德士古氣化爐廢鍋結渣原因分析與探討

09年8月大氛租.第32卷第4期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVal.32No.4德士古氣化爐廢鍋結渣原因分析與探討黃斌楊建榮(神華寧夏煤業(yè)集團煤炭化學(xué)工業(yè)公司,寧夏銀川,750411)摘要介紹了德士古廢鍋流程及輻射冷卻器內部結構，分析了輻射冷卻器內部結渣的原因，根據實(shí)際運行經(jīng)驗,歸納總結了造成廢鍋結渣的主要影響因素，針對如何解決結渣問(wèn)題提出了相應措施。關(guān)鍵詞德士古氣化爐輻射冷卻器 水冷璧 結渣德士古水煤漿加壓氣化激冷流程應用已比較射冷卻器結構簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。廣泛,而全熱回收的廢鍋流程裝置目前運行較少，粗煤氣和流相對缺乏運行經(jīng)驗。經(jīng)過(guò)- -年多來(lái)的生產(chǎn)運行和渣口‘改造完善,國內唯- -一 套 廢鍋流程裝置在設備、儀表、工藝設計等方面的問(wèn)題已逐步得到解決和完外層水冷壁粗煤氣出口善,但是輻射冷卻器內部結渣問(wèn)題始終存在，嚴重影響氣化爐滿(mǎn)負荷連續穩定運行,是整套裝置內層水冷壁| 粗煤氣折返點(diǎn)高效運行的瓶頸之一。本文將對廢鍋結渣問(wèn)題進(jìn)行分析和探討。1廢鍋流程簡(jiǎn)介 及形成結渣的原因德士古廢鍋流程的氣化爐燃燒室下接輻射冷圖1輻射冷卻器結構卻器和對流冷卻器,兩者之間通過(guò)一條水平走向的水冷輸送管線(xiàn)連接。輻射冷卻器內部是雙層水2影響結渣的因素冷壁設計,從渣口出來(lái)的渣和粗煤氣經(jīng)過(guò)內層水輻射冷卻器內溫度和水冷壁內蒸汽壓力的設冷壁冷卻,凝固的渣落人輻射冷卻器底部水浴中，計值與實(shí)際運行值對比見(jiàn)表1。.而粗煤氣通過(guò)內層水冷壁和外層水冷壁之間的環(huán)表1各設備的設計 與實(shí)際運行參數對比形通道折返向.上流動(dòng)到輻射冷卻器的頂部,再經(jīng)100%負荷80% 負荷80%負荷輸送管線(xiàn)進(jìn)人對流冷卻器進(jìn)-一步冷卻降溫。對流項目(4.5MPa) (4.5MPa)_ (3.8 MPa)下設計值下設計值 下實(shí)際運行值冷卻器冷卻的粗煤氣進(jìn)人洗滌塔洗滌降溫后送入內層水冷壁底部折返點(diǎn)74567839變換工段,落人輻射冷卻器底部水浴中的渣通過(guò)工藝氣溫度/C輻射冷卻器出口工藝氣鎖斗排入渣池,進(jìn)而排出系統。498溫度/C從渣口出來(lái)的熔融態(tài)渣在輻射冷卻器內下降水冷壁內蒸汽壓力/MPa__ 10.010.0的過(guò)程中凝固,由于渣在流出渣口時(shí)會(huì )發(fā)生散射,從表1中可以看出氣化爐80%負荷下各點(diǎn)所以渣在下降的過(guò)程中會(huì )有- - 部分接觸到內層水冷壁。若渣在接觸到內層水冷壁時(shí)已經(jīng)固化,就中國煤化工剪:2009-06-22。C程師，1996年畢業(yè)于寧不會(huì )粘結在水冷壁.上;但當未完全固化的渣接觸夏MYHC N M H G集團烯烴有限公司工藝到水冷壁時(shí)就會(huì )粘結在上面,并逐漸積累,堵塞整-分廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)。聯(lián)系電話(huà): 13323571908; E-mail: huangbinl215 @個(gè)工藝氣及渣的下降通道,致使氣化爐停車(chē)。輻163.com。第4期黃斌等. 德士古氣化爐廢鍋結渣原因分析與探討229工藝氣溫度的實(shí)際值與設計值相差較大,雖然氣數為剛剛改造后的運行參數,同設計方的設計理化爐壓力和爐溫控制有所不同,但充分說(shuō)明內層念-致?？紤]裝置運行后的積灰、結垢問(wèn)題,換熱水冷壁增加后換熱面過(guò)大。效率會(huì )出現逐步下降,氣化爐具體運行參數如表因為該裝置為改造后投運,因此實(shí)際運行參2。表2氣化爐運行參數對比運行時(shí)間/h氣化爐負荷,%氣化爐爐膛溫度/C 輻射冷 卻器出口溫度/C氣化爐 壓力/MPa汽包壓力/MP701293473.58.224761271363647412863573.68.10012483593.6”6.112493743.77.2126036740012534081012404153.412734292.1內部結構的影響氣化爐在運行一段時(shí)間后 ,廢鍋內部必然會(huì )結渣，輻射冷卻器內部設計有兩層水冷壁,在進(jìn)人所以輻射冷卻器內中心通道較小直接導致了內部輻射冷卻器的渣口處安裝有滴水沿，滴水沿能起結渣。而且由于熔渣的沖刷和腐蝕,在運行--段到導流作用,防止渣在出渣口時(shí)發(fā)生散射,減少液時(shí)間后,滴水沿會(huì )出現變形、脫落等現象,無(wú)法起態(tài)渣與水冷壁接觸的幾率，防止輻射冷卻器內部到良好的導向作用,這也導致了水冷壁結渣。結渣。為降低出口工藝氣溫度,在裝置投用前對2.2負荷的影響輻射冷卻器內部進(jìn)行了改造,內層增加了水冷壁,2007年B、C氣化爐最高運行負荷分別達到將工藝氣和渣的下降通道由原來(lái)的2.4m減小為了92%和96%,分別運行48h和80h后均因為廢1.2m。渣和工藝氣的下降通道變小后,大大增加鍋結渣而聯(lián)鎖跳車(chē),C氣化爐具體運行參數如表了未固化的渣與水冷壁接觸的幾率。實(shí)踐也證明表3 C氣化爐運行參數對比運行時(shí)間/h ;氣化爐負荷，%氣化爐爐膛溫度/C 輻射冷卻器 出口溫度/C氣化爐壓 力MPe汽包壓力/MPa7712743257.74881125032172962713458.77891246323.58.4比較表2和表3中氣化爐負荷與其他參數可卻的時(shí)間越長(cháng),在接觸到水冷壁前越不容易被固以看出,在氣化爐溫度、壓力等參數變化較小時(shí)，化，所以高爐溫運行更容易引起結渣。提高負荷明顯加重了廢鍋內部結渣，縮短了氣化2.4 氣化爐壓力的影響爐運行時(shí)間。由于在一定的爐溫下,增加負荷會(huì )提高操作壓力會(huì )降低渣口處粗煤氣和渣的流增加渣的流動(dòng)速度和渣量,增大渣的噴射角,縮短動(dòng)速度,從而減小渣噴出的散射角,減小了熔渣與渣在接觸到水冷壁前的冷卻時(shí)間,增大了熔融態(tài)水冷壁接觸的機會(huì ),減緩水冷壁結渣。自試車(chē)以渣和水冷壁接觸幾率,提高了水冷壁換熱負荷,不來(lái)氣化爐正常壓力均維持在3.5 ~ 4MPa, 2008年利于渣的固化,所以高負荷容易引起結渣。6月因文丘里洗滌器結垢堵塞,迫使A爐在2.3爐溫的影響4.5MPa壓力下運行144h。對比當時(shí)A.B、C爐運2008年6月3臺氣化爐均在66%負荷下、操行數據,3臺氣化爐負荷相同,操作溫度均超過(guò)作溫度在1300以上運行,A、B.C爐在分別運行1300C ,雖然A爐操作壓力高,達到設計值,但因了144, 48, 96h后出現廢鍋結渣。3臺氣化爐在操作I中國煤化工吉渣現象。較高操作溫度下,均相繼在短時(shí)間內出現了廢鍋2.5DHCNMHG置更換了煤種，數結渣。在煤質(zhì)穩定,操作壓力不變的情況下,爐溫2u0十0門(mén)土》刀，兒衣越高渣口處渣的溫度越高,在下降過(guò)程中需要冷據見(jiàn)表4。230大色肥2009年第32卷表4煤質(zhì)分析對比項目灰分,%軟化溫度/C流動(dòng)溫度/C灰成分中酸性組分,% 灰成分中堿性組分,% 灰 成分酸堿比1"煤樣.8.61220125040.0642.810.942*煤樣1195124039.8144.860.893"煤樣13.661212129255.0928.111.964"煤樣13.851202128258.6125.772.27原煤種(1#、2#煤樣)和新煤種(3#、4#煤樣)2.7氣化爐燒嘴霧 化效果的影響比較,灰分、流動(dòng)溫度及灰成分中酸堿比均大幅提氣化爐氣化效率的高低影響著(zhù)氣化反應后爐高。更換煤種后,A爐運行147h后因結渣停車(chē)。渣的排放量,該裝置燒嘴壓差長(cháng)時(shí)間偏小,氣化爐由于煤的灰熔點(diǎn)高,迫使氣化爐操作溫度相應提燒嘴的霧化效果較差。以爐渣中的含碳量為依高;而灰分高使得渣量增多,增加了水冷壁的換熱據,該裝置的爐渣含碳量大多保持在30% ~負荷,同時(shí)灰渣流動(dòng)溫度與軟化溫度的溫差越大，40% ,和其他德士古氣化相比含碳量較高,相應的熔渣固化需要的時(shí)間越長(cháng),與水冷壁接觸的渣處也增加了排渣量。.同氣化爐負荷影響因素- -致。于非固態(tài)的可能性越大。所以高灰熔點(diǎn)高灰分也容易引起結渣。加3結論成分中酸性組分二氧化硅和三氧化二鋁含量高的綜上所述,造成氣化爐輻射冷卻器結渣的原煤,熔渣粘溫特性差,若操作溫度控制較低,易在因是多方面的,但輻射冷卻器內部通道面積較小氣化爐內耐火磚表面形成較厚渣層,當爐溫出現是引起結渣的根本原因,這就對裝置的操作提出波動(dòng)時(shí),大量熔渣從渣口流出,很容易引起水冷壁了極為苛刻的要求?？刹扇∵m當割除內層水冷結渣。壁,增大中心通道面積解決水冷壁結渣問(wèn)題。通2.6汽包壓力 的影響過(guò)氣化C爐的增大通道改造實(shí)施，已表現出良好汽包壓力越高,水冷壁內的水溫越高,水冷壁效果。在改變輻射冷卻器內部結構的同時(shí),選用管內水跟管外熔渣的溫差越小,越不利于熔渣的灰分低、灰熔點(diǎn)低,灰渣流動(dòng)溫度與軟化溫度的溫固化,所以汽包操作壓力升高有利于引起結渣。差小的煤種,提高氣化爐操作壓力至設計壓力,維但水冷壁內水溫對換熱影響較小,汽包壓力對輻持氣化爐在較低負荷和較低爐溫下運行,也是保射冷卻器結渣不能起到?jīng)Q定性作用。證氣化爐長(cháng)周期、連續、穩定運行的有效途徑。REASONS FOR SLAGGING OF WHB OF TEXACO GASIFIERHuang Bin, Yang Jianrong( Coal Chemical Industry Co. , Shenhua Ningxia Coal Industry Ine. , Yinchuan ,750411)Abstract Presented Texaco WHB process and internal structure of radiation cooler , analyzedreasons for slagging inside radiation cooler , summarized main factors influencing the slagging based onpractical operating experiences , and proposed relative measures to solve the slagging problem.Key words: Texaco, gasifier, radiation cooler, bailey wall, slagging四川化工控股集團獲3A級信用等級中國氮肥工業(yè)協(xié)會(huì )日前公布了中國氮肥行業(yè)第一批 企業(yè)信用等級評價(jià)結果。四川化工控股(集團)有限責任公司被評定為AA信用等級,成為首批人圍中國氮肥行業(yè)AAA信用等級的11家化肥企業(yè)之一。首批獲得中國氮肥行業(yè)AA信用等級的化肥企業(yè)除四川化工控股(集團)有限責任公司外,還有中國煤化工華魯恒升化工股份有限公司、湖北宜化集團有限責任公司、貴州赤天化股份有限公司、河關(guān)盟化工股份有限公司、江蘇恒盛化肥有限公司、江蘇靈谷化工有限公司、安徽臨泉化工MYH.CNMHC團有限公司。瀘天化集團公司瀘天化報社張星芒