德士古氣化爐原始烘爐影響因素淺析

比學(xué)工程師Sum 176 No.sChemical Engineer2010年第5期文章編號:1002-1124( 2010)05 0076-03;程。師德士古氣化爐原始烘爐.地影響因素淺析吳同舫(神華包頭煤化工分公司,內蒙古包頭014010)摘要:探討了 德士古氣化爐耐火材料的結構及原始烘爐的意義,分析了燃料氣壓力和用量、抽引蒸氣溫度和壓力及氣化爐液位等因素對氣化爐原始烘爐過(guò)程的影響。關(guān)鍵詞:德七古;耐火材料;原始烘爐中圖分類(lèi)號:TQ054文獻標識碼:BAnalysis on infuencing factors of original oven drying technology of Texaco gasifierWU Tong- fang(Shenhua Baotou Coal Chemicals Company, Baotou 014010,China)Abstract:Structure of Texaco gasifier refractory materials and significance of original oven drying technologywere discussed, infuencing factors of original oven drying technology were analyzed, such a pressure and amountof fuel gas, temperature and pressure of stream and liquid level of gasifier.Key words: Texaco; refractory materials; original oven drying在德士古水煤漿氣化工藝中,為了提高氣化效錐底拱頂和簡(jiǎn)體,如圖1所示。率,防止熱量散失,同時(shí)保護氣化爐殼體不受燃燒;拱頂室內高溫反應物的直接作用,氣化爐爐壁內側設計砌筑多層耐火磚。耐火磚在干燥狀態(tài)下可長(cháng)期存.放，但由于砌筑的氣化爐使用了耐火泥進(jìn)行粘結，保溫層.e2133 .并且拱頂和錐底有厚厚的澆注料，所以氣化爐在砌絕熱層、2596-簡(jiǎn)體向火面、43001爐完成后必須進(jìn)行原始烘爐(即筑爐完成后的烘爐)。原始烘爐要在砌爐完成且自然干燥養護7~10d后進(jìn)行。氣化爐原始烘爐的主要目的是除去氣化爐耐火材料中的吸附水和結晶水,同時(shí)檢驗耐火錐底材料及筑爐質(zhì)量是否滿(mǎn)足工藝要求。如果長(cháng)時(shí)間不烘爐,澆注料以及耐火泥中水分會(huì )造成耐火材料受圉1氣化爐耐火材料結構示意圖Fig. 1 Structural representation of refractory 'material of gasifer潮失效,并影響澆注料的質(zhì)量。此外,自然干燥養護拱頂和筒體之間預留有35~50mm的膨脹空的環(huán)境溫度必須大于5C ,最佳溫度為15 ~ 30C之間,以備氣化爐升溫時(shí)耐火材料整體向上膨脹。耐間,溫度過(guò)低會(huì )導致澆注料中水分結冰.影響澆注火材料從里到外又分為若干層，以簡(jiǎn)體為例分別是料的強度和耐火材料的抗蝕能力。向火面耐火磚、絕熱層耐火磚、耐高溫保溫層耐火磚和耐熱氈。三層爐磚之間預留3mm膨脹間隙,以便1氣化爐耐 火材料結構徑向膨脹不受約束.膨脹縫內材料選擇3mm厚可燒德士古氣化爐耐火材料整體可分為三部分:蝕材料。耐火磚砌筑時(shí)采用與其化學(xué)成分近似的泥漿,接縫寬度為1.0~ 2.2mm,使砌筑好的耐火磚每層環(huán)向中國煤化工，以增加爐磚層收稿日期:2010-03-01自身CN MHG氣體亂竄,保證承作者簡(jiǎn)介:吳同舫(1973-).男.安徽濰溪人，助理工程師，1994年畢壓殼體的女全。其中拱頂相錐底耐火磚下面澆注了業(yè)于甘肅省蘭州石油學(xué)校,工業(yè)自動(dòng)化儀表專(zhuān)業(yè),從事德士古水煤漿加壓氣化生產(chǎn)工作。-層厚厚的耐火泥( 如圖1中拱頂和錐底的米格標2010年第5期吳同舫:德士古氣化爐原始烘爐影響因素淺析7注部分所示)。2.1燃料氣壓力和用量氣化爐內耐火材料的膨脹及收縮系數不同,為烘爐的熱能是靠燃料氣的燃燒來(lái)直接提供的,了使水分有充分時(shí)間從耐火材料中散出,并使耐火燃料氣的壓力和閥門(mén)的開(kāi)度決定了火焰的大小,也材料中的溫度分布梯度保持穩定,原始烘爐必須按就決定了氣化爐爐膛的溫度。燃料氣壓力一般為照供貨商提供的升溫曲線(xiàn)進(jìn)行。原始烘爐曲線(xiàn)如圖0.4MPa,烘爐過(guò)程中主要靠調節燃料氣的大小來(lái)控2所示,在400C以前是干燥脫去自由水和結構水階制爐膛溫度。燃料氣的壓力波動(dòng)會(huì )導致?tīng)t膛溫度的段，升溫速率為10~ 20C.h*;400C以后是脫去耐火波動(dòng)。燃料氣的壓力增大會(huì )引起爐溫的升高,如果沒(méi)材料中結晶水和粘結劑固化的局部化學(xué)反應階段,升有及時(shí)關(guān)小燃料氣調節閥，爐溫就會(huì )向上偏離烘爐溫速率為25 ~ 30C.h'。爐膛溫度最高至800C ,恒曲線(xiàn);同時(shí)燃料氣的壓力增大還會(huì )造成氣化爐真空溫72h后,以低于30C.h'的速率,將爐膛溫度降度的減小，甚至造成氣化爐回火。而燃料氣的壓力減至常溫。小則會(huì )引起爐溫的降低，如果沒(méi)有及時(shí)開(kāi)大燃料氣恒溫72h調節閥,爐溫就會(huì )向下偏離烘爐曲線(xiàn),嚴重時(shí)會(huì )導致800_恒溫72h/火焰過(guò)小而使氣化爐熄火。燃料氣壓力波動(dòng)時(shí),需及50 t時(shí)調整燃料氣調節閥以維持正常的烘爐曲線(xiàn)。恒溫72h/90-150 150%之50烘爐時(shí)燃料氣用量隨著(zhù)爐溫的升高而增加,在明350_恒溫84h J升溫階段用量增加較為顯著(zhù)。恒溫階段初期用量會(huì )150恒溫72h/E650-00C0 30h稍微增加，恒溫階段后期用量會(huì )稍微減少直至穩9 8191 175182 254261 3333 410定,圖4為烘爐過(guò)程燃料氣用量趨勢圖。燃料氣用時(shí)間/h量趨勢圖和烘爐曲線(xiàn)圖相似。烘爐期間應該根據燃圈2原始烘爐曲線(xiàn)料氣的預期用量,及時(shí)與生產(chǎn)調度部門(mén)聯(lián)系,提前Fig.2 Original oven curve協(xié)調好相關(guān)單位,保證燃料氣的供應,使燃料氣用2原始烘爐的影響因素量改變時(shí)不會(huì )引起燃料氣管網(wǎng)的波動(dòng)。原始烘爐時(shí)使用燃料氣進(jìn)行加熱,通過(guò)調節開(kāi)= 5040|工抽引器的蒸氣流量保證氣化爐為微負壓,預熱水30[泵提供的激冷水對氣化爐激冷環(huán)及下降管進(jìn)行冷20|/卻,氣化爐液位通過(guò)密封水罐溢流來(lái)維持在下降管o|以下一定位置。烘爐系統流程如圖3所示。影響德20 4060 80 100 120士古氣化爐原始烘爐的因素主要有燃料氣壓力和時(shí)間h用量、抽引蒸氣溫度和壓力及氣化爐液位。圉4烘爐過(guò)程燃料氣用 趨勢圉Fig.4 Use level trend of fuel gas燃料氣.FV101(開(kāi)T抽引2.2 抽引蒸氣溫度和壓力T消音器德士古氣化爐烘爐時(shí)的真空度是靠蒸氣抽引顯過(guò)濾器激冷水抽引器來(lái)維持的,使用的蒸氣壓力為1.3MPa。蒸氣管網(wǎng)溫@_HV101低壓蒸氣度和壓力的波動(dòng)直接影響氣化爐的真空度。蒸氣管網(wǎng)溫度低時(shí)蒸氣中會(huì )含有一定量的冷凝水,如果沒(méi)有及時(shí)通過(guò)導淋疏水,冷凝水會(huì )在蒸氣管道內來(lái)回&FVI02喘動(dòng),致使氣化爐的真空度上下劇烈波動(dòng),造成氣化爐回火甚至熄火。冷凝水積存到-定量時(shí)會(huì )在蒸新鮮水KV101pLVIO1Y102氣管道內造成水擊,使烘爐無(wú)法進(jìn)行。西熱水業(yè)[_十揸他中國煤化工-個(gè)緩慢的過(guò)程,但對THCNMH G明顯。蒸氣壓力圖3原始烘爐工藝流程示意圖升高時(shí)如不及時(shí)侗整蒸氣調節閥開(kāi)度,氣化爐的真Fig.3 Flow chart of original oven空度就會(huì )明顯升高進(jìn)而導致?tīng)t溫降低。這時(shí)為了維78吳同舫:德士古氣化爐原始烘爐影響因素淺析2010年第5期持爐溫可以加大燃料氣調節閥的開(kāi)度。燃料氣用量由圖6.7可知,真空度每增大100Pa, 經(jīng)過(guò)10min與真空度的關(guān)系如圖5所示。真空度每增加100Pa,煙道氣溫度就會(huì )增加5C ,托板溫度會(huì )增加3C。在燃料氣(此處為液化石油氣)用量大約增加3Nm2。這實(shí)際運行中當氣化爐真空表故障時(shí),可以根據氣化是因為蒸氣波動(dòng)引起的真空度增大時(shí)，實(shí)際上是蒸爐火焰的形狀、顏色、煙道氣溫度、托板溫度及爐膛氣抽引量增大了,爐膛內過(guò)多的熱氣被抽走,因此,需溫度來(lái)判斷氣化爐的真空度是否合適。要燃燒更多的燃料氣來(lái)提供熱量維持爐溫。2.3 氣化爐液位在烘爐過(guò)程中必須保證氣化爐液位低于下降￥75管管口一定距離。若氣化爐液位過(guò)高,封住下降管管口,蒸氣抽引通路就會(huì )被阻斷,使爐膛負樂(lè )無(wú)法形成，造成回火?；鼗饑乐貢r(shí)會(huì )燒毀烘爐燒嘴,還可P能引起火災甚至人員傷亡。若氣化爐液位低于下降教ss50, L管管口,但又比較靠近下降管管口時(shí),在氣流的帶-1500 -1300 -1100 -900-700動(dòng)下氣化爐液面就會(huì )在下降管管口位置上下波動(dòng)，真空度/Pa圖5燃料氣用量與真空度的關(guān)系造成氣化爐內真空度的波動(dòng)較大,容易導致氣化爐Fig.5 Relationship of use level of fuel gas and vacuum degree回火甚至熄火。所以必須將氣化爐液位控制在下降當真空度改變時(shí)，氣化爐火焰的形狀、顏色、煙管管口以下一定距離。氣化爐液位的控制通過(guò)調節道氣溫度、托板溫度也會(huì )隨之改變。真空度增大時(shí)，預熱水流量來(lái)實(shí)現,由于保護下降管的需要預熱水烘爐火焰會(huì )被拉得細長(cháng),火焰顏色變藍,爐膛內大流量不能過(guò)低,可以參考氣化爐出口氣體溫度進(jìn)行量的熱氣被抽走,煙道氣和托板的溫度會(huì )隨之升控制。我公司預熱水流量一般控制在90 ~ 170thr。高;真空度減小時(shí)，烘爐火焰會(huì )變得粗而短,火焰顏色變紅,煙道氣和托板的溫度會(huì )隨之降低。真空度3結語(yǔ)對煙道氣溫度及托板溫度影響如圖6.7所示。在氣化爐原始烘爐過(guò)程中如果可以控制上述因素，升溫曲線(xiàn)就可以與原始烘爐曲線(xiàn)比較接近。在烘爐過(guò)程中還會(huì )經(jīng)常遇到氣化爐熄火。氣化爐熄火的原因很多,除了上文提到的原因外，還有許多突發(fā)的原因,如裝置停電、儀表空氣故障及各種原復109Vn4-因引起的氣化爐停車(chē)聯(lián)鎖動(dòng)作等。氣化爐熄火時(shí)要妥善處理。首先關(guān)閉燃料氣閥門(mén)以防燃料氣外漏,1450 -1350 -1250 -1150 -1050 -950 .然后關(guān)閉預熱燒嘴風(fēng)門(mén)和抽引蒸氣閥門(mén),以防爐溫真空度/zPa圖6真空度與煙道氣溫度的關(guān)系下降過(guò)多過(guò)快。并盡快分析熄火原因,排除故障恢Fig.6 Relationship of vacuum degree and fue gas temperature復烘爐。重新點(diǎn)火烘爐前需打開(kāi)預熱燒嘴風(fēng)門(mén)和抽引蒸汽閥門(mén)，確認爐膛中可燃料氣含量小于0.5%。176 I根據我公司經(jīng)驗，氣化爐每次熄火到重新點(diǎn)火烘175 t爐,爐溫至少下降70C,會(huì )影響烘爐質(zhì)量,所以烘爐, 1748173t期間應當盡量避免氣化爐熄火。雖170參考文獻[1]賀永德現代煤化工技術(shù)手冊[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.565-570.-1450 -1350 -1250 -1150 -1050 -950真空度Pa中國煤化工圖7真空度與托板溫度的關(guān)系Fig.7 Relationship of vacuum degree and supporting plateMHCNMHG