GSP氣化裝置的儀表系統改造

第40卷第19期州化工Vol 40 No. 192012年10月Guangzhou Chemical IndustryOctober 2012化工機械GSP氣化裝置的儀表系統改造郭偉,張勁松,張新民(神華寧夏煤業(yè)集團煤炭化學(xué)工業(yè)分公司,寧夏靈武750411)摘要:針對神華寧煤集團GSP氣化裝置在試車(chē)過(guò)程中出現的問(wèn)題,分析出現上述工程問(wèn)題可能的原因,并提出工業(yè)裝置改進(jìn)方法。本文從工業(yè)裝置的改進(jìn)方面出發(fā),對儀表控制系統進(jìn)行了改造,為GSP粉煤氣力輸送工業(yè)裝置的正常運行提供了解決辦法。關(guān)鍵詞:GSP;氣化;儀表系統;改造中圖分類(lèi)號:TQ546.8文獻標識碼:B文章編號:1001-9677(2012)19-0108-03The Instrumentation Ameliorate of GsP Gasifying DeviceGUO Wei, ZHANG Jing-song, ZHANG XinCoal Chemistry Industry Co., Shenghua Ningxia Coal Group, Ningxia Lingwu 750411, China)Abstract: During the experimental stage of Shenghua Ningxia Coal Group coal pneumatic conveyance, GSP gasifyingdevice had many problems, the internal cause of the problems were analyzed and the perfection method was proposed.From aspects of the improvement of industrial device, the instrumentation perfection was improved, which provided themethod to make GSP coal pneumatic conveyance operate regularlyKey words: GSP; gasification; instrumentation; ameliorate煤氣化裝置占煤化工項目投資比重極大,是煤化工發(fā)展的龍頭和核心,開(kāi)發(fā)應用先進(jìn)的氣化工藝技術(shù)是解決煤化工產(chǎn)業(yè)長(cháng)久髙效發(fā)展的必由之路。神華寧煤集團寧東煤化工年產(chǎn)50萬(wàn)聚丙烯項目,其核心氣化裝置采用德國GSP氣化爐,是該氣化技術(shù)在世界上的首次工業(yè)化試用,其試運行難度可想而知。該氣化控制系統非常復雜,投料過(guò)程、升減負荷采用DCS順控程序實(shí)現,聯(lián)鎖和控制要求苛刻。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)技術(shù)人員的聯(lián)鎖順控和現場(chǎng)儀表改造,取得了氣化裝置歷時(shí)兩個(gè)月就實(shí)現試車(chē)成功的巨大成績(jì),為神寧集團和寧東煤化工基地騰飛奠定了基礎1GSP氣化爐開(kāi)車(chē)過(guò)程中出現的問(wèn)題及解決辦法圖1CSP原始開(kāi)車(chē)曲線(xiàn)1.1氣化爐煤粉流量輸送無(wú)法穩定針對上述出現的問(wèn)題,做了以下的改進(jìn):GSP氣化爐原始設計采用的是差壓輸送法,即按照一定的上下游差壓值(0.2~0.3MPa),從進(jìn)料容器的頂部的三個(gè)給(1)克服給料器壓力控制干擾給料器壓力控制干擾來(lái)自于兩個(gè)方面:一個(gè)是上游煤鎖斗煤管輸送煤粉到氣化爐組合燒嘴。在實(shí)際運行中,由于給料容下料過(guò)程,一個(gè)是下游氣化爐壓力波動(dòng)。給料器壓力控制靠頂器的壓力一直波動(dòng),而氣化爐燃燒室內是動(dòng)態(tài)的燃燒反應,壓部四個(gè)閥門(mén)進(jìn)行分程控制,這四個(gè)閥門(mén)為兩個(gè)大閥各帶一個(gè)小力難于穩定,導致了差壓無(wú)法穩定-2)。三條給煤線(xiàn)的劇烈波旁路閥。我們改造了這四個(gè)閥門(mén)的控制邏輯,使壓力控制穩動(dòng)往往導致了給煤量的劇烈波動(dòng),反映到具體參數,就是給煤及時(shí)。量、氧氣流量、氧煤比、反應器壓力、氣化爐壓力的劇烈波動(dòng),這種波動(dòng)往往半個(gè)小時(shí)就導致了氣化爐跳車(chē)。按氣化中國煤化工控制分為給煤量控制圖1是GSP原始開(kāi)車(chē)中最好的曲線(xiàn),2h后氣化爐跳車(chē)。ceH(負荷控制)CNMH差壓)、純壓力控制三種模式,還有升壓順控和泄壓順控,并且程序中還夾雜著(zhù)升基金項目:寧夏回族自治區科技攻關(guān)計劃重大專(zhuān)項。作者簡(jiǎn)介:郭偉(1983-),男,工程師,主要從事煤氣化研究工作。第40卷第19郭偉等:GSP氣化裝置的儀表系統改造壓順控和泄壓順控,導致程序晦澀難懂。工程技術(shù)人員對控制增加三通閥和煤粉循環(huán)管線(xiàn):在煤粉從進(jìn)料倉至氣化燒嘴系統做了大膽的改進(jìn),刪除了這兩個(gè)順控,將三個(gè)模式直接簡(jiǎn)的輸送管線(xiàn)上設置三通閥,在三通閥處加設煤粉循環(huán)管線(xiàn),煤化為一種控制模式(壓力控制模式),增大給煤壓差,壓力控粉循環(huán)管線(xiàn)與煤倉相連,在煤粉循環(huán)管線(xiàn)上安裝減壓裝置,在制在高于氣化爐工作壓力0.7MPa左右。減壓裝置前連接注入氣體管線(xiàn),以建立背壓3。改造后的流程(3)對氣化爐出口放空閥進(jìn)行改造見(jiàn)圖4。改造閥內件結構,避免因合成氣帶灰而造成閥門(mén)卡澀。改造后的密相輸送系統開(kāi)車(chē)時(shí),先對煤粉的進(jìn)料倉充壓到4)在氣化爐給煤線(xiàn)上增加給煤控制閥定的壓力,保持恒定。通過(guò)注入氣體管線(xiàn)建立背壓,以模擬通過(guò)給煤閥來(lái)控制給煤量,原始設計給煤器與氣化爐之間氣化爐壓力。注入氣體管線(xiàn)的閥門(mén)是通過(guò)煤粉管線(xiàn)與氣化爐之的壓差僅有最大0.3MPa差壓范圍,在氣化爐和給料容器壓力間的壓差來(lái)調節。主燒嘴投料前,煤粉通過(guò)三通閥調節輸送至波動(dòng)的時(shí)候,頻繁觸發(fā)壓差聯(lián)鎖。增加了給煤閥后,給料器的煤倉,檢查流量調節閥、計量?jì)x表工作狀況,檢查煤粉輸送性壓力就可以提高,而且氣化爐與給煤器之間壓差聯(lián)鎖值也可以質(zhì)是否良好,當煤粉管線(xiàn)循環(huán)量穩定在8υh,密度穩定在適當提高,從而避免了該聯(lián)鎖導致的跳車(chē)。增加的煤粉流量調280~350kg/m3,可認為循環(huán)建立成功節閥,可對給煤量進(jìn)行流量控制,減小壓差波動(dòng)對煤量控制的(6)修改投煤邏軾影響,保證三條煤粉管線(xiàn)流量均衡。避免聯(lián)鎖跳車(chē)的風(fēng)險和增對給煤順控進(jìn)行修改,在保證三條煤粉管線(xiàn)流量均衡的前加給煤流量控制手段,使紿煤流量均衡。提下實(shí)現三條給煤線(xiàn)同時(shí)投煤。最終改造成果見(jiàn)圖5(時(shí)間為圖2為給煤管線(xiàn)增加流量控制閥的示意圖;圖3為改造前個(gè)星期的氣化爐運行趨勢圖)。后煤粉輸送效果對比。圖2給煤線(xiàn)增加流量調節閥圖5氣化爐運行趨勢圖1.2氣化向變換導氣調節閥問(wèn)題在氣化爐向變換裝置導氣過(guò)程中,發(fā)現氣化向變換導氣的調節閥在關(guān)閉過(guò)程中動(dòng)作過(guò)慢,影響了向變換裝置導氣的穩定性和氣化爐壓力的穩定性-3。一加流量控制閥針對上述出現的問(wèn)題,做了以下的改進(jìn)加快閥門(mén)關(guān)閉速度,增強調節性能,保證向變換導氣的穩定性。時(shí)間/h(1)在該調節閥的氣路管線(xiàn)上增加一個(gè) BOOSTER,用于圖3改造前后煤粉輸送效果對比(質(zhì)量流量)增大排氣量,使閥門(mén)關(guān)閉速度加快(5)增加給煤循環(huán)線(xiàn)(2)新加 BOOSTER進(jìn)氣口加堵頭,僅用作排氣。改造前后的氣路如圖6所示。建立背壓氣體減壓裝置>氣化燒嘴目1,M目過(guò)濾減壓風(fēng) BOOSTER1去其它鎖斗位改造前中國煤化工CNMHG改造后氣化向供表且氣m疋性,飛化爐壓力也比較穩定,達到了預期的效果。圖4密相輸送系統增設三通閥和循環(huán)管線(xiàn)廣州化工2012年10月2結語(yǔ)參考文獻[1]許祥靜,劉軍煤炭氣化工藝[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004GSP干煤粉氣流床氣化技術(shù)首次成功實(shí)現大規模工業(yè)化運110-130.行,為國內煤化工項目選擇合適的氣化技術(shù)提供更多的參考。[2]郭樹(shù)才煤化工工藝學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:95通過(guò)不斷摸索、積累和借鑒國內氣化裝置運行經(jīng)驗,采取合理[3]樂(lè )嘉謙儀表工手冊[M]化學(xué)工業(yè)出版社375-400的改造措施不斷優(yōu)化完善GSP氣化技術(shù),GSP煤氣化裝置一次[4]王芳芹煤的燃燒與氣化手冊[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997性投資省、煤種適應性寬、操作維護費用低等優(yōu)勢將不斷體62.現,實(shí)現長(cháng)周期、穩定、經(jīng)濟運行,各項參數達到或優(yōu)于設計[5]王同章.煤炭氣化原理與設備[M].北京:機械工業(yè)出版社,2001值,為推動(dòng)國內煤化工產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展提供了技術(shù)保障。(上接第98頁(yè))通過(guò)特性粘度對分子量作雙對數圖得到Mark-Hou-該結果為絕對分子量的測試結果,能更直觀(guān)的體現聚丙烯的分wink-6曲線(xiàn),直線(xiàn)的斜率是α,截距是logK。該曲線(xiàn)是高分子結構,指導其市場(chǎng)應用領(lǐng)域。從分子量大小及分布方面看子結構分析中的重要曲線(xiàn),式中K與α是兩個(gè)常數,a與高分1#樣品的產(chǎn)品性能達到或超過(guò)市場(chǎng)同類(lèi)牌號的性能,其分子量子在溶液中的形態(tài)有關(guān),若在良性溶劑中,α接近0.8,則為分布最窄,最有利于拉絲,保證下游用戶(hù)在生產(chǎn)過(guò)程中絲帶的線(xiàn)性的柔性分子;K值與高分子在溶液中的形狀、鏈長(cháng)度、鏈強度均勻、不斷絲,能夠穩定生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率。結構單元長(cháng)度有關(guān)。由圖4可見(jiàn),(1)三條曲線(xiàn)斜率基本相同,logK值基本相同,表明了三種聚丙烯在三氯苯溶液中參考文獻150℃時(shí)均屬于柔性高分子,具有良好的溶解性,三者在溶液1]何曼君陳維孝董西俠高分子物理[M].上海:復旦大學(xué)出版社,中的分布狀態(tài)基本一致,區別只在于分子量大小的不同。MarkHouwink曲線(xiàn)的兩端出現分叉現象,是由于(1)分子量太[2]施良和凝膠色譜法[M].北京:科學(xué)出版社,1980:9-10低,分子鏈偏離無(wú)規線(xiàn)團構象,使[n]-M間的關(guān)系改變3]戴晨偉,徐洪耀楊婕等.GPC-多檢測聯(lián)用技術(shù)測定聚己內酯分子(2)分子量太高,粘度和分子量測定的精確度降低,K、α值量及其分布[J].化學(xué)分析計量:2009,18(1):29-32也可能發(fā)生改變。[4] Billmeyer F W Jr. Textbook of Polymer Science. New York: John Wiley3結論[5] Seymour R B, Carraher C E Jr. Polymer Chemistry, An Introduction2nd Edition. New York: Marcel Dekker Ine, 1988: 54-82采用三檢測器高溫凝膠滲透色譜方法測得了1#及國內市場(chǎng)6]sblG. The Physics of Polymers,2 nd Edition. Berlin: Springer,上兩個(gè)同類(lèi)牌號2#和3#的絕對分子量及分布,其測試結果為1997:293-296Mw(3#)>Mw(2#)>Mw(1#),Mn(3#)>Mn(2#)>Mn(1#)。中國煤化工CNMHG