GE水煤浆气化工艺烧嘴的运行与改造

GE水煤浆气化工艺烧嘴的运行与改造

贾  喆， 潘进平， 许  明， 胡  楠

（中海石油华鹤煤化有限公司， 黑龙江  鹤岗154100）

［摘  要］针对海油华鹤GE水煤气化装置气化炉氧气流量调节不灵活、氧气炉头压力高、氧气流量无法加大限制气化炉生产能力的问题，通过对工艺烧嘴外环氧环隙尺寸进行改进，使气化炉操作负荷弹性加大，气化炉炉壁高温区下移，在稳定生产的前提下，提高了产能，创造了可观的经济效益。

［关键词］GE水煤浆气化装置； 气化炉； 工艺烧嘴； 外环氧环隙尺寸； 改进

［中图分类号］TQ 545 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004-9932（2016）04-0030-02

中海石油华鹤煤化有限公司（简称“海油华鹤”）300 kt/a合成氨、520 kt/a大颗粒尿素项目是中国海油第一套煤化工示范项目。其气化工艺采用美国GE水煤浆加压气化，共3台气化炉，两开一备；双炉投煤量（干基）1 376 t/d，有效气（CO+H₂）产量2.159×10⁶ m³/d；气化压力6.5 MPa，灰水处理采用四级闪蒸技术。

水煤浆加压气化过程中，石灰石添加量占原料煤总量的3%，操作上实行精细化管理，制定了烧嘴检维修台帐，并根据其检修情况科学制定气化炉运行周期；规定烧嘴头部端面加工2次后必须更换，对烧嘴维修不断提高要求，烧嘴的使用寿命均在60 d以上。气化装置开车运行1 a来，未出现过计划运行周期内烧嘴冷却水盘管与夹套破裂的事故。但开车以来气化炉氧气流量调节不灵活，气化炉满负荷运行时，氧气炉头压力高达8.5 MPa，氧气调节阀开度达85%氧气流量仍达不到18 000 m³/h，限制了气化炉的生产能力。为此，进行原因分析后，对工艺烧嘴进行了相应的改造，使气化炉操作弹性得到加大。

1  所用煤种煤质情况

海油华鹤“30·52”项目地处黑龙江鹤岗市，冬季最低温度达－30 ℃，使用鹤岗地区煤炭，其特点是灰分、灰熔点较高，需掺烧石灰石来降低煤的灰熔点，以维持气化炉的正常、稳定运行。

煤质分析主要参数如下：原料煤灰分13.99%，挥发分35.97%，全硫0.1%，固定碳含量54.41%；发热量(Qnet，ar)6 240 kcal/kg；半球温度（HT）1 419 ℃，流动温度（FT）1 486 ℃；石灰石添加比例3%，添加石灰石后灰渣流动温度为1 250 ℃。

对原料煤的灰熔点进行了分析，数据见表1；添加石灰石后灰渣粘温特性曲线见图1。

    表1  原料煤灰熔点分析数据

图1灰渣粘温特性曲线（添加3%的石灰石）

2  工艺烧嘴运行概况

工艺烧嘴为美国GE公司生产，由国内航天十一所进行维修，制定有专门的烧嘴检维修台帐，对使用烧嘴维修前的尺寸进行测绘，维修后的尺寸也进行测绘，且具体的维修方法与维修影像资料都予以保存。

开车运行以来，系统逐渐趋于稳定，随着操作经验的逐渐丰富和各级管理人员对系统研究的逐渐深入，加之严峻的经济形势和市场竞争，提高生产负荷、增大产量成为企业扭亏为盈的主要法宝，其中，提高煤浆浓度、增加气化炉投煤量成为增产的主要手段。气化炉氧气管线氧气流量在17 900 m³/h工况下，氧气炉头压力高，氧气流量调节阀开度达85%，气化炉进煤浆流量最大在36 m³/h，为保证气化炉的正常运行，只能由空分装置提高氧气主管线压力，氧气流量无法加大成为限制气化炉负荷提高的主要因素；运行过程中，烧嘴冷却水进出口温差在1.5 ℃以内，烧嘴冷却水流量为23 m³/h。

3  问题分析

更多内容详见《中氮肥》2016年第4期