Shell煤氣化裝置激冷流程綜述 Shell煤氣化裝置激冷流程綜述

Shell煤氣化裝置激冷流程綜述

  • 期刊名字:廣州化工
  • 文件大?。?71kb
  • 論文作者:蘇志強
  • 作者單位:河南龍宇煤化工有限公司
  • 更新時(shí)間:2020-07-12
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論文簡(jiǎn)介

●264.廣州化工2010年38卷第8期Shell煤氣化裝置激冷流程綜述蘇志強(河南龍宇煤化工有限公司,河南永城476600)摘要:闡述Shell煤氣化工藝中粗煤氣激冷流程,激冷氣的作用,激冷氣流程主要設備激冷氣壓縮機及啟動(dòng)步驟進(jìn)行簡(jiǎn)介,Shell氣化爐運行過(guò)程中實(shí)際遇到問(wèn)題的淺析。關(guān)鍵詞:Shell煤氣化;合成氣激冷氣;激冷氣壓縮機;合成氣冷卻器Chilling Process of Shell Coal GasificationSU Zhi - qiang( Henan Long Yu Coal Chemical Co. , Ltd. ,Henan Yongcheng 476600 , China)Abstract: Shell coal gasification process was described, from the cnude gas chilling process , role of air shock , shockinduced air - conditioning equipment, air - conditioning compressor main process, and start the steps introduction. Theproblems occurred in the Shell gasifier operation were analyzed.Key words: Shell coal gaifcation; cilling synthesis gas; chlling synthesis gas compressor; synthesis gas cooler目前,我國煤化工行業(yè)迅速發(fā)展,Shell煤氣化工藝以其能源-些酸性氣體也會(huì )在濕洗過(guò)程中除去,并降低了合成氣的溫度,利用效率高得到了廣泛的應用。流程復雜和先進(jìn)控制系統Shell使其降低到 168C左右。合成氣通過(guò)C- 1601洗滌,經(jīng)過(guò)C-煤氣化技術(shù)和國內現有運行成熟的德士古、魯奇.固定床氣化技1601頂部除沫器后.分成兩股,一股去下游甲醇變換工段,一股術(shù)相比,在實(shí)際運行過(guò)程中遇到了很多制約穩定長(cháng)周期運行的與干法除灰系統來(lái)的部分合成氣混合后去冷激氣壓縮機。問(wèn)題。這些問(wèn)題有:合成冷卻器積灰嚴重合成氣激冷氣流量不1.2 激冷合成氣的流程及作用足合成氣管線(xiàn)腐蝕嚴重等。本文以作者所在公司50萬(wàn)噸甲醇1.2.1激冷合成氣的流程裝置為例,系統介紹Shell氣化工藝的合成氣激冷流程及激冷流來(lái)自濕洗系統和干法除灰系統的合成氣通過(guò)13PD10076和程目前存在問(wèn)題,并對Shell裝置長(cháng)周期穩定運行的影響進(jìn)行淺13T10020實(shí)現合成氣溫度控制使壓縮機進(jìn)口合成氣溫度達到析。200C ,通過(guò)V1310氣液分離器和壓縮機過(guò)濾器S1307, 經(jīng)壓縮機1 Shell 煤氣化流程簡(jiǎn)述后合成氣溫度控制在210C合成氣由13FV0008 控制流量,在氣化爐頂部把剛反應生成的熱合成氣激冷至900C以固化和冷卻1.1 概述夾雜的液態(tài)飛灰顆粒,再通過(guò)膜式壁結構的激冷管,輸氣管和合Shell 煤氣化屬氣流床( entrained bed)氣化、煤粉、氧氣及蒸成氣冷卻器進(jìn)-一步冷卻,在合成器冷卻器出口處合成氣溫度達汽在加壓條件下并流進(jìn)入氣化爐內,在極為短暫的時(shí)間內完成到340% ,流程見(jiàn)圖1。升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉化等一系列物理和化學(xué)過(guò)程"。Shell 煤氣化技術(shù)原料為干煤粉.用氮氣或二氧化碳將煤↓自干琺除灰系統去合成氣冷卻器粉送到氣化妒,經(jīng)過(guò)高溫加壓反應生成合成氣即-氧化碳和氫1013X003E1302)的混合物。合成氣可以用來(lái)生產(chǎn)合成氨或甲醇。氣化設備由氣合成氣去后工序...34PV0008化爐,輸氣管和合成氣冷卻器組成21。經(jīng)過(guò)加壓的煤粉,氧和蒸↓中 I7V020E1301汽通過(guò)氣化爐殼體上四個(gè)水平對稱(chēng)布置煤燒嘴進(jìn)入到氣化爐,-hd 16PV0076在壓力為3.5~4. 0MPa,溫度為1400 ~ 1600C的條件下在膜E1320式璧內轉化成合成氣。在氣化爐頂部排出的熱合成氣通過(guò)再循4.S1307K1301環(huán)的無(wú)固體冷合成氣流繳冷,在合成器冷卻器出口處溫度達到V13103XV0035S 13XV0036340C。合成氣冷卻器出來(lái)的煤氣進(jìn)行除灰凈化的工藝過(guò)程過(guò)C1601濾后飛灰含量控制在20mg/Nm'以下干凈的合成氣離開(kāi)飛灰過(guò)中國煤化工濾器后分成兩股,-股去下游濕洗系統,一股去冷激氣壓縮機。從干法除灰系統來(lái)的合成氣進(jìn)人合成氣洗滌系統,-方面除去YHCNMHG合成氣中的細灰,使其降低到1mg/Nm'以下,另一方面合成氣中作者簡(jiǎn)介:蘇志強,河南龍字煤化工有限公司氣化廠(chǎng)。E - mail:panshi1960@ sina. com2010年38卷第8期廠(chǎng)州化工1.2.2激冷合成氣的作用壓差I(lǐng)3PD10073急劇升高的主要原因。在濕洗和干法除灰后,按溫度控制比例抽取煤氣,混合后的1.4 激冷合成氣流程中主要設備200C煤氣,經(jīng)激冷氣壓縮機加壓后送至氣化爐激冷段,與從氣1.4.1激冷 合成氣壓縮機簡(jiǎn)介化反應室出來(lái)的1600左右的高溫煤氣充分混合,將其溫度迅電機帶動(dòng)壓縮機主軸葉輪轉動(dòng),氣體進(jìn)人離心式壓縮機的速激冷至900C以下。煤氣經(jīng)歆冷后,氣相中的液態(tài)渣全部以干葉輪后,在葉輪葉片的作用下,一邊跟著(zhù)葉輪作高速旋轉,一邊灰或固體顆粒存在,從而具備了進(jìn)行間壁式換熱的條件田。在旋轉離心力的作用下向葉輪出口流動(dòng),并受到葉輪的擴壓作1.3激冷合成氣流程 中相關(guān)的控制及問(wèn)題用,其壓力能和動(dòng)能均得到提高,在葉輪和擴壓器的流道內,利1.3.1激冷 合成氣流量控制器13FIC -0008用離心升壓作用和降速擴壓作用,將機械能轉換為氣體壓力能徽冷合成氣流量控制器13FIC - 008采用的是分程控制,分的。為兩個(gè)不同的量程:激冷氣壓縮機為單級懸臂離心式機組,主要由變頻調速電(1)在氣化爐剛開(kāi)車(chē)時(shí),當氣化爐壓力達到0.6MPa時(shí),啟機、增速箱.軸承箱.機殼、葉輪以及潤滑油系統和干氣密封系統動(dòng)壓縮機,當氣化爐煤燒嘴點(diǎn)燃后,通過(guò)調節13FV0008的開(kāi)度組成。壓縮機跳車(chē)保護系統包括軸振動(dòng)、軸位移、各測溫點(diǎn)超溫來(lái)調節粗煤氣的激冷量,隨著(zhù)氣化爐負荷的慢慢升高,當氣化爐跳車(chē)聯(lián)鎖組成。壓縮機控制系統由速度控制和速度控制組成,負荷達到65%時(shí),將13F008閥門(mén)全開(kāi)。壓縮機啟動(dòng)步驟見(jiàn)圖2。(2)當氣化爐負荷繼續上升時(shí),此時(shí)激冷合成氣將通過(guò)調[啟動(dòng)油系統節激冷氣壓縮機的變頻調速來(lái)控制粗煤氣的激冷量,當負荷達醫縮機啟動(dòng)前檢便到100%時(shí),此時(shí),壓縮機的轉速應該在設計范圍內的最高值。(3)上述控制實(shí)現激冷合成氣的激冷比控制.激冷比是激冷合成氣激冷效果性能的指標,激冷比越高,合成氣激冷效果越-{油系統各項檢查}好1.3.2激冷合成氣溫度控制控制和聯(lián)鎖系統[現場(chǎng)各項通過(guò)壓縮機進(jìn)口溫度131000實(shí)際值和控制器溫度設定值系統檢查|L啟動(dòng)條件檢查.的偏差來(lái)對13TV0020實(shí)現開(kāi)關(guān)調節。當壓縮機進(jìn)口溫度實(shí)際值低于設定溫度時(shí),溫度控制閥13TV0020開(kāi)度加大,來(lái)自干法{各項檢責正盤(pán)除灰系統合成氣流量增大,從而實(shí)現對壓縮機進(jìn)口溫度的控制。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于來(lái)自千法除灰系統的合成氣量較小,所以,按小縮機白辦按鋼當13TV0020閥門(mén)全開(kāi)時(shí),有可能13T10020也達不到設計要求,我們將通過(guò)以下13PD10076的壓差來(lái)控制。一匹縮機控制系統調節1.3.3來(lái)自濕洗系統合成氣流斌控制通過(guò)13PD10076壓差(閥門(mén)13T10020前后壓差值)實(shí)際值和迷度控制的調同[喘振控制的調節控制器壓差設定值的偏差來(lái)對16PV0076實(shí)現開(kāi)關(guān)調節。當壓縮機正常運行13T10020溫度低于設定值時(shí),通過(guò)設定13PF10076的壓差來(lái)使13T10020溫度達到設定值,將13PD10076壓差設定值高于實(shí)際各項運行檢查和記錄壓差時(shí),此時(shí),壓差控制閥16PV0076開(kāi)度會(huì )慢慢減小,來(lái)自濕洗系統合成氣流址減少,從而進(jìn)一步的實(shí)現對壓縮機進(jìn)口溫度的圖2 壓縮機啟動(dòng)步驟控制。1.3.4激冷氣壓縮機在生產(chǎn) 過(guò)程中遇到的問(wèn)題1.4.2壓縮機的喘振防護在生產(chǎn)過(guò)程中,激冷氣壓縮機遇到過(guò)壓縮機振動(dòng)值高、油壓(1)激冷氣壓縮機防喘振控制器13FFICA - 0011通過(guò)壓縮過(guò)低等導致澈冷氣壓縮機跳車(chē)。機運行狀態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)人喘振區域,通過(guò)打開(kāi)適當開(kāi)度防喘振閥2008年4月試車(chē)階段,壓縮機的振動(dòng)值13VEX0691.2達到13FV0011控制壓縮機喘振。120μum 導致激冷氣壓縮機跳車(chē),停車(chē)后,將激冷氣壓縮機進(jìn)口渦(2)在啟動(dòng)壓縮機喘振控制器沒(méi)有投自動(dòng)之前,手動(dòng)控制與輪處拆開(kāi),分析原因是因為壓縮機進(jìn)口溫度13T10020未達到設自動(dòng)控制切換要做到穩定過(guò)渡,始終使壓縮機工作點(diǎn)遠離喘振定值200C ,導致壓縮機葉輪粘灰,造成激冷氣壓縮機跳車(chē)。區域的同時(shí)實(shí)現切換。2008年9月試車(chē)階段,激冷氣壓縮機的油壓( 13PT10646. 1)(3)在氣化爐系統升壓和壓縮機提速過(guò)程中,密切注意壓縮低于跳車(chē)值(100kPa)導致激冷氣壓縮機跳車(chē),分析原因是因為機運行狀態(tài)所處的工作點(diǎn)在喘振區域圖的位置,根據實(shí)際運行儀表故障導致13PDT0646. 1不顯示,造成此次激冷氣壓縮機跳情況調節始終使壓縮機工作點(diǎn)遠離喘振區域。車(chē)2009年4月正常運行階段,激冷氣壓縮機的進(jìn)口過(guò)濾器.2影響 Shell氣化裝置長(cháng)周期穩定運行問(wèn)題淺析(13PDI0073)壓差達到150kPa,導致粗煤氣激冷紺降低氣化裝置Shell氣化爐開(kāi)車(chē)后在負荷100%工況相對穩定情況下,以運行不穩定,被迫手動(dòng)停車(chē),分析原因是因為來(lái)自濕洗系統的合氣化爐中國煤化工3。成氣中帶有少量的水蒸氣且13710020未達到設定值200C ,造成壓縮機進(jìn)口管線(xiàn)氯離子腐蝕,是微冷氣壓縮機進(jìn)口過(guò)濾器HCNMHG●266●廣州化工2010年38卷第8期表3氣化爐負荷100%參數表運行時(shí)間氣化爐激冷合成壓縮機.合成氣合成氣冷卻器壓縮機進(jìn)口過(guò)熱蒸汽合成氣冷 卻器壓縮機氣流量人口溫度 入口溫度 出口溫度過(guò)濾器壓差溫度過(guò)熱段壓差振值激冷比.負荷/( Nm?/h)/9/kPa/心C/μm運行24h 100%195044200689324233378.66828.1.15運行28h 100%1886436813510. 121.07運行32h100%18566419688133012.22381.06運行36h 100%1824356922212.98t31.04運行40h 100%18054218869528131818.11521.01在Shell氣化爐負荷100%時(shí),合成氣激冷比偏低的后果,導參數結果,進(jìn)行對比和計算,重新評估激冷合成氣壓縮機設計能致合成氣冷卻器人口溫度漲。同時(shí),不能有效將合成氣中的飛力是否偏小。對壓縮機進(jìn)出口管線(xiàn)氯離子腐蝕進(jìn)行分析,重新灰顆粒冷卻,合成氣中夾帶飛灰以高黏結性狀態(tài)進(jìn)入合成氣冷進(jìn)行管道材質(zhì)選型。在實(shí)際運行過(guò)程中不是所有的煤種都適于卻器,造成合成氣冷卻器積灰嚴重。.Shell氣化爐,我公司經(jīng)過(guò)一-年多的配煤試燒后,在配煤方案上如果加大壓縮機進(jìn)口來(lái)自濕洗系統的合成氣流量,壓縮機有了長(cháng)足的進(jìn)展。隨著(zhù)對配煤方案不斷探索一定能找出了灰熔進(jìn)口溫度13T10020低于2009,壓縮機進(jìn)出口管線(xiàn)氯離子腐蝕點(diǎn)適合、活性好、灰分含量不高、飛灰黏結性較低適于Shell氣化加劇,大大減小了管道的使用壽命。更為嚴重的是存在了不安的最佳配煤方案 ,保證Shell氣化爐長(cháng)周期安全穩定運行。全隱患,氯離子腐蝕過(guò)的管道會(huì )隨時(shí)出現合成氣泄露事故。同時(shí),壓縮機入口過(guò)濾器S1307的壓差增長(cháng),也使壓縮機工況惡化參考文獻振值加大,(嚴重時(shí)壓縮機振值超過(guò)120μm跳車(chē),聯(lián)鎖氣化爐跳[1] 鄭振安 Shell 煤氣化技術(shù)(SCP)的待點(diǎn)[J].煤化.2003,31車(chē))激冷合成氣的流量會(huì )進(jìn)一一步降低。(2):7-11.[2]汪壽建. 殼牌煤氣化關(guān)鍵設備設計探討[J].大氮肥,2003 ,26(5):3結語(yǔ)304.Shell煤氣化工藝中激冷合成氣流量是至關(guān)重要的,直接影3] 李斌.淺析SHELL煤氣化裝置的設備配置[J].氨肥技術(shù),2007,28(2):7-10.響氣化爐工況的穩定。另外,根據Shell氣化裝置多次運行后的(上樓第256頁(yè))4結論1] 鄭振安. Shell煤氣化技術(shù)( SCGP)的特點(diǎn)[J].煤化工,2003(2):7Shell粉煤氣化工藝雖然現階段擁有較廣泛的應用,但是它[2]吳楓,閻承信. 關(guān)于Shell 氣化法原料用煤的探討[J].大氮肥,并不是一-種十全十美的煤氣化技術(shù),它同樣存在者許多現實(shí)的2002 ,25(5) :313-317.運行問(wèn)題。這些問(wèn)題的存在不僅影響了Shell 粉煤氣化裝置的3] 項愛(ài)娟.煤成分對Shell煤氣化工藝的影響[J].化肥工業(yè),006,33長(cháng)周期連續穩定運行,而且也嚴重制約了Shell粉煤氣化裝置的(6):6-8. .整體運行經(jīng)濟性,因此必須要采取措施來(lái)解決這些業(yè)已發(fā)現或[4] 陳家仁. 加壓氣流床煤氣化工藝的發(fā)展現狀及存在問(wèn)題[J].煤化存在的運行問(wèn)題。通過(guò)國內眾多Shell粉煤氣化裝置的實(shí)踐摸工,00634(6):3.索以及經(jīng)驗積累,我們有理由相信, Shell粉煤氣化工藝必將越來(lái)5] 唐宏青. Shell煤氣化工藝的評述和改進(jìn)意見(jiàn)[J].煤化工,2005 ,33越成熟,Shell粉煤氣化裝置的長(cháng)周期連續穩定運行也一定可以(6):9-14.順利實(shí)現。[6]路文學(xué) ,張峰,付勇,等.煤粉加壓氣化技術(shù)及在潔凈煤領(lǐng)域的應用前景[J]化工科技市場(chǎng),2005(6):24 -28.中國煤化工MYHCNMHG

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