殼牌煤氣化爐Ⅱ代燒嘴罩的設計特點(diǎn)

第47卷第6期化肥設計Dec.20092009年12月Chemical Fertilizer Design35●生產(chǎn)技術(shù)殼牌煤氣化爐I代燒嘴罩的設計特點(diǎn)李亞?wèn)|(鶴壁煤電股份有限公司煤化工籌建處,河南鶴壁458030)摘要:簡(jiǎn)迷了殼牌粉煤氣化工藝流程,介紹了氣化爐燒嘴革的結構和作用，分析了I代燒嘴罩存在的問(wèn)題及原因;從結構、材質(zhì)、安裝方式等方面闡述了新型I代燒嘴罩的設計特點(diǎn),對比了I代燒嘴罩與I 代燒嘴罩在中石化3套氣化裝置的應用情況。結果表明, I代燒嘴罩的運行較為穩定較之1代燒嘴罩,其泄漏次數之比僅為1:32。關(guān)鍵詞:殼牌粉堞氣化;氣化爐;燒嘴; I代燒嘴罩; I代燒嘴罩;泄漏;改造;設計;特點(diǎn)中圖分類(lèi)號: TQ545文獻標識碼:A文章編號: 1004 - 8901 (2009)06 -0035 -03Design Features for Second Coal Gasifier Burner Cover of Shell Coal Gasificationu Ya- dong( Coal Chemical- Engineering Construction Preparation Department, Huobi Coal Elecriciny Suock Company Ld. , Huobi Henan 458030 China)Abstract: Author has briely decribed the procee of Shell coal gaisfcaion , has introduced the structure and function of burner cover of gasfier, hasanalyzed the existing problems and cause of the first generation bumer cover; has descrbed also the design features of the second generation new- typebumer cover from aspects of structure，material quality and inallaion type and 8 on, has compared the aplication situation of the second generationbumer cover with the first generation bumer cover in the 3 sets on coal gasifcation plants built by the China petrochemical engineering corporation. Theresult indicates that the running situation of the second generation bumer cover is more stable than the first generation bumner cover; their leakage times'ra-tiois 1:32.Key words :Shell pulverized coal gaification; gasifer; burmer; first generation burmer cover; second generation bumer cover; leakage; reformation;deign; features近年來(lái),國內的煤化工項目紛紛上馬,其煤氣成分的煤氣離開(kāi)氣化爐?；夹g(shù)多采用殼牌粉煤氣化工藝。前幾套殼牌煤1.2工藝流程氣化裝置在試車(chē)和運行過(guò)程中均出現了不同程度原料煤經(jīng)破碎由運輸設施送至磨煤機,在磨煤的煤燒嘴燒蝕、燒嘴罩燒漏等事故。為了改善燒嘴機內將原料煤磨成煤粉并干燥,煤粉經(jīng)常壓煤粉運行環(huán)境,延長(cháng)燒嘴使用壽命,殼牌公司對I代燒倉、加壓煤粉倉及給料倉,由高壓氮氣/二氧化碳氣嘴罩( BURNER MUFFLE I ) 進(jìn)行改進(jìn)設計，推出了將煤粉送至氣化爐粉煤燒嘴。來(lái)自空分的高壓氧I代燒嘴罩。經(jīng)過(guò)實(shí)際運行檢驗,使用效果良好,氣經(jīng)預熱后與300 C中壓過(guò)熱蒸汽混合后導人煤促進(jìn)了煤氣化裝置的長(cháng)周期穩定運行,筆者對此作燒嘴。煤粉、氧氣及蒸汽在氣化爐高溫加壓條件下如下簡(jiǎn)要介紹。發(fā)生碳的氧化及各種轉化反應,氣化爐頂部約1600C的高溫煤氣經(jīng)除塵冷卻后的冷煤氣激冷至1殼牌粉煤氣化技術(shù)概況900 C左右進(jìn)入合成氣冷卻器。經(jīng)合成氣冷卻器回1.1 粉煤氣化過(guò)程收熱量后的煤氣進(jìn)人干式除塵及濕法洗滌系統,處殼牌粉煤氣化過(guò)程是在1400~1 600 C、加壓理后的煤氣塵含量小于1 mg/ m'送后續工序。4.1 MPa條件下進(jìn)行的,煤粉氧氣及少量蒸汽在加濕洗系統排出的廢水大部分經(jīng)冷卻后循環(huán)使壓條件下并流進(jìn)入氣化爐內,在極為短暫的時(shí)間內用,小部分廢水經(jīng)閃蒸、沉降及氣提處理后送污水完成升溫揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉化等-系列處理裝置進(jìn)- -步處理。閃蒸氣及氣提氣可作燃料物理和化學(xué)過(guò)程。由于氣化爐內溫度很高,在有氧或逍中國煤化工存在的條件下,碳、揮發(fā)分及部分反應產(chǎn)物(H2、.CO作者簡(jiǎn)YHC N M H G人.1996年畢業(yè)于鄭州等)以發(fā)生燃燒反應為主;在氧氣消耗殆盡之后發(fā)工業(yè)大學(xué)化學(xué).工程與工藝專(zhuān)業(yè),工程師，從事殼牌煤氣化工藝技術(shù)生碳的各種轉化反應,最終形成以CO+H2為主要及生產(chǎn)管理工作。.36化肥設計2009年第47卷在氣化爐內氣化產(chǎn)生的高溫熔渣,自流人氣化熔渣進(jìn)人燒嘴罩的原因是渣的黏度發(fā)生了變爐下部的渣池進(jìn)行激冷,高溫熔清經(jīng)激冷后形成直化,在氣化爐水冷壁上不能形成正常穩定的液態(tài)徑1mm大小的玻璃體,可作建筑材料或用于路基。流。熔渣的生活黏度又與許多因索有關(guān),如煤種選殼牌粉煤氣化工藝流程見(jiàn)圖1。擇、助溶劑配比、氧碳比控制等。石灰石循環(huán)氣去激冷熔渣覆蓋燒嘴的情況見(jiàn)圖3。原料煤高壓/中壓蒸汽|煤粉制備h過(guò)勢豪類(lèi)1化族氣T-原列一 l國a想臺氣高壓氧氣飛灰四步水處理排污水圈3燒嘴罩被熔渣覆蓋返回醫_ _. _. j4I代燒嘴罩設計特點(diǎn)圈1殼牌粉煤 氣化工藝流程為了滿(mǎn)足更加復雜的工藝條件,使燒嘴翠能適1-氣化爐;2-合成氣冷卻器 ;3-循環(huán)氣壓縮機應更惡劣的運行工況，提高運行的穩定性,殼牌公2燒嘴罩的結構和作用司設計部門(mén)開(kāi)發(fā)出了第1I代燒嘴罩,較之第I代燒因煤燒嘴在氣化爐的高溫環(huán)境中工作,在燒嘴嘴罩, I代燒嘴罩在設計、材質(zhì)和安裝上有如下頭部設計有1個(gè)燒嘴冷卻罩,以便在燒嘴頭部提供特點(diǎn)。(1) I代燒嘴罩增加了1圈冷卻水管。I代為一個(gè)“冷”環(huán)境,達到保護燒嘴的目的。燒嘴罩安裝在氣化爐水冷壁上,呈圓錐形結7圈,I代為8圈。構,為燒嘴提供1個(gè)通道,防止熔渣流到燒嘴上。(2)I代燒嘴罩冷卻水管的底圈無(wú)進(jìn)出口水燒嘴罩實(shí)際上類(lèi)似1個(gè)喇叭形的小廢熱鍋爐,環(huán)形管,而是將進(jìn)出口水管管口均布在第2圈上,以防管中通人鍋爐水強制循環(huán),生成中壓蒸汽,把熱量止燒嘴罩被燒損。(3)加大燒嘴罩冷卻水管進(jìn)口流量孔板孔徑,移走,從而達到降低燒嘴頭部溫度的目的。增加冷卻水流量,減少燒嘴罩的熱負荷,從而降低燒嘴罩結構形式見(jiàn)圖2。燒嘴頭部“冷環(huán)境”的環(huán)境溫度,起到了保護燒嘴頭部和燒嘴罩的作用。(4)燒嘴罩向氣化爐中心偏移42 mm,增加了燒嘴翠插人氣化爐的深度,使頂部的溝槽能夠更加有效地將流渣導向兩側,由此可避免氣化段膜壁上的熔融渣流入燒嘴罩內,從而減少了燒嘴罩被燒損的可能性。圖2燒嘴罩(5)材質(zhì)更換為耐高溫的13GrMo44,可以承受更高熱負荷的變化。3 I 代燒嘴罩存在的問(wèn)題(6)將管壁減薄為4.0 mm。由于壁厚減薄,溫最初的幾套殼牌煤氣化裝置均采用I代燒嘴度梯度相應降低,可增強抗熱疲勞的能力。罩,其在試車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中頻繁出現燒嘴罩換熱管燒(7)燒嘴與燒嘴罩之間增加擋渣纖維毯和籠穿事故,且每次修復安裝都需要停爐降溫、置換排套,以避免熔渣流人燒嘴與燒嘴罩之間的空隙處。放,耽誤很長(cháng)時(shí)間，但又無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。中國煤化工加保溫填料插件,經(jīng)試驗檢測，I代燒嘴罩損毀的主要原因是熔渣進(jìn)減YHCNMHG由此可避免開(kāi)、停人燒嘴罩,干擾了火焰和合成氣的流動(dòng),造成局部車(chē)時(shí)法蘭空間內的氣體哭然泄放,導致膨脹節熱負荷過(guò)高,導致?lián)Q熱管燒穿和燒嘴罩泄漏。損壞。第6期李亞?wèn)|殼牌煤氣化爐 n代燒嘴罩的設計特點(diǎn)●37●5I代燒嘴罩應用情況6結語(yǔ)以中石化安慶、湖北、岳陽(yáng)3套煤氣化裝置為(1)殼牌煤氣化爐I代燒嘴組件在裝置運行例,其均采用過(guò)第I代燒嘴罩,自2006年年底開(kāi)車(chē)中出現了燒嘴燒壞、燒嘴罩泄漏的情況，更換了I以來(lái),3套煤氣化裝置因燒嘴罩泄漏而造成的停車(chē)代燒嘴組件后,基本上沒(méi)有再出現燒嘴罩損壞的情次數占裝置總停車(chē)次數的51% ,燒嘴罩頻繁泄漏成況,實(shí)際運行證明I代燒嘴罩的設計是成功的,且為制約裝置長(cháng)周期生產(chǎn)的最突出的問(wèn)題。2007年更為耐用,操作窗口更大。目前在建的十多套殼牌7月,3家公司先后將I代燒嘴罩更換為II代燒嘴氣化爐已都改為了II代燒嘴罩組件。罩,裝置運行狀況大為改觀(guān)。截至2008年8月,除.(2)由于燒嘴罩的進(jìn)出口管線(xiàn)與整個(gè)氣化爐安慶裝置因更換煤種的操作不當而發(fā)生過(guò)1次燒水汽系統相連,沒(méi)有設置單獨的監控儀表,所以對嘴罩泄漏事故外,3套煤氣化裝置I代燒嘴罩均未其運行無(wú)法做到在線(xiàn)監測，如能進(jìn)一步優(yōu)化設計,發(fā)生泄漏事故。在燒嘴罩進(jìn)出口管線(xiàn)上增設溫度、流量測量?jì)x表,I代燒嘴罩的可靠運行保證了煤燒嘴的正常將對了解燒嘴罩的實(shí)際運行情況,及時(shí)判斷燒嘴罩使用,延長(cháng)了燒嘴頭部的使用壽命,保障了煤氣化是否泄漏會(huì )有更大的幫助。裝置安全長(cháng)周期穩定運行。中石化3套氣化裝置(3)殼牌氣化爐是目前我國煤氣化項目引進(jìn)爐型中最多的爐型,筆者相信,隨著(zhù)眾多裝置的投燒嘴罩泄漏次數對比見(jiàn)表i。表1中石化3 套氣化裝黛燒嘴罩泄漏次數對比人運行和進(jìn)一-步消化吸收引進(jìn)技術(shù)以及操作經(jīng)驗不斷地總結積累,殼牌氣化爐長(cháng)周期穩定運行的愿裝置所在地1代燒嘴罩I代燒嘴翠望一定能夠實(shí)現。(2006-12 -2007 -06) (2007 -07 -2008 -08)參考文獻:安慶[1]殼牌媒氣化用戶(hù)會(huì )議資料. 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