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神华宁煤GSP干煤粉气化装置试车中出现的问题及整改

[日期:2012-03-15] 来源:  作者: [字体: ]

神华宁夏煤业集团有限公司于2006年引进5台投煤量2000 t/dGSP干煤粉气化装置,用于50t/a煤基聚丙烯项目,并于2010年底投料试车。因缺乏该装置的运行经验,在试车阶段出现了一些问题。针对这些问题,采取了相应的整改措施。

1.粉煤密相输送不稳定

要实现稳定的粉煤密相输送,最关键的是确保输送压差恒定和粉煤处于良好的流化状态,但在该GSP干煤粉气化装置开车过程中,气化炉的压力波动大,给料罐和气化炉间的真实压差会超出开车程序的设定值,导致跳车。另外,当给料罐和气化炉间的真实压差瞬时出现大幅度波动时,粉煤流速和密度也会发生大幅变化,而O2流量调节很难及时跟上,导致氧煤比过高或过低跳车。同时,煤锁斗下料不畅,容易在下料锥部内形成“架桥”,需要人为敲打才能下料。此外,由于未设置粉煤管线的冷循环,主烧嘴开车时煤粉管线直接逐根投煤,也会引起气化炉压力的波动。

整改措施:在3根粉煤管线上分别安装流量调节阀,用于控制粉煤管线的波动,同时配备粉煤管线冷循环系统,以避免开车时投料量对气化压力的影响。

2.点火烧嘴检测不到火焰

在试车初期,点火烧嘴每次点火都很困难,点火枪变压器频繁点火存在容易烧毁、点火枪窜氧烧熔、点火电缆烧毁等问题。经分析,是由于系统各参数设置不合理、安装有误差、火焰探测器检测不到等原因导致点火失败。通过调整点火烧嘴的燃料气成分、更换高压电缆材质等措施,解决了该问题。

3.水冷壁超温

GSP干煤粉气化炉水冷壁是由液体熔渣、固体熔渣、屏蔽、填充物、冷却盘管组成,以实现“以渣抗渣”。在气化过程中,反应室的温度较高,产生的熔渣被烧嘴以小渣滴的形式甩至水冷壁,然后在水冷壁上形成一层固化的熔渣层,其厚度取决于反应室内的火焰温度和熔渣温度。由于缺乏运行经验,在试车过程中导致3#气化炉水冷壁挂渣不理想,气化炉上锥段水冷壁超温。经分析,其原因为:投料开车时液化石油气流量过大,由于主烧嘴粉煤管线为逐根投料,主烧嘴出口燃料分布不均匀,部分区域过氧,导致气化炉温度不均;运行时3根粉煤管线的流量不一致且波动较大,引起主烧嘴出口颗粒相弥散不充分,发生偏烧,使水冷壁外部碳化硅涂层被烧熔,导致水冷壁烧穿,造成安全事故,给后续开车带来极大的困难。

整改措施:加大水冷壁循环水的流量,投煤时3根管线间的质量流量差建立联锁,尽可能降低开车时液化石油气的流量并缩短通入时间,防止过氧;调低水冷壁温差联锁值,定期开炉检测水冷壁挂渣情况,调整、优化开车方案,待挂渣完全理想后,再持续送气至变换系统。

4.黑水系统工艺波动大

在试车阶段,为防止气化炉水冷壁超温,气化负荷较低,碳转化率低,除了部分进入渣锁斗外,大量的煤粉随同黑水进入黑水闪蒸系统,导致黑水闪蒸系统液位波动较大,主烧嘴联琐跳车,黑水闪蒸控制阀和闪蒸罐内壁磨损严重,并给后续黑水处理系统带来一定的压力。

整改措施:增加过滤装置以减少黑水中的杂质,采用耐磨损阀和罐内涂耐磨材料;考虑到提高装置生产负荷,改变氧气旋流角度,优化气化炉内流场分布,使粉煤充分气化,提高碳转化率,减少进入黑水系统未反应的粉煤量。

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