淺論殼牌煤氣化煤粉循環(huán)

第51卷第2期化肥設計Apr. 20132013年4月.Chemical Fertilizer Design●21●淺論殼牌煤氣化煤粉循環(huán)張要旗,郭廣民,姚厚猛,熊剛(中國寰球工程公司越南化肥項目部,北京100029)摘要: 殼牌煤氣化技術(shù)采用干煤粉進(jìn)料,煤粉管線(xiàn)的穩定性對裝置的試車(chē)及長(cháng)周期穩定運行至關(guān)重要。介紹了越南寧平日投煤量1 3001的殼牌煤氣化裝置煤循環(huán)的過(guò)程、方法及注意事項。.關(guān)鍵詞:殼牌煤氣化裝置;粉煤;煤循環(huán)doi;10. 3969/j. issn. 1004 - 8901.2013. 02. 006中圖分類(lèi)號: TQ536.4文獻標識碼:A 文章編號 :1004 - 8901(2013)02 -0021 -03Discussing Pulverized Coal Circulation of Shell Coal GasificationZHANG Yao-qi, GUO Guang -min, YAO Hou -meng, XIONG Gang(Vietnam Chemical Ferilier Project Departmen, China Globe Engineering Company Lad. , Beijing 100029 China)Abstract:Dry pulverized coal feed was adopted for Shell coal gasification technology, the stability of pulverized coal pipeline was very important forbothnial test and long -term operation. Author has introduced the process，method and matters to be noticed for coal circulation of Shell coal gasificationplant in Vietnam Ningping project with a ceapacity of 1 ,300 vd of coal feding.Key words:Shell coal gasification plant; pulerited coal; coal eirculationdoi:10.3969/j. isn. 1004 - 8901. 2013.02.006殼牌煤氣化工藝為高溫高壓干粉進(jìn)料,氣流床顆粒要大于90%，>5 μm的顆粒要<10% ;水分<2%。氣化,其具有碳轉化率高達99% ,產(chǎn)品氣體潔凈,煤(2)煤粉加壓及輸送單元順控測試已經(jīng)完成，氣中有效氣體(CO +H2)高達90%以上,氣化爐爐所有儀表閥門(mén)調試結束,氣密合格,整個(gè)系統可以壁采用水冷壁結構,無(wú)耐火磚襯里,千法排灰,液態(tài)正常運行。排渣等特點(diǎn)”。越南寧平化肥殼牌煤氣化項目為;(3)確保充氣錐完好,沒(méi)有堵塞。例如,當有煤中國寰球工程公司EPC,投煤量1350vd,于2012粉在煤粉給料倉時(shí),將充氣錐和煤粉收集器位置的年4月20日一次點(diǎn)火投煤成功并穩定運行9天。氮氣保持常開(kāi)以防止堵塞。保證煤粉給料倉充氣.錐部分有穩定充足的氮氣。若充氣錐堵塞或破損,1粉煤循環(huán)過(guò)程以及氮氣流量過(guò)低均會(huì )導致煤線(xiàn)的波動(dòng)。l.1 煤循環(huán)的目的(4)粉煤循環(huán)管線(xiàn)已經(jīng)吹掃千凈,試壓合格。確殼牌煤氣化采用的是干粉進(jìn)料[2],而固體物料保伴熱安裝完畢并已經(jīng)投用且溫度達到80 C以上,煤粉在管線(xiàn)中的測量往往不夠準確,為此需要在原尤其是煤粉給料倉和煤粉管線(xiàn)應達到此要求。管線(xiàn)始開(kāi)車(chē)前對煤粉管線(xiàn)上的速度計、密度計等儀表進(jìn)上的γ射線(xiàn).密度計、速度計、壓力表、溫度表及煤粉行校準[3] ,確保煤粉氣化在運行窗口中,以防止氣鎖斗煤粉給料倉上γ射線(xiàn)安裝完成并調試完畢?；癄t爐溫波動(dòng)、合成氣冷卻器入口堵塞、氣化爐渣(5)儀表系統檢測調試完畢,狀態(tài)良好,各相關(guān)口堵渣;防止氣化爐內局部過(guò)熱導致煤燒嘴或燒嘴復雜回路已經(jīng)調試正常。罩損壞。同時(shí)通過(guò)煤循環(huán)的過(guò)程使操作人員加深(6)煤循環(huán)過(guò)程中采用氮氣作為載氣,要求空對工藝及設備的熟悉和了解。分已經(jīng)能夠運行,并提供合格的氮氣;若空分不能1.2 煤循環(huán)測試條件產(chǎn)出合格氮氣則可外購瀝氟。(1)磨煤系統正常穩定并生產(chǎn)出合格的粉煤。確中國煤化工保粉煤中沒(méi)有雜質(zhì)和異物,確保煤粉具有正確的顆粒作者簡(jiǎn)介:張要:MHCN M H G2011年畢業(yè)于信分布和水分含量。煤粉粒度要求為:≤90 um的煤粉陽(yáng)師范學(xué)院化工工工、亞抓事九肝床幾衣且則生產(chǎn)技術(shù)管理等工作?！?2●化肥設計2013年第51卷1.3 煤循環(huán)前的準備(5)氣化爐壓力1.6 MPa、負荷為50%條件下(1)從空分引氮氣進(jìn)入高壓氮氣緩沖罐。對磨的煤循環(huán)測試。 上個(gè)工況完成后, 模擬氣化爐壓力煤系統和煤粉儲倉、煤粉鎖斗、煤粉給料倉進(jìn)行置(13PI - 0068)為1.6 MPa;調節煤粉流量調節閥換合格(氧含量<0.5%)。(13FV - 0101)和煤粉管線(xiàn)速度調節閥(13FV -(2)投用磨煤系統、煤粉加壓輸送單元以及煤0102)以及煤粉管線(xiàn)壓力調節閥(13PV -0103),控管線(xiàn)的伴熱,保證各設備、管道溫度在80 C以上。制粉煤流速在6 ~8 m/s( 13SIC -0101)、粉煤流量系統中所有儀表吹掃氮氣投用。在1.8 kg/s( 13FIC -0101) ,控制好背壓。當煤循環(huán)(3)按操作規程啟動(dòng)磨煤,向煤粉加壓及輸送穩定后,進(jìn)行連續30 min內的數據采集記錄。單元進(jìn)煤。要求煤粉給料倉( V1205A/B)進(jìn)煤60 t、(6)氣化爐壓力2.5MPa、負荷為50%條件下煤粉鎖斗( V1204 A/B) 進(jìn)煤30 1、煤粉儲倉的煤循環(huán)測試。上個(gè)工況完成后 ，模擬氣化爐壓力(V1201A/B)進(jìn)煤25 t(20%左右) ,然后停止磨煤。(13PI -0068)為2.5 MPa,緩慢將煤粉給料倉(V -1.4 煤循環(huán)測試方法1205A)壓力提到4.8MPa,通過(guò)調節控制粉煤流速以1*煤燒嘴為例,具體步驟如下。穩定在6~8 m/s(13SIC -0101)、粉煤流量在2.3(1)引入氮氣對粉煤管線(xiàn)吹掃、置換合格。關(guān)kg/s( 13FIC -0101),進(jìn)行數據采集。閉燒嘴開(kāi)關(guān)閥(13XV -0110)、煤粉管線(xiàn)壓力閥(7)氣化爐壓力2.5 MPa、負荷為75%條件下(13PV -0103),將煤粉流量調節閥( 13FV -0101 )的煤循環(huán)測試。保持煤粉給料倉(V - 1205A)壓力打開(kāi)到100% 的開(kāi)度,開(kāi)煤粉管線(xiàn)速度調節閥不變,慢慢調節煤粉流量調節閥(13FV -0101 )和煤(13FV -0102)到20% ,充氮氣到5.0 MPa,配合儀粉管線(xiàn)速度調節閥(13FV-0102),把煤負荷提到表用純氮氣初步校核密度表(此時(shí)密度表顯示50 ~2. 9 kg/s( 13FIC -0101) ,流速依然控制在6 ~8 m/s70為正常)。( 13SIC -0101 )進(jìn)行數據采集。(2)氣化爐壓力0.8 MPa、負荷為40%條件下(8)氣化爐壓力3.5 MPa、負荷為80%條件下時(shí)煤循環(huán)測試。的煤循環(huán)測試。保持煤粉給料倉(V - 1205A) 壓力(3)檢查粉煤管線(xiàn)閥門(mén)處在正確的位置,模擬不變,模擬氣化爐壓力(13PI -0068)為3.5 MPa,慢氣化爐壓力(13PI-0068)為0.8MPa,給煤粉給料慢調節煤粉流量調節閥(13FV-0101)和煤粉管線(xiàn)倉(V- 1205A)充壓。①手動(dòng)打開(kāi)煤粉給料倉壓速度調節閥(13FV -0102) ,把煤負荷提到3.1 kg/s力調節閥(12PV -0128A) ,緩慢提煤粉給料倉( V(13FIC -0101),流速依然控制在6~8 m/s( 13SIC-1205A)的壓力到3.0 MPa,煤粉給料倉壓力調-0101 )進(jìn)行數據采集。按此方法依次做好2*、3"、節(12PV -0128A/B)投自動(dòng),將煤粉給料倉壓力4*粉煤管線(xiàn)的煤循環(huán)測試。煤循環(huán)流程見(jiàn)圖1?？刂破? 12PIC -0127)投壓力控制模式;②投用煤煤粉鎖斗.粉給料倉充氣錐。將煤粉給料倉充氣錐壓差控制2器(12PDIC -0121)設為“自動(dòng)”,設定值為0.4MPa。(4)進(jìn)行煤循環(huán):①打開(kāi)煤粉管線(xiàn)循環(huán)閥煤粉鎖斗I煤粉下料閥(13XV -0113) ,開(kāi)下料閥(13XV -0107),打開(kāi)煤粉HP-N,管線(xiàn)壓力調節閥(13PV -0103)到30% ,然后把煤HENx-煤粉循環(huán)閥粉管線(xiàn)壓力控制器( 13PV -0103 )投壓差控制;②中煤燒嘴控通過(guò)調節煤粉流量調節閥(13FV-0101)和煤粉管線(xiàn)速度調節閥( 13FV -0102) ,使粉煤流速在6~煤粉流量閥煤粉三通閥8 m/s( 13SIC -0101)、粉煤流量在1.2 kg/s( 13FIC圖1煤循環(huán)流程-0101) ;③將煤粉給料倉(V - 1205A)錐體的壓差1-煤粉給料氣;2-煤粉儲倉控制器( 12PdIC -0121 )投“AUTO" ( SP:0.4 MPa) ,2煤循環(huán)測試結果調整充氣錐氮氣流量(12FIC - 0121),使粉煤下料順暢穩定,通過(guò)調節,當粉循環(huán)穩定后,操作人員按型曲線(xiàn)轉換成根據煤徹:YH中國煤化工歸,將開(kāi)車(chē)典下煤循環(huán)數據采集模塊“開(kāi)始”按鈕,進(jìn)行連續CN M H G“燒嘴線(xiàn)性回30min內的數據采集記錄。歸曲線(xiàn)見(jiàn)圖2,煤流量校正曲線(xiàn)數據匯總見(jiàn)表1。第2期張要旗等淺論殼牌煤氣化煤粉循環(huán)●23表1煤流校正曲線(xiàn)數據匯總壓閥( 12PV -0128B/0228B)應處于關(guān)閉狀態(tài)(放空氣化爐壓力氣化爐負荷煤粉給料倉(V1205) 時(shí)間Q會(huì )把大量的粉煤帶走,產(chǎn)生較大誤差)。/MPa/kg.s-'壓力/MPa/min /kg.g-' /kg.s-'(2)當粉煤循環(huán)經(jīng)過(guò)2次后,應取樣分析粒度。0.8 1. 2(40% )3.01.181.09如果粒度過(guò)細,對測試會(huì )造成較大的偏差,應及時(shí).6 1.8(50% )3.1.821.7排走。一般情況下粉煤只能做2 ~3次循環(huán)。2.5 2.3(60%)4.:0 2.382.20(3);煤循環(huán)期間,為了使煤循環(huán)穩定,煤粉給料2.5 2.9(75%)4.2.95倉(V - 1205 )料位需保證在≥30%。3. 1(80% )4.83.553.1(4)煤循環(huán)期間,若采集數據時(shí)間段內煤粉管注:①表1為1燒嘴數據;②Q,為累計量平均值( 13FQ0101),0為煤粉儲倉線(xiàn)波動(dòng)較大時(shí),必須重新開(kāi)始此處數據的采集。增加值( 12W10101)。(5)停煤循環(huán)時(shí),要求先關(guān)下料閥(13VX -0107),把煤粉流量調節閥(13FV - 0101)開(kāi)到3.5「y-0.848x+0.143100% ,用氮氣把粉煤管線(xiàn)吹掃干凈。.5-(6)煤循環(huán)測試過(guò)程中,要注意安全,現場(chǎng)配備消防器材,嚴禁煙火,同時(shí)安排人員巡檢,發(fā)現問(wèn)題1.5 t及時(shí)匯報和處理。4結語(yǔ)殼牌煤氣化中,煤粉循環(huán)對于煤粉管線(xiàn)的穩圖21'燒嘴線(xiàn)性回歸曲線(xiàn)定、氣化爐的穩定操作至關(guān)重要。越南寧平化肥項圖2中縱坐標為煤粉儲倉增加量,橫坐標為累目中對煤粉管線(xiàn)的施工、管理、運行做到高標準嚴積量平均值,得到直線(xiàn)Q =0. 848Qv +0. 143。要求,此次粉煤循環(huán)時(shí)間短、精度高,達到了技術(shù)要煤粉循環(huán)與流量標定工作僅用10天,達到2σ求,為裝置的長(cháng)周期穩定運行打下了良好基礎。<2.5%的穩定性要求和誤差小于5%的精度,達到參考文獻:了技術(shù)要求。[1]吳迎. sell煤氣化技術(shù)[J].化工科技市場(chǎng)2006(5):33 -34.[2]邱晉剛.粉煤氣力輸送在殼牌煤氣化中的應用[J].氮肥技術(shù)，3煤循環(huán)過(guò)程注 意事項2008(5):14-17.(1)在測試采集數據期間,煤粉儲倉(V1201)[3]陳二孩，岑濤,馬江濤，等,試論shell 煤氣化裝置煤粉管線(xiàn)的穩定性[J].化肥設計,2009(10) :26 -28.到煤粉鎖斗(V1204 )不允許放煤。煤粉給料倉調收稿日期: 2013-01-07(上接第20頁(yè))表1 純氧換熱式轉化工藝生產(chǎn)運行部分數據(東套)6結語(yǔ)序號項目運行數據人氧加熱爐氧氣流量/m’.h-'5 4082001年投產(chǎn)的由成達工程公司設計的2x8萬(wàn)人氧加熱爐蒸汽流量/kg' .h"'2 894Va天然氣換熱式轉化制合成氨裝置是由3萬(wàn)Va氧加熱爐燃料氣流量/m3.h-15的生產(chǎn)裝置放大而成的,是當時(shí)采用國內技術(shù)最大天然氣加熱爐燃料氣量/m3.h-110人天然氣加熱爐天然氣流量/m' .h-111 493的單系列生產(chǎn)裝置。經(jīng)過(guò)十多年的生產(chǎn)運行考驗人天然加熱爐蒸汽流量/m' .h-'24 913和逐步完善,2012年實(shí)際生產(chǎn)合成氨25.5萬(wàn)Va,汽包出口蒸汽流量/m'●h-11087噸氨耗天然氣825 m' ,噸氨綜合能耗1158 kg標煤,天然氣配氫量/m’.h-'3S0氧氣加熱爐爐膛溫度/C616運行指標全面超過(guò)了設計值。隨著(zhù)這套生產(chǎn)工藝1天然氣加熱爐爐膛溫度/C62的成功運行,后來(lái)已發(fā)展成單系列年產(chǎn)合成氨15萬(wàn)氧化錳脫硫槽出口溫度/C353噸、20萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力。一段轉化爐也從單- -的中12氧化鋅脫硫槽出口溫度/C349人一段爐混合氣溫度/C479心管式發(fā)展到多中心管式結構為國內天然氣兩段人二段爐轉化氣溫度/心717蒸汽轉化裝Y中國煤化工造提供了技1s人二段爐氧-蒸汽溫度/C術(shù)支撐。MHCNMH G16二段爐觸媒 上層溫度/C105收稿日期: 2013-03-18