影響shell煤氣化煤燒嘴穩定運行的原因及處理

*李準 李坡 董秀青 高清

(河南開祥精細化工 河南 472300)

影響shell煤氣化煤燒嘴穩定運行的原因及處理

*李準 李坡 董秀青 高清

(河南開祥精細化工 河南 472300)

煤燒嘴是shell煤氣化裝置中的關鍵運行設備,主要的作用是為shell氣化爐不斷提供煤粉和氧氣燃燒,保證shell煤氣化裝置的穩定運行.本文簡要介紹了影響shell煤氣化煤燒嘴穩定運行的一些主要原因以及出現問題后的處理辦法.

shell煤氣化;煤燒嘴;原因;處理

1.背景概括

河南開祥精細化工有限公司是位于河南省義馬市年產20萬噸甲醇的煤化工企業,投產于2008年.氣化裝置采用了國際上先進的shell煤氣化技術,是我國眾多殼牌煤氣化用戶當中的優秀企業之一.

2.shell煤氣化流程

在眾多的煤氣化領域種類中,shell煤氣化采用的是氣流床氣化技術.從煤廠送來的原煤,經過磨煤干燥系統將粒度為5μm-90μm大于等于65%、水分小于3%的合格煤粉送至煤粉加壓進料系統,經過加壓進料送至氣化爐與空分送過來的純氧在極為短暫的時間里進行一系列的化學反應和物理反應,生成的渣以液態形式由重力作用向下進入除渣系統,生成的飛灰與粗煤氣到除灰系統除去飛灰,粗煤氣再到濕洗系統濕洗冷卻除去雜質,最后送往甲醇裝置.

3.shell煤氣化煤燒嘴介紹

煤燒嘴在整個shell煤氣化當中是最為關鍵的設備之一,在氣化爐膛內對稱平均分布,1#與2#、3#與4#對應交叉,其中中心線與氣化爐夾角形成偏4°,根據不同的氣化爐設計負荷要求采用4-8個煤燒嘴,具有工藝操作靈活、運行穩定、周期長等優點.河南開祥精細化工shell煤氣化裝置采用為4個煤燒嘴,中心進煤、環隙進氧,初始開車進料輸送煤粉采用氮氣氣體,正常生產采用二氧化碳氣體為載送氣體.

4.粉煤進料的原理

粉煤加壓進料系統是兩套相同的粉煤進料系統組成,將煤粉從低壓粉煤儲倉到煤粉鎖斗再到煤粉進料罐,通過隔離、充壓、連通、下粉、隔離、泄壓,再依次重復完成加壓給料,出煤進料罐的煤粉每套系統各對應2個煤燒嘴供粉煤進料,并在煤管線上配合設計有兩套循環回路,回路上設置有減壓管,經過減壓回流至低壓粉煤儲倉.煤粉的載送氣體為氮氣或二氧化碳,在煤循環/給料程序13KS-0011/0012/0013/0014的控制下通過煤管線上的一系列密度、速度、溫度、壓力、煤量的計算控制進入煤燒嘴.

5.煤燒嘴常見的波動現象

根據實際的運行總結發現煤燒嘴常見的波動現象主要有:①煤量下降;②氧壓的波動;③煤燒嘴冷卻水流量的波動;④儀表波動與閥門故障問題;⑤煤量偏移與煤管線泄漏等.

6.煤燒嘴波動現象的原因

結合煤燒嘴的波動現象分析煤燒嘴波動的原因主要有:

煤量起不來是由于充氣錐的故障、煤管線的卡塞或者由于煤粉的粒度及水分不合適、煤管線伴熱問題等;

氧壓的波動主要是由于空分氧泵故障問題;

煤燒嘴冷卻水流量的波動是由于來自于調和水系統波動、儀表的波動;

儀表波動主要是由于來自速度計、密度計、溫度計儀表的波動,閥門故障問題是由于各閥門在實際使用運行過程中出現的卡塞、儀控問題.

7.煤燒嘴波動后的處理

(1)煤量下降后的處理

煤燒嘴在煤量穩定的情況下盡量打串級控制,檢查判斷充氣錐是否故障、做好粒度及伴熱等控制,若煤量下降,在穩定系統的前提下開大角閥,調節煤進料罐錐部流化氮,保證氧碳比的穩定,若氧碳比偏高,氧量單燒嘴控制,氧碳比一直保持串級控制.若調節后煤量變化依舊不明顯,將煤燒嘴停運,進行正反吹,再次投入,整個過程要嚴格監控氣化爐溫度、氮氣壓力等系統的各項參數變化.

(2)氧壓波動后的處理

氧壓波動是最為關鍵緊急的,在氧壓波動后,根據氧壓下降波動實際情況進行4#、3#、2#煤燒嘴的手動停運,視情況泄壓,注意飛灰過濾器S-1501的壓差、濕洗塔C-1601的液位、潔凈氮氣的壓力、氣化爐溫度等參數監控,注意氮氣吹掃閥門全開,防止回火.始終做好投入煤燒嘴的準備,檢查煤燒嘴程序及閥門狀態,待氧壓恢復,及時恢復系統.

(3)煤燒嘴冷卻水流量波動后的處理

煤燒嘴冷卻水流量是shell煤氣化裝置系統安全停車(ESD)聯鎖中的一項,聯鎖為13FI-0105/0205/0305/0405低于1.74kg/s二選二延時2s,在煤燒嘴冷卻水流量波動后應立即派人中控與現場檢查確認波動的原因,一般原因為調和水系統調和水泵P-1304的波動,應通知電儀機械人員仔細檢查泵現場整體運行情況,或由于儀表由于長期運行和受外部環境原因造成的問題,確認問題后,將聯鎖解除,經領導主要管理人員審批,立即處理,防止由于意外波動引起系統停車造成損失.

(4)儀表波動與閥門故障后的處理

儀表頻繁的波動主要表現在密度計、速度計、溫度計、壓力顯示、流量表等波動、斷點、超量程故障,出現此類問題,及時與有關管理人員溝通,確認具體問題,具體實時處理,與DCS控制人員配合溝通,匯報領導審批,將聯鎖解除后,通知相關人員到現場及時檢查處理.

閥門故障問題主要表現在角閥儀控故障、角閥動作卡澀遲滯,影響這類問題的原因應根據實際的煤燒嘴運行情況判斷解決,若不影響系統穩定長周期運行,可加大對此角閥監控;若已經嚴重影響到煤燒嘴的穩定運行,應及時安排拿出方案,工藝人員與電儀設備檢修人員溝通在線更換角閥,使系統排除故障,避免被動.

(5)煤量偏移與煤管線泄漏后的處理

出現煤量偏移與煤管線的泄漏主要問題在煤管線的磨蝕,由于在長時間的運行使用過程中,不同程度出現沖刷磨蝕現象,彎頭處表現最為明顯,針對此情況利用停車檢修測量檢查關鍵部位壁厚,結合情況及時更換沖刷磨蝕嚴重的彎頭與管線,若在系統開車運行當中出現煤管線泄漏,造成煤燒嘴的波動,應立即制定執行安全方案,及時降負荷穩定煤燒嘴的調節,現場按照要求進行補焊處理,保證煤燒嘴的穩定運行.

8.結語

Shell煤氣化工藝有著諸多的優點,在近些年的不斷發展與努力下,各shell煤氣化裝置都創造了非常不錯的連運成績,積累了許許多多的寶貴經驗.結合以上探討,制定相應的影響shell煤氣化煤燒嘴穩定運行的原因的處理辦法,有效的避免了系統波動造成停車發生的幾率,為shell煤氣化的安全穩定運行提供了有力保障.

[1]吳國祥.殼牌粉煤氣化裝置長周期連續運行影響因素分析[J].化肥設計,2016,(06):31-35+41.

[2]李坡,張歡歡,劉貴賓.基于煤種特性對殼牌煤氣化裝置設計和操作的影響[J].化工管理,2017(10).

[3]馬長生.影響shell氣化爐長周期穩定運行的原因分析[J].內蒙古石油化工,2015(10).

李準(1984-),男,河南開祥精細化工;研究方向:煤化工.

李坡(1992-),男,河南開祥精細化工;研究方向:煤化工.

董秀青(1985-),男,河南開祥精細化工;研究方向:煤化工.

高清(1973-),男,河南開祥精細化工;研究方向:有機化工發展.

Causes and Treatment of Stable Operation of Shell Coal Gasification Coal Burners

Li Zhun, Li Po, Dong Xiuqing, Gao Qing
(Henan Kaixiang Fine Chemical Industry, Henan, 472300)

The coal burner is the key operating equipment in the shell coal gasification plant, the main role is to provide continuous coal powder and oxygen combustion for the shell gasifier, to ensure the stable operation of the shell coal gasification plant. This paper briefly introduces some main reasons affecting the stable operation of the shell coal burner and the treatment methods after the problems appear.

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