水煤漿氣化爐激冷環(huán)運行分析及結構改進(jìn)

2008年10月大氛膽Oct. 2008第31卷第5期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.3I No.5水煤漿氣化爐激冷環(huán)運行分析及結構改進(jìn)陶志遠張克鋒(山東華魯恒升化工股份有限公司,山東德州,253024)摘要激冷環(huán)是大氮肥裝 置水煤漿氣化爐的關(guān)鍵部件,直接影響氣化爐的穩定運行。通過(guò)分析自身結構存在的問(wèn)題,合理改進(jìn)布水孔數量和方向,同時(shí)將半圓環(huán)管改成整體鍛件,既便于清洗又保證水膜均勻，提高了激冷環(huán)的運行周期。關(guān)鍵詞氣化爐激冷環(huán)環(huán)隙水膜1概述部分汽化，使合成氣的溫度急劇降低并增濕;出口國內首套以煤為原料的大型氮肥國產(chǎn)化裝氣體中的水汽與激冷水達到相平衡;②激冷水要置,于2004年底在山東華魯恒升化工股份有限公保持足夠水量,這樣水膜內雖然不斷有水蒸發(fā),但司建成投產(chǎn),標志著(zhù)我國已經(jīng)具備設計制造有自水膜依然存在,且均勻分布在下降管的內壁面,因主知識產(chǎn)權的先進(jìn)成套設備、建設大型氮肥生產(chǎn)此水膜的溫度保持不變,達到保護下降管免受高裝置的能力。對促進(jìn)氮肥行業(yè)原料結構調整和中溫熱應力破壞的目的。激冷水的作用是洗滌冷卻小化肥企業(yè)技術(shù)改造,降低能耗,保護環(huán)境,提高介質(zhì)保護激冷環(huán)和下降管,使其免受高溫損壞。行業(yè)技術(shù)與裝備水平,帶動(dòng)和促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)進(jìn)入激冷室的粗合成氣溫度為1320C ,條件展具有重要意義。極為苛刻。激冷環(huán)處于13209的高溫工藝氣與水煤漿加壓氣化工藝是大氮肥的核心技術(shù)，220C的循環(huán)黑水之中,循環(huán)黑水經(jīng)激冷水分布氣化爐則是氣化單元的核心設備,而激冷環(huán)是氣環(huán)分布后,沿下降管內壁膜狀下行，強化管內的傳化爐的核心部件,其運行狀況直接影響到氣化爐熱和傳質(zhì)。而激冷環(huán)內部的水受熱氣化,不斷地乃至整套大氮肥裝置的穩定運行。從2004年底，產(chǎn)生氣泡甚至氣膜,使激冷環(huán)的壁表面時(shí)而與氣山東華魯恒升化工股份有限公司大氮肥開(kāi)車(chē)以相接觸,時(shí)而與水相接觸，傳熱冷卻情況時(shí)好時(shí)來(lái),一直在探索提高氣化爐的運行周期,根據實(shí)際壞。壁面不斷承受著(zhù)交變的熱應力,容易造成激運行及出現的問(wèn)題,將激冷環(huán)的結構做了部分改冷環(huán)損壞，導致下降管鼓包,鼓包后的下降管容易.動(dòng),積累了--些經(jīng)驗。掛渣,嚴重時(shí)下降管全部堵塞,必須停車(chē)處理。2氣化爐激冷室工藝特點(diǎn)3原始開(kāi)車(chē) 時(shí)的結構從燃燒室出來(lái)的工藝氣體夾帶燃燒后的灰激冷環(huán)原始開(kāi)車(chē)時(shí)結構見(jiàn)圖1,主要由半圓渣,經(jīng)過(guò)激冷環(huán)和下降管,被激冷水降溫洗滌除環(huán)管和激冷水室組成,激冷水從總管進(jìn)人激冷水渣。然后通過(guò)水封由上升管與下降管之間的通道室,然后經(jīng)噴水孔流經(jīng)半圓環(huán)管,從半圓環(huán)管與下到達托磚錐體后出氣化爐。降簡(jiǎn)之間的間隙(以下稱(chēng)環(huán)隙)流下。激冷環(huán)進(jìn)水工藝流體的流動(dòng)特點(diǎn):熱量在傳遞過(guò)程中工孔為36個(gè)φ15mm的小孔,清洗孔為12個(gè)藝氣的成分也在發(fā)生變化,二者相互影晌,相互制中國煤化:工0080928約,實(shí)現粗合成氣的洗滌(除渣)、冷卻(熱量回收)和增濕過(guò)程。①高溫的合成氣通過(guò)輻射和對流將YHC N M H G石油大學(xué)(華東)機械系化機專(zhuān)業(yè),現為華普但升化L股份有限公司壓力容器工程師。聯(lián)熱量傳給下降管內壁的激冷水膜,使水膜內的水系電話(huà):0534-2465141;E-mail; todly@ hl-hengheng. com。第5期陶志遠等.水煤漿氣化爐激冷環(huán)運行分析及結構改進(jìn)32319.05 mm的管螺紋孔,噴水孔為50個(gè)$48 mm的小該形式激冷環(huán)在2004年底投用至2005年孔,半圓環(huán)管是由中94mmx11mm的無(wú)縫管煨圓底,3臺氣化爐共消耗激冷環(huán)7套,不但浪費了大后刨開(kāi)制成,激冷水室則是由整體鍛件加工而成。量的備件資金,還嚴重影響了生產(chǎn)的穩定運行。半國環(huán)管選水孔 邀冷水室 請洗孔4首次改進(jìn) 后的結構改造后的激冷環(huán)見(jiàn)圖2,主要由3部分組成:激冷水室、半圓環(huán)管和底板。激冷水室還是由整體鍛件加工而成,半圓環(huán)管也是由鍛件加工而成,進(jìn)水孔噴水孔、清洗孔底板也是整體鍛件。進(jìn)水孔為24個(gè)中18mm的孔,其流通面積與36個(gè)中15mm孔相同。清洗孔為24個(gè)19.05mm的管螺紋孔,這樣清洗孔和進(jìn)水孔匹配,一-對應。每運行1個(gè)周期后,就可以將進(jìn)水孔內的灰垢沖洗干凈。進(jìn)水孔的進(jìn)水方向由正對激冷環(huán)中心改為20°切向進(jìn)水,這樣減少了激冷水對半圓環(huán)管的沖刷，也使得激冷水在半圓圖1原始開(kāi)車(chē)時(shí) 激冷環(huán)結構環(huán)管內旋轉流動(dòng),通過(guò)環(huán)隙后在下降筒內壁上形激冷環(huán)的主要控制尺寸為環(huán)隙，其設計值為成旋轉向下的水膜,更有利于保護下降筒。8mm。加工時(shí),半圓環(huán)管由無(wú)縫管煨制完成后,刨半圓環(huán)臂進(jìn)水孔邀冷水室請洗孔成兩半,取內部-一半。在與激冷水室組裝時(shí),因激冷水室內有一凸出的圓形臺階,必須將半圓環(huán)管刨成3半才能與激冷水室組對在--起,然后再與激冷水室組焊。半圓環(huán)管經(jīng)過(guò)2次刨割和1次焊接,在這個(gè)過(guò)程中有很大的熱應力作用于半圓環(huán)底板管上,導致半圓環(huán)管本身有很大的熱變形,再加上下降筒本身有一定的橢圓度,因此激冷環(huán)環(huán)隙很難保證均勻,最大間隙達到11mm。導致激冷環(huán)布水不均勻,下降簡(jiǎn)內壁上的水膜厚度差別太大，嚴重的部位可能造成千區,無(wú)法保護下降簡(jiǎn)。激冷水為循環(huán)過(guò)濾的灰水,灰水中含灰量和鈣鎂離子量都很大,在流經(jīng)進(jìn)水孔(36個(gè)$15mm的小孔)時(shí)容易因結垢而堵塞,造成布水不均;激圖2首次改進(jìn)后激冷環(huán)結構冷水從進(jìn)水孔流向半圓環(huán)管時(shí)直沖半圓環(huán)管,對去掉50個(gè)中8mm的斜向下噴水小孔，可增加環(huán)管內壁造成嚴重的沖刷腐蝕。流往下降筒內壁的激冷水量,避免爐渣被激冷水半圓環(huán)管上50個(gè)φ8mm的斜向下噴水小孔，淬冷后,降低流動(dòng)性而在下降筒內壁上掛渣。分散了通過(guò)環(huán)隙去下降筒內壁形成水膜的水量,半圓環(huán)管由原來(lái)的無(wú)縫管煨制改為整體鍛同時(shí)這些激冷水很容易使爐渣在下降筒上部就被件,由原來(lái)的一體結構改加底板,這樣在組對時(shí)不淬冷,降低爐渣的流動(dòng)性而在下降筒內壁上掛渣，用刨成3半,可以整體套人,減少了熱變形,更有影響水膜對下降簡(jiǎn)的保護。利于保證環(huán)隙的均勻。激冷環(huán)的這種結構也不便于清洗,清洗孔為改進(jìn)后的激冷環(huán)于2006年1月投用至今一12個(gè)19.05 mm的管螺紋孔,與進(jìn)水孔不匹配,進(jìn)直運行良好,證明改造是成功的。水孔為36個(gè)中15mm的小孔。高壓水槍從清洗孔中國煤化工沖洗時(shí),只能清洗對應的進(jìn)水孔，相鄰的進(jìn)水孔清50HCNMHG洗不到或不徹底。改進(jìn)后的微冷壞運行效果雖然良好,但也有324大氛肥2008年第31卷其不合理的方面。半圓環(huán)管由整體的方形鍛件加的方形環(huán)管由3部分組成:上環(huán)板、中環(huán)板和下環(huán)工成半圓形狀,材料的利用率很低。該材料為耐板。3個(gè)環(huán)板在加工時(shí)分別由鍛件加工而成，然商溫特種合金Incoloy825,價(jià)格相當高，造成很大后在激冷水室.上組焊,焊接完畢后車(chē)平焊縫表面,的浪費。針對這種情況,又對激冷環(huán)的結構做了以達到設計要求的加工精度。下環(huán)板在加工前可部分調整,二次改進(jìn)后結構如圖3。以根據下降筒的橢圓度偏差加工外圓,以使環(huán)隙方形環(huán)管，進(jìn)水孔邀冷水室請洗孔的偏差控制在最小的范圍內。改進(jìn)后材料的利用率提高,大大降低了激冷環(huán)的生產(chǎn)成本,減少了備件費用。6結語(yǔ)通過(guò)首次對激冷環(huán)結構的改進(jìn),使得激冷環(huán).在布水、清洗方面比原始開(kāi)車(chē)時(shí)的結構有所改善,運行周期延長(cháng)到1a以上。但由于特定的結構,造成激冷環(huán)制做成本較高。二次改進(jìn)后的激冷環(huán)結構更加完善,在保證布水效果和清洗方便的基礎上,降低了加工成本。圖3二次改進(jìn)后的激冷環(huán)結構經(jīng)過(guò)近2a的運行,進(jìn)爐檢查激冷環(huán)表面良好,沒(méi)二次改進(jìn)后的激冷環(huán)與首次改進(jìn)的激冷環(huán)相有裂紋等缺陷,從而驗證二次改進(jìn)后的激冷環(huán)結比只是將原來(lái)的半圓環(huán)管改為方形環(huán)管,改造后構是比較合理的。OPERATION ANALYSIS AND STRUCTURE IMPROVEMENT OFQUENCHING RING OF COAL-WATER SLURRY GASIFTERTao Zhiyuan and Zhang Kefeng( Shangdong Hualu- Hengsheng Chemical Co., Lid., Dezhou ,253024)Abstract Quenching ring is a key spare part of coal-water slury. gasifier in large nitrogenousfertilizer plant, which can directly affect the stable operation of the gasifier. Through analysis of theproblems existed in the quenching ring structure at the original startup, the number and direction ofwater distribution holes were improved reasonably, semi-circular rings were embodied into one forg-ng, which is easy to clean and ensures uniform water film, thus improves the operating period of 'quenching ring. The processing cost is relatively high when semi-circular rings are embodied into oneforging, then the semi-circular rings were modified into rectangular ring, which is jointed with steelplates，which both ensures the ring cleft and decreases processing cost .Key words : gasifier, quenching ring, ring cleft, water film九江石化應用電機變頻調速節能降耗中國石油化工股份有限公司九江石化分公司為了降低電氣設備的能耗和故障率,應用和推廣電機變頻調速節能高新技術(shù),有計劃地組織對重要生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵電氣設備變頻調速進(jìn)行系統優(yōu)化配置和完善。幾年來(lái),引進(jìn)東芝、富士、西門(mén)子、三菱、ABB等各種型號的進(jìn)口變頻器,在煉油、化工、化肥等生產(chǎn)裝置廣泛應用,取得了明顯的節能效果,提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益.推進(jìn)了企業(yè)節能降耗、降本增效和可持續發(fā)展。據不完全統計,目前九江石化分公司已投人運行的變頻調速器中國煤化工MW。若按每臺設備節電率30%計算,則每年至少可節約電能39xlofkw.h,每年僅節約:YHCN M H G約設備維修費材料費100多萬(wàn)元。兒江口化心1建女公司電修車(chē)間汪學(xué)峰