GE水煤漿氣化工藝燒嘴的運行與改造

第4期中氮肥2016年7月M-Sized Nitrogenous Fertilizer progressJul.2016GE水煤漿氣化工藝燒嘴的運行與改造賈喆,潘進(jìn)平,許明,胡楠(中海石油華鶴煤化有限公司,黑龍江鶴崗154100[摘要]針對海油華鶴C玊水煤氣化裝置氣化爐氧氣流量調節不靈活、氧氣爐頭壓力高、氧氣流量無(wú)法加大限制氣化爐生產(chǎn)能力的問(wèn)題,通過(guò)對工藝燒嘴外環(huán)氧環(huán)隙尺寸進(jìn)行改進(jìn),使氣化爐操作負荷彈性加大,氣化爐爐壁高溫區下移,在穩定生產(chǎn)的前提下,提高了產(chǎn)能,創(chuàng )造了可觀(guān)的經(jīng)濟效益。[關(guān)鍵詞]CE水煤漿氣化裝置;氣化爐;工藝燒嘴;外環(huán)氧環(huán)隙尺寸;改進(jìn)[中圖分類(lèi)號]TQ545[文獻標志碼]B[文章編號]1004-9932(2016)04-0030-02中海石油華鶴煤化有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“海油揮發(fā)分35.97%,全硫O.1%,固定碳含量54.41%華鶴”)300kU/a合成氨、520kt/a大顆粒尿素發(fā)熱量(Qnet,ar)6240keal/kg;半球溫度項目是中國海油第一套煤化工示范項目。其氣化(mT)1419℃,流動(dòng)溫度(FT)1486℃;石工藝采用美國GE水煤漿加壓氣化,共3臺氣化灰石添加比例3%,添加石灰石后灰渣流動(dòng)溫度爐,兩開(kāi)一備;雙爐投煤量(干基)1376υd,為1250℃。有效氣(CO+H2)產(chǎn)量2.159×10°m3/d;氣化對原料煤的灰熔點(diǎn)進(jìn)行了分析,數據見(jiàn)表壓力6.5MPa,灰水處理采用四級閃蒸技術(shù)。1;添加石灰石后灰渣粘溫特性曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。水煤漿加壓氣化過(guò)程中,石灰石添加量占原表1原料煤灰熔點(diǎn)分析數據料煤總量的3%,操作上實(shí)行精細化管理,制定了燒嘴檢維修臺帳,并根據其檢修情況科學(xué)制定樣品編號灰熔融性/℃DT ST HT FT氣化爐運行周期;規定燒嘴頭部端面加工2次后原料煤12301310133013902015-973原料煤+3%石灰石1170120012101250必須更換,對燒嘴維修不斷提高要求,燒嘴的使2015-974原料煤+6%石灰石1180120012101210用壽命均在60d以上。氣化裝置開(kāi)車(chē)運行1a1000來(lái),未出現過(guò)計劃運行周期內燒嘴冷卻水盤(pán)管與夾套破裂的事故。但開(kāi)車(chē)以來(lái)氣化爐氧氣流量調10節不靈活,氣化爐滿(mǎn)負荷運行時(shí),氧氣爐頭壓力高達8.5MPa,氧氣調節閥開(kāi)度達8%氧氣流量盞o仍達不到18000m3/h,限制了氣化爐的生產(chǎn)能力。為此,進(jìn)行原因分析后,對工藝燒嘴進(jìn)行了14011601180120012201240126012801300132013401360相應的改造,使氣化爐操作彈性得到加大。1所用煤種煤質(zhì)情況圖1灰渣粘溫特性曲線(xiàn)(添加3%的石灰石)海油華鶴“30·52”項目地處黑龍江鶴崗2工藝燒嘴運行概況市,冬季最低溫度達-30℃,使用鶴崗地區煤工藝燒嘴為美國GE公司生產(chǎn),由國內航天炭,其特點(diǎn)是灰分、灰熔點(diǎn)較高,需摻燒石灰石十一所進(jìn)行維修,制定有專(zhuān)門(mén)的燒嘴檢維修臺來(lái)降低煤的灰熔點(diǎn),以維持氣化爐的正常、穩定帳,對使用燒嘴維修前的尺寸進(jìn)行測繪,維修后運行。的尺寸也進(jìn)行測繪,且具體的維修方法與維修影煤質(zhì)分析主要參數如下:原料煤灰分13.9%,像資料都予以保存。[收稿日期]2016-02-開(kāi)車(chē)運行以來(lái),系統逐漸趨于穩定,隨著(zhù)操[作者簡(jiǎn)介賈喆(1987-),男,遼寧康平人,助理工程師。作經(jīng)驗的逐漸豐富和各級管理人員對系統研究的第4期賈喆等:GE水煤漿氣化工藝燒嘴的運行與改造31逐漸深入,加之嚴峻的經(jīng)濟形勢和市場(chǎng)競爭,提4.2系統運行情況高生產(chǎn)負荷、增大產(chǎn)量成為企業(yè)扭虧為盈的主要工藝燒嘴尺寸調整后,氧氣流量可以加至法寶,其中,提高煤漿濃度、增加氣化爐投煤量18810m3/h,且氧氣調節閥開(kāi)度由85%降至成為增產(chǎn)的主要手段。氣化爐氧氣管線(xiàn)氧氣流量41%;氣化爐進(jìn)煤漿流量也由之前的最大36在17900m3/h工況下,氧氣爐頭壓力高,氧氣m3/h增至38m3/h且還有提高的余地,氣化爐流量調節閥開(kāi)度達δ5%,氣化爐進(jìn)煤漿流量最爐壁溫度正常,整體運行無(wú)明顯異常;氧氣主管大在36m3/h,為保證氣化爐的正常運行,只能線(xiàn)壓力降低后,減小了空分裝置運行的壓力,提由空分裝置提高氧氣主管線(xiàn)壓力,氧氣流量無(wú)法高了系統的操作彈性及企業(yè)的經(jīng)濟效益。加大成為限制氣化爐負荷提高的主要因素;運行4.3氣化爐流場(chǎng)與燒嘴壓差過(guò)程中,燒嘴冷卻水進(jìn)出口溫差在1.5℃以?xún)?工藝燒嘴尺寸調整后,隨著(zhù)燒嘴外環(huán)氧環(huán)隙燒嘴冷卻水流量為23m3/h。的變化,整體的流場(chǎng)也發(fā)生了改變,主要表現為3問(wèn)題分析爐壁高溫區下移,由之前的頸部下移到中心線(xiàn)位置,氣化爐流場(chǎng)趨于合理。更改外環(huán)氧環(huán)隙前3.1氧氣爐頭運行壓力數據對標后,氣化爐C的燒嘴壓差變化情況見(jiàn)表4。選擇內蒙古某同類(lèi)型企業(yè)氣化爐進(jìn)行對比,表4外環(huán)氧環(huán)隙調整前后氣化爐C燒嘴壓差變化情況氧氣爐頭運行參數對比見(jiàn)表2燒嘴環(huán)隙煤漿流量燒嘴壓差氧氣流量項目表2氧氣爐頭運行數據對比/kPa氧氣主氧氣流量調氧氣入燒氧氣調節氧氣調節閥改進(jìn)前l(fā)7712項目管壓力節閥后壓力嘴前壓力閥開(kāi)度前后壓差3.17517770收進(jìn)后MPa36018696某同類(lèi)企業(yè)8.3297.4177.390.9124.4氣體成分海油華鶴8.7008.58.500.173.2原因分析在煤漿濃度為63.7%的情況下,工藝燒嘴尺寸調整前后氣體成分見(jiàn)表5。由表5可以看由表2可知:內蒙古某同類(lèi)企業(yè)氧氣調節閥前后壓差為0.912MPa,海油華鶴氧氣調節閥前出,工藝燒嘴改進(jìn)后,有效氣(CO+H2)含量后壓差為0.170MPa;內蒙古某同類(lèi)企業(yè)氧氣入為82.31%(>82%),與改進(jìn)前基本一致。表5工藝燒嘴尺寸調整前后氣體成分對比%爐前壓力為7.39MPa,海油華鶴氧氣入爐前壓力為8.50MPa(GE公司要求氧氣壓力不得低于項目COCHa Ar H,s改進(jìn)前46.5836.5816.330.110.010.068.36MPa)。由此判斷,海油華鶴氣化爐燒嘴的改進(jìn)后45.1437.1717.210.110.040.05外環(huán)氧環(huán)隙設計較小。于是與專(zhuān)利商GE公司商議對工藝燒嘴外環(huán)氧通道進(jìn)行改造。GE公司通4.5粗渣殘炭過(guò)計算,決定將工藝燒嘴外環(huán)氧環(huán)隙加大0.705工藝燒嘴改造前,粗渣殘炭平均為6.23%;工藝燒嘴改進(jìn)后,粗渣殘炭平均為6.25%,基mm,即由2.470mm增至3.175mm。本相當?？梢?jiàn),氣化爐的氣化反應與燒嘴的霧化4改進(jìn)效果效果未受到影響。4.1氧氣爐頭壓力5結束語(yǔ)將工藝燒嘴外環(huán)氧環(huán)隙加大0.705mm后,針對海油華鶴氣化裝置氣化爐氧氣流量調節氧氣爐頭壓力發(fā)生了明顯的變化,詳見(jiàn)表3表3工藝燒嘴改進(jìn)前后氧氣爐頭壓力對比不靈活、氧氣爐頭壓力高、氧氣流量無(wú)法加大限制氣化爐生產(chǎn)能力的問(wèn)題,通過(guò)對工藝燒嘴外環(huán)氧氣主氧氣入燒氧氣調節氧氣調節閥項目管壓力節閥后壓力嘴前壓力閥開(kāi)度前后壓差氧環(huán)隙尺寸進(jìn)行改進(jìn),使氣化爐操作負荷彈性加大,氣化爐爐壁高溫區下移,在穩定生產(chǎn)的前提改進(jìn)前8.7008下,提高了產(chǎn)能,創(chuàng )造了可觀(guān)的經(jīng)濟效益——花改進(jìn)后1.600小錢(qián)辦了大事,不失為企業(yè)扭虧增盈的好舉措。