚 的檢測結果和使用壽命 ，精確做好不同部位 向火磚 的更換計劃。更換耐火磚時需要把握 以下要點。(1)對欲砌筑的耐火磚進行預排 ，使磚與磚 、層與層之間的接縫誤差符合圖紙要求 。(2)磚與磚 、層與層之 間的接縫在用耐火 泥漿砌筑時必須填充飽滿 ，減輕運行狀態下高溫熔融態爐渣 的滲人及侵蝕 ，防止接縫竄氣 。(3)耐火泥漿 與澆注料嚴格按要求配 比使用 ，不允許超期超時使用。(4)嚴格控制以下參數 (參考值 )：耐火磚橫向灰縫 ≤1．0mm，豎向灰縫 ≤1．8mm，保溫磚灰縫 ≤3mm，爐墻表面平整度 ≤5mm；爐墻垂直度每米 ≤3mm，全高≤15mm，同心度 ±5mm。(5)砌筑完成后進行 目測與實測檢查。 目測要求 ：①手感砌壁 的光滑度 ，不能有凸臺或 凹臺出現；②耐火磚磚縫之 間耐火 泥漿須填充飽滿。實測應按 圖紙要 求檢 查 。(6)膨脹縫的檢查，必須符合圖紙要求。2．2．3 氣 化爐激 冷 室及 內件氣化爐激冷室檢修的重要部位。(1)激冷室筒壁及燃燒室下錐體結垢的沖洗。(1)工藝氣出 口管道的結垢堵塞的處理 。(3)氣化爐至高閃黑水管道的疏通。氣化爐激 冷室 內件 的檢修 主要 是激冷環進水孔的疏通和 4個進水彎管的疏通 ，還要檢查下 降管是否鼓包或損壞 、激冷環內環管是否有熱裂紋、環隙內是否有異物等。其 中，激冷環進水孔必須徹底疏通 ，否則會影響激冷環的布水 ，造成激冷環及下降管堵渣損壞。激冷環結構示意見 圖3。1 2 3 4 5圖 3 激冷環結構 示意l一環管 ；2一進水孔 ；3一水室 ；4一清洗孔 ；5一清洗孑L螺塞2．2．4 關鍵 機泵就氣化爐備爐正常檢修而言 ，每次停 車需檢修的機泵主要是高壓煤漿泵和激冷水泵 ，其他機泵做一 般 日常維護即可。。高壓煤漿泵采用的是德 國的 FELUWA3缸雙軟管泵 ，屬隔膜泵系列 ，檢修要點一般是 ：① 沖洗單向閥；②檢查單 向閥的閥球和 閥座的密封情況 ；③檢查橡膠 軟管是否破裂 ；④查看 驅動液是 否需要補 充 。激冷水泵屬離心泵 系列 ，檢修要點 ：① 拆下泵頭 ，檢查葉輪 、口環等的磨損情況 ；②檢查平衡管磨損情況 ；③沖洗進 口管線以及離心泵的 日常維護。2．2．5 關 鍵 閥門氣化爐正常周期檢修期 間，閥門一般是檢查射流清洗的質量 ，并無較大 的檢修 。但鎖渣閥等 比較關鍵的閥門大多為進 口設備 ，國內檢修 不 了，送 國外檢修的周期又太長 ，影響使用。隨著我 國煤化工的迅速發展 ，目前 已有一些國內的閥門制造廠家開始嘗試檢修和制造這類閥門，并取得較大進展 。這類 閥門的檢修要點一般是閥球 、閥座的精度修復以及再裝配的密封配合等。2．3 渣 水單 元渣水單元 的周期檢 修要 點 ：①檢查 氣化爐 、洗滌塔至高壓閃蒸罐管線 上的角閥后 的管線磨損情況；②檢查 4級閃蒸管線減壓角 閥后的管線磨損情況；③檢查每個 閃蒸罐內積灰情況 ；④ 檢查灰水換熱器是否堵塞。另外洗滌塔 給水泵 的維護 、沉降槽 (含耙料機及底流泵)的維護 、真空過濾機 的維護也非常重要 。3 結語(1)合理計劃氣化爐運行周期和檢修周期。在采用水煤漿氣化工藝的企業中，如何保證整個 系統流程的穩定是一個非常重要 的課題。就 神華包頭煤化工分公 司的氣化裝置而言，根據單臺氣化爐使用情況 ，合理安排單 臺氣化爐的運行周期和檢修周期 ，提高備爐檢修質量 ，以便有計劃地倒爐備 爐，確保 5開 2備 ，是實現水煤漿氣化裝置“安穩 長滿優”運行的關鍵。(2)神華包頭 GE水煤漿氣化裝置倒爐備爐頻繁，檢修部門必須不斷探討研究檢修要點，制定科學合理的檢修計劃和流程 ，才能更好的服務于工藝生產。收 稿 日期 ：2012_04—18

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