Mark-Ⅳ型魯奇氣化爐的技術(shù)改造

98化工機械2008年Mark-IV型魯奇氣化爐的技術(shù)改造張忠兵*(天脊集團機械廠(chǎng))摘要Mark-IV型魯奇氣化爐在生產(chǎn)過(guò)程中出現了各種問(wèn)題,通過(guò)對布煤系統、排灰系統和冷卻水循.環(huán)系統的改進(jìn),使其達到了設計負荷。關(guān)鍵詞氣化爐 布煤系統 排灰系統改進(jìn)中團分類(lèi)號TQ052. 6文獻標識碼B文章編號0254-6094(2008 )02-0098-04Mark-IV型魯奇氣化爐是一種成熟的爐型,度50 mm,夾套內充鍋爐水冷卻,自產(chǎn)蒸汽并入氣.世界很多地方都在使用,天脊集團(原山西化肥化劑返回爐內,工作中夾套內壓力比爐內高0.05廠(chǎng))于1978年引進(jìn)4臺這樣的氣化爐,用于化氣MPa。王莊貧瘦煤產(chǎn)生合成氨的原料氣。與其他地方的原料相比,天脊集團的煤種反應活性低且有黏結.煤鎖性,這使得天脊集團的氣化爐不僅反應溫度高,而. 汽液分離器且有復雜的攪拌系統,對此,經(jīng)過(guò)改進(jìn),使原來(lái)只.布煤器傳動(dòng)軸適應年輕煤種的氣化爐滿(mǎn)足了生產(chǎn)需要。一煤倉1 Mark-IV 魯奇爐簡(jiǎn)介布煤器傳動(dòng)軸1.1 工藝指標.煤氣出口干燥層二二1煤氣量34 800m'/h(N)干馕層攪拌器.夾奢補充鍋爐水量9vh氣化層.殼體氧氣消耗量6 500m'/h(N)燃燒層:=#:=#==#====;=:=2爐篦汽氧比4.灰層氣化溫度1 100公.爐篦傳動(dòng)軸煤氣出口溫度600C中壓蒸汽與氧氣-灰饋操作壓力3MPa原料粒度5 ~ 50mm碳轉化率98%1.2 結構特點(diǎn)困1魯奇氣化爐結構簡(jiǎn) 困如圖1所示,塊煤通過(guò)煤鎖的充壓卸壓進(jìn)入氣化爐,經(jīng)布煤器分布并經(jīng)攪拌器再分布均勻進(jìn)2簡(jiǎn)化結構類(lèi) 改造入煤層,蒸汽與氧氣從爐底進(jìn)入,與煤反應生成煤2.1取消 部分潤滑油管氣從上部引出爐外,固態(tài)煤渣通過(guò)轉動(dòng)的爐篦排爐篦與布煤系統都在爐內轉動(dòng),各有兩套徑人灰鎖。Mark-IV 型魯奇氣化爐是夾套式容器，向軸中國煤化工'軸承都通過(guò)油爐體總高12. 5m,外徑4.1m,內徑3.8m,殼體厚管進(jìn)MYHCNMHG力、介質(zhì)的共*張忠兵,男,1972年10月生,工程師。山西省路城市,047507。.第35卷第2期化工機械99同作用,潤滑油管很容易破損或堵塞,一般氣化爐水從布煤器出來(lái)后補充到夾套上部的集水槽,補運行不足一個(gè)月,爐內6處軸承就失去潤滑,而油充水溫度較低,要沿著(zhù)夾套下降,而夾套下部水的管的存在又給檢修帶來(lái)極大不便，經(jīng)過(guò)探索逐步溫度高,水要沿著(zhù)夾套.上升,兩股水相互干擾,影取消了爐內的潤滑管線(xiàn)。為了解決取消潤滑后動(dòng)響了冷卻效果。技改后冷卻水從布煤器出來(lái)直接力消耗大的問(wèn)題,把原先的普通軸承改成了自潤進(jìn)入夾套汽水分離器,由管道進(jìn)入到夾套下部?；S承。.b.加大降液管流通面積。原設計氣化爐夾2.2取消 圓角護板套水靠2根φ108mm管自然降液,核算認為降液夾套下段膨脹節之上是加強段,此處覆蓋有管內循環(huán)水流速過(guò)快，壓降過(guò)大，影響了循環(huán)效圓角護板,因為圓角護板不能焊接,它與加強段很果。改進(jìn)后降液管變?yōu)?根φ168mm管,流通面難牢固地聯(lián)接, ,運行中護板一旦脫落必然卡住爐積是原來(lái)的2.5倍,夾套水含汽率大大降低。通篦系統,造成氣化爐停車(chē)。實(shí)際運行中曾多次發(fā)過(guò)對循環(huán)水的改進(jìn),加強了夾套板的冷卻,避免了生這樣的事故。取消圓角護板后,加強段未出現因過(guò)燒而造成的鼓包事故。1997 年改造完成后異常磨損,爐篦破渣也正常。氣化爐再沒(méi)有發(fā)生過(guò)鼓包事故。2.3爐篦大齒輪護圈改造3.2 灰鎖上閥改造爐篦系統由爐內兩個(gè)小齒輪帶動(dòng)大齒輪旋灰鎖上閥在4個(gè)啟閉閥中工況最差, 380轉,從而使整個(gè)爐篦轉動(dòng)達到排灰目的。原設計灰渣沖刷磨損嚴重,密封部位壽命不足一個(gè)月。大齒輪周?chē)幸凰畩A套對大齒輪降溫防磨,在備.改造工作從以下幾方面入手:機狀態(tài)這一部位容易積灰積水,造成水夾套腐蝕a.減少閥頭啟閉次數?；益i原來(lái)有效容積漏水。改造后取消了水夾套,只用單層板保護大是6.4m’,灰鎖擴大后有效容積為9m' ,優(yōu)化操作齒輪,材料由H I變?yōu)?3CrMo44。方法,充分利用灰鎖有效容積,單位煤氣產(chǎn)氣量條2.4螺旋排灰改水力排灰件下灰鎖閥啟閉次數減少了50%?；益i下閥打開(kāi)后,灰渣進(jìn)入灰斗,再進(jìn)入螺旋b.改進(jìn)閥頭閥座的密封形式。原設計閥座輸灰機,由螺旋輸灰機送上皮帶,皮帶送至灰池。密封面為斜口平面,閥頭為線(xiàn)型密封;改進(jìn)后閥座螺旋負荷重、工況差故障頻繁,為解決這一問(wèn)題密封為線(xiàn)型,閥頭密封為球面。曾改造了灰斗與輸灰機,使輸灰機長(cháng)度縮短,但只c. 改進(jìn)閥頭閥座的裝配工藝,使之更好對是情況有好轉,直至輸灰系統改為水力排灰才徹中。底解決了問(wèn)題?；以鼜幕益i中出來(lái)經(jīng)豎灰管靠重d.提高密封面硬度。原設計閥座母材為力排入地溝,然后用水將灰渣直接沖至灰池,極大15Mo3 ,閥頭母材為13CrMo44,過(guò)渡層為不銹鋼，地簡(jiǎn)化了結構,因為沒(méi)有轉動(dòng)部件,所以幾乎不用表面為硬質(zhì)合金,密封面硬度為HRC37 ~52;改維護。輸灰系統改造已有3年,沒(méi)有出現任何故造后密封面材料為碳化鎢合金,它鑲在母材上,硬度平均值為HRC64”?；益i上閥改造后平均壽3延長(cháng)壽命類(lèi)改造命提高了3倍。3.1解決夾 套鼓包問(wèn)題"3.3膨脹冷凝器泄壓管改造氣化爐正常操作時(shí)夾套壓力比爐內高0.05灰鎖泄壓時(shí)蒸汽通人膨脹冷凝器的水中,因MPa,自開(kāi)車(chē)至1996 年共發(fā)生過(guò)9次夾套嚴重鼓為蒸汽中帶有大量灰渣,經(jīng)常造成泄壓管堵塞,使包的事故,每次恢復至少霈要60天時(shí)間,對生產(chǎn)灰鎖不能正常泄壓,輕者減負荷,重者停車(chē)。改進(jìn)影響很大。夾套板材料為20 g,厚度30mm,與殼后泄壓管流通面積增加了4倍,再未發(fā)生泄壓管體的間隙46mm,經(jīng)分析認為夾套鼓包的主要原堵塞的問(wèn)題。因是冷卻不足,過(guò)燒使夾套板珠光體消失逐漸變3.4布煤系統改造為球狀化物,材料強度下降造成夾套失穩。對此中國煤化工均勻進(jìn)入氣化采取了兩項措施:層;bYHC NMH使高達600~a.改進(jìn)了冷卻水的循環(huán)方式。原設計冷卻700C,所以必須有水冷卻。一方面要旋轉, 另一100化工機槭2008年方面要通水冷卻,因此布煤系統結構復雜,很容易襯里,取消了冷卻水,從根本上解決了腐蝕漏水的出現漏水情況。根據漏水原因對布煤系統進(jìn)行了問(wèn)題。在以后的生產(chǎn)中未因此處問(wèn)題而影響負兩方面的改進(jìn):荷。a.通水管道不承受運動(dòng)附加力。在布煤器4.3氣化劑均勻分 布改進(jìn)上安裝了連接結構,使破黏產(chǎn)生的力不被通水管氧氣與蒸汽在爐外匯合,一起進(jìn)入氣化爐,通道承受。過(guò)布氣環(huán)爐篦、灰層進(jìn)入燃燒層,若氣化劑不能b.強化密封效果。布煤系統冷卻水通道結均勻地進(jìn)入燃燒層,則燃燒層可能局部下移或上構復雜、阻力大,任何一處冷卻不好都會(huì )因過(guò)燒而移。燃燒層上移,則煤氣出口溫度高,煤鎖溫度.失效漏水,尤其是中心管與分水器及攪拌罐之間高,甚至出口煤氣中氧含量超標;燃燒層下移,則.的動(dòng)密封。運行中曾多次發(fā)生布煤器焊縫漏水及灰鎖溫度高甚至爐篦燒損。氣化爐的操作控制燃攪拌槳葉整體掉下來(lái)的事故,都是因為冷卻水不燒層位置是關(guān)鍵,控制燃燒層位置要求氣化劑均到位造成的。改進(jìn)針對兩處動(dòng)密封,強化了分水勻進(jìn)入。天脊集團曾多次發(fā)生煤氣溫度、成分不器水進(jìn)中心管,中心管水進(jìn)攪拌器之間的密封,截合格及爐篦燒損事故,究其原因都是氣化劑分布斷了冷卻水的短路通道。改造后布煤系統很少出不均勻造成的。筆者從兩方面對氣化劑分布進(jìn)行現漏水情況。了改進(jìn):4提高負荷類(lèi)改造a.控制氣化劑流向。氣化劑進(jìn)人爐內后本4.1驅動(dòng)方 式改進(jìn)應順著(zhù)導流結構、冷卻支撐體后進(jìn)入穩壓室,再經(jīng)氣化爐內有兩大轉動(dòng)裝置,-為布煤系統,二布氣環(huán)的一次分布進(jìn)人爐篦,但實(shí)際中有一部分為爐篦系統,通過(guò)這兩部分的運動(dòng)實(shí)現煤的均勻氣化劑要走短路,不進(jìn)穩壓室而是直接由進(jìn)氣管分布與排灰。原設計它們的原動(dòng)機都是液壓馬順著(zhù)支撐體縫隙進(jìn)入灰層。改進(jìn)工作就是在各聯(lián)達,馬達帶動(dòng)減速機與齒輪轉動(dòng)使布煤系統與排接部位加密封結構以切斷氣化劑短路,使它按設灰系統工作,這種運動(dòng)方式需要龐大的液壓泵站計方向進(jìn)人燃燒層。產(chǎn)生壓力油以提供動(dòng)力,整個(gè)系統結構復雜,易損b.布氣孔數量改進(jìn)。原設計布氣孔流通總件多,并且液壓油壓力與布煤器的轉速及爐篦的面積較大,且各層布氣孔數量與各層爐篦面積不轉速沒(méi)有簡(jiǎn)單的對應關(guān)系,氣化爐調整負荷時(shí)只對應。改進(jìn)后布氣孔流通總面積縮小,有利于氣能依靠經(jīng)驗改變油壓,對高負荷生產(chǎn)是一種制約。體均布,且各層進(jìn)氣量與分布面積成正比。改進(jìn)改進(jìn)后取消了液壓泵站與馬達,直接用變頻電機后氣化劑能均勻地進(jìn)入燃燒層,負荷變化時(shí)比以帶動(dòng),不僅減少了故障，而且可以方便地控制布煤前容易控制。系統與爐篦系統的轉速,滿(mǎn)足了高負荷生產(chǎn)的需5結束語(yǔ)天脊集團的氣化爐于1987 年投料生產(chǎn),運行4.2洗滌器人口結構改進(jìn)模式為三開(kāi)一備(或修)。投產(chǎn)初由于故障不斷，氣化爐出口煤氣溫度達600C,且含有大量三爐并運率不足80%,單爐平均負荷也只有灰塵,須經(jīng)文丘里洗滌灰塵并降溫后才能進(jìn)入后81% ,嚴重制約著(zhù)后續生產(chǎn)。通過(guò)不斷技改,并運工序,從氣化爐出口到文丘里洗滌器間是工況最率、負荷率年年提高,氣化爐運行逐漸扭轉了被動(dòng)惡劣的地方。原設計此處結構是三通式并通水冷局面。1998年新增第5臺氣化爐,2005年氣化爐卻,在水平管里沒(méi)有往復運動(dòng)的圓盤(pán)形刮刀,用于運行模式變?yōu)樗拈_(kāi)一備(或修), 四爐并運率達到刮掉此處積聚的焦油和煤塵。運行中發(fā)現焦油與了99% ,單爐負荷率達到了設計的110% ,總產(chǎn)氣煤塵在水平管內的積聚并不多,于是取消了刮刀，量達到了原設計的150%。但洗滌水壓力高,飛濺厲害,它與煤氣中H2S共同作用,嚴重腐蝕三通管,造成漏水,一旦出現這中國煤化工種情況氣化爐只能低負荷運行。經(jīng)過(guò)多次探索，1 弗.MYTHC N M H G氣化制氨工藝及氣化爐煤氣出口結構改成了彎頭式,增加了耐火裝置的實(shí)踐與研究.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,000. 91 ~第35卷第2期化工機械101102-1532荊宏堅,王光彪,張振芳.魯奇煤加壓氣化制氨工藝及(收稿8期:007-12-24)裝置的實(shí)踐與研究.北京:化學(xué)工業(yè)出版社2000. 150Retrofits of Mark-V Type Lurgi GasifiersZHANG Zhongbing( Machinery Plant ,Tianji Group, Lucheng, 047507, Shanxi, Chinar )Abstract Some retrofits were made of the coal distribution system , discharging ash system, and cooling watereirculating system of Mark- IV Lurgi gasifers for eliminating the problems occurred in production, and the de-sign load of the gasifiers was realized.Keywords Gasifer, Coal Distribution System , Discharging Ash System, Improvement2008年全國精餾技術(shù)交流與展示大會(huì )征文通知精餾是石油化工、有機化工、精細化工以及制藥等行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最重要的單元之一,是產(chǎn)品分離和提純的重要手段。為提升現有生產(chǎn)技術(shù),促進(jìn)精餾新技術(shù)的應用。中國化工信息中心和中國石油和化工勘察設計協(xié)會(huì )化學(xué)工程設計專(zhuān)業(yè)委員會(huì )執于2008年6月聯(lián)合舉辦“全國精餾技術(shù)交流與展示大會(huì )" ,《現代化工)為本次大會(huì )的承辦單位。面向從事精餾技術(shù)及設備研究、設計、生產(chǎn)和應用的企事業(yè)單位的專(zhuān)家、科技人員、操作人員以及大專(zhuān)院校的師生開(kāi)展論文征集活動(dòng)。被錄用的論文將以《現代化工>(中文核心期刊)增刊形式在會(huì )前正式出版,征稿范圍如下:國內外精餾技術(shù)的理論研究新進(jìn)展;新型精餾塔及塔內件的開(kāi)發(fā)應用;復合精餾技術(shù)及過(guò)程強化;設計軟件和控制軟件在精餾工程設計中的應用;精餾塔的擴能改造和節能改造;精餾裝置及操作;與精餾過(guò)程及精餾設備有關(guān)的其他相關(guān)領(lǐng)域。征稿要求及會(huì )議詳細情況謗參見(jiàn)《現代化工)網(wǎng)站( www. xdhg. com. en)。聯(lián)系地址:北京安外小關(guān)街53號化信大廈B座( 100209)聯(lián)系人:楊璃影電話(huà):010-64444095 6444090投稿信箱: yangry@ cheminfo. gov. cn《化工機械》合訂本消息2007年《化工機械》合訂本每?jì)远▋r(jià)70元。如需郵購,可直接匯款至蘭州西固合水北路3號《化工機械》編輯部(收款人:張來(lái)蒙),郵編:730060。請在附言欄內說(shuō)明書(shū)名及所需冊數。另外,尚有少量1995年(50元)、1996年(50元)、1997年(50元)、1998年(60元)、1999年(60元)、2000年(60元)、2001年(70元)、2002年(70元)、2003年(70元)、2004年(70元)、2005年(70元)及2006年(70元)合訂本,如需購買(mǎi),請按上述地址和匯款方法郵購。地址:蘭州西固合水北路3號 郵 編:7300中國煤化工11073TYHCNM HG