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水煤浆气化工艺中的问题与改进

文档作者：董志龙许明文档来源：中海石油华鹤煤化有限公司		点击数：	更新时间： 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水煤浆气化工艺中的问题与改进董志龙．许明(中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗154100)摘要：针对水煤浆气化装置在设计中存在的问题，经过一年多的系统运行和经验摸索，对制浆系统、气化系统、灰水处理系统、联锁系统进行了多项技术改造，保证了装置长周期安全稳定运行，目前气化炉负荷可以达到110％，双炉取得140d以上的连续运行长周期。关键词：水煤浆气化制浆气化灰水处理联锁1水煤浆气化装置概况1．1装置简介中海石油华鹤煤化有限公司年产30万吨合成氨，52万吨尿素，其中气化装置采用GE公司水煤浆加压气化技术．整个气化装置共包括3个工序：制浆系统、气化系统、渣水处理系统。气化系统配置3台气化炉(两开一备)，气化压力为6．5 MPa，气化温度为1 350 oC：渣水处理系统包括3套闪蒸系统．以及l台澄清槽和1台灰水槽。1．2装置运行概况此气化装置为中国海油第一套煤气化装置．自2014年4月6日投料以来．系统存在主要问题如下：1)煤仓堵煤十分频繁．煤称量给料机皮带经常损坏．以及磨煤机入料管线经常堵塞等原因导致煤浆输送量不足，气化炉多次被迫减负荷。2)磨煤机筒体螺栓漏浆严重，不但污染环境，而且导致煤浆进入磨煤机小齿轮轴承。大大缩短了其使用寿命。3)当地煤含杂质较多，因烧嘴压差低导致气化炉联锁停车10余次。4)激冷水系列管线较长．在停车备炉检修清洗时，缺少便于清洗的断口，导致清洗不彻底，气化炉水质恶化，热量不足．运行周期缩短。5)锁斗循环泵出El管线频繁泄漏，气化炉因此停车4次。6)洗涤塔洗气效果不好，出口合成气热量不足。带水、带灰严重。7)气化炉、洗涤塔人高闪角阀后缓冲罐频繁泄漏．气化炉因此停车2次。8)气化炉停车时煤浆管线吹扫不彻底。针对以上装置中存在的问题．成功的进行了多项技术改造．截止到2016年7月改造全部完成。改造后．双炉取得了140d以上的连续运行长周期．2制浆系统的改造2．1煤仓的改造原料煤由煤库经受煤地坑和叶轮给煤机输送等杂质后经皮带进入破碎筛分流。预破碎的煤直径小于10mm．再经栈桥皮带输送到煤仓。由于北方天气较冷．煤炭颗粒在煤仓中储存时间过长，湿度较大．或者冻结等原因。经常造成煤质不能顺利的由煤仓下到煤称量给料机上．堵塞煤仓的下料口．给生产造成极大的不稳定性。经过探索．在煤仓外壁增加KQP新型空气炮与悬磁振打器．在煤仓外壁均匀对称增加12个空气炮与1个振打器．空气炮与振打器可以按照预设程序进行交替工作．也可以手动控制，经过改造，煤仓下料顺畅。维护了制浆系统的稳定运行，避免了因下料不畅而引起系统减负荷和煤浆浓度收稿日期：2017—03—05：收到修改稿13期：2017-04—07。作者简介：董志龙，男，1987年出生，硕士研究生学历，助理工程师，2009年毕业于东北石油大学应用化学专业，现在中海石油华鹤煤化有限公司气化装置从事水煤浆气化技术管理工作。联系电话：18345687114；E—mail：dongzhilon91986@126．corn。万方数据74 史象舷 2017年第40卷不稳定的难题．并节约了大量的人力。2．2煤称量给料机的改造由于该装置的煤仓设计为双筒结构．中部落煤口距离皮带的高度比较高．经常发生煤落人下部皮带卷入从动轮，导致皮带损坏。采用外形尺寸为10 151 mm×l 270mmx2975mm的EG2490型煤称量给料机。在煤称量给料机中部落煤口后1 000mm处距皮带内层上方50mm处增加一个分煤装置，将散落在下层皮带内侧的煤清理干净，有效的避免了煤质卷入皮带内侧．大大的延长了皮带的使用寿命。2．3磨煤机气动离合器气源的改造原设计棒式磨煤机气动离合器使用的气源为自带空气压缩机直接压缩空气所得。存在两个问题：①该空气压缩机故障频繁，检修困难，检修费用增多，影响生产；②压缩空气漏点不合格，含水量较大，造成设备严重腐蚀。将气源更该为仪表空气．有效的解决了上述问题。2．4磨煤机筒体螺栓的改造磨煤机筒体螺栓漏浆严重．一方面对室内环境产生了严重影响．另一方面泄漏的煤浆进入小齿轮轴承．导致磨煤机小齿轮轴承运行寿命短，检修费用增加．制浆系统稳定运行难以维持。将磨煤机简体螺栓密封垫片更换为丁晴橡胶材质(棱角倒角为1 mm×45 o)．并且在螺栓与磨煤机筒体交接处用四氟带缠绕数圈并涂704胶少许．有效的解决了筒体漏浆问题。2．5磨煤机滚筒筛的改造受市场因素影响，装置气化用煤自更换为地方坑口煤以后．单台气化炉运行周期大大缩短，经常因烧嘴压差低导致停车。为维持气化炉烧嘴压差稳定。减少煤浆中铁屑杂物．提升煤浆质量，预防高压煤浆泵单向阀卡涩，延长系统运行周期，在磨煤机滚筒筛内壁对称增加2块永磁铁．用以吸附煤浆中的金属杂物，并定期检查、清理滚筒筛内被永磁铁吸附的铁屑、杂物等，有效的保证了煤浆的纯度。2．6磨煤机加水管线的改造原有设计由上到下分别为石灰石、添加剂、磨煤机给水等管线依次连接到下煤管上，再由下煤管将这些物料送入磨煤机。时常出现因石灰石下料不畅导致人磨煤机管线堵死的情况。将磨煤机给水管线位置改变．连接到石灰石管线处，并采取内弯头形式．改造后未再出现堵塞现象。2．7石灰石秤的改造原石灰石输送设备为螺旋式给料机．该设备故障频繁，运行不稳定，且输送能力较小，最大的输送能力为2．75t／h．不能满足装置高灰分煤的石灰石添加量较大的使用要求。改为单台最大输送能力为13 t／h的皮带式石灰石称量给料机．且在石灰石称量给料机下料口的上方增加了螺旋给料器。保证石灰石均匀、稳定下料。3气化系统的改造3．1工艺烧嘴的改造工艺烧嘴原设计值煤浆流量最多为36 mVh．因尿素产量需求较高．气化炉负荷增加．降低了工艺的操作弹性。为满足生产需求，解决气化炉氧量不够的难题．将工艺烧嘴外环氧环隙尺寸由原来的2．47 mm增加到3．175 mm．外环氧流量操作弹性增加．气化炉负荷操作弹性增加，负荷可以增加到38 mVh。3．2激冷水管线的改造激冷水系列管线较长且运行一个周期后管线结垢严重，停车备炉时难以彻底清洗．不能保证长周期运行。在激冷水泵出人口管线处的管线上(距离激冷水泵分别为15 m和12 m)各增加一段长为1．5 m的短节，停车备炉时．拆掉短节，激冷水系列管线能够得到彻底清理．保证了激冷水量及气化炉长周期稳定运行。3．3煤浆管线高压吹扫氮气管线的改造将原有的煤浆管线氮气吹扫切断阀后限流孔板内径扩大．避免了停车后煤浆管线吹扫不彻底而可能导致煤浆管线发生燃烧、爆炸的风险。煤浆管线高压氮气吹扫原限流孔板内径为20．14mm．设计流通能力偏小．停车时高压氮气对煤浆管线爆破吹扫效果较差，将孔板内径改为40mIll。加大了高压氮气的流通量．提高了煤浆管线的吹扫效果。3．4锁斗循环泵出口管线的改造原设计锁斗循环泵出口管线90 o直弯头较多．因本装置气化用煤杂质较多．灰含量较大，对管线的磨损非常严重．导致该管线尤其是弯头处经常泄漏．因此造成停车数次。将该管线管道壁厚由8mm增加到12n'lln，弯头处由R=1．5D变为R=3D．避免了因泄漏而增加的非计划检维修．提高了运万方数据第2期 董志龙等．水煤浆气化工艺中的问题与改进 75行的稳定性。3．5洗涤塔塔盘的改造原有塔盘共有8层且全部为固阀结构．现改造为6层。且改用固舍和固阀结构组合方式布置。新塔盘上面4层为固阀结构．下面2层为固舍结构．较原来减少了每层塔盘的开孔数量，每个孔径由4)31 mm扩大到4)39 mm。改造后，在其他条件不变的情况下．加入洗涤塔的高压灰水量由112m3／h减小到93 m3／h．合成气出口温度由231℃提高到234．5℃，降低了洗涤塔的带水、带灰量，提高了水汽比．延长了装置洗涤塔和变换工段变换炉的使用周期。4灰水处理系统的改造4．1澄清池底流泵出口管线的改造真空带式过滤机故障时．澄清池底部细灰沉积严重。若真空带式过滤机短时间内不能恢复运行．严重时会导致全系统停车，所以在澄清池底流泵出口增加一条管线．在故障时可以保证澄清池底部细灰进入研磨水池．以优化水质，稳定系统运行。4．2洗涤塔给水泵机封冲洗水的改造洗涤塔给水泵原机封冲洗水为脱盐水．因脱盐水压力较低(0．8 MPa)．经常发生机封冲洗水不能加入机封．造成洗涤塔给水泵机封频繁损坏，或者机封运行周期变短。将脱盐水改为压力为1．5MPa的低温低压密封水．优化了洗涤塔给水泵的运行。4．3气化炉、洗涤塔人高闪角阀后缓冲罐的改造气化炉、洗涤塔排黑水管线在进入高压闪蒸罐前经过降压角阀，压力由6．2 MPa骤降到2．1MPa．而高压闪蒸罐的操作压力为0．82MPa，因此对角阀后低压缓冲罐产生了严重的冲击．在正常运行时该处经常出现泄漏．还造成过气化炉被迫停车。将该低压缓冲罐更换为耐磨材料，且管壁厚度由6mm变为16mm，避免了因腐蚀、冲刷而导致的泄漏。5联锁系统的修改5．1煤浆、氧气管线吹扫时间的修改每次停车后在对气化炉煤浆管线的检查中发现．煤浆管线时有吹扫不干净的情况，将浆管线吹扫时间从15 S更改为20 S．氧气管线吹扫时间从25 S更改为30S．有效的保证了煤浆管线吹扫的清洁度。5．2锁斗排渣顺空的修改锁斗排渣条件设计为渣池液位低于50％或锁斗压力低于0．3 MPa．以上两个条件满足其中之一，就可以排渣。该设计带来的问题是：如果锁斗压力没有泄掉．但是渣池的液位还低于50％时锁斗仍然可以排渣，这样就会带来高压串低压的现象．会产生严重的后果。将锁斗排渣条件设计改为同时满足渣池液位低于50％且锁斗压力低于0．3MPa这两个条件才能排渣．充分保证排渣的安全可靠性。6结束语通过对水煤浆气化工艺中制浆系统、气化系统、灰水处理及联锁系统的多项技术改造，使气化装置的运行周期有效延长．安全性提高，气化炉运行更为稳定可靠．节约了运行成本，装置由设计年产30万吨合成氨、52万吨尿素，提高到年产36．4万吨合成氨、60．8万吨尿素。取得了良好的环境和经济效益。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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