2014年航天粉煤加压气化装置运行总结
刘晓军
（航天长征化学工程股份有限公司， 北京100176）
［摘 要］简介HTL航天粉煤加压气化技术的应用情况，总结2014年山东瑞星项目（1台2 000 t/d级大型炉）、安徽昊源项目（2台750 t/d级小型炉）的运行情况，以及“三高煤”在晋开化工二期项目（2台2 000 t/d级大型炉）和天溪项目（2台750 t/d级小型炉）中的使用情况。
［关键词］ HTL航天粉煤加压气化；瑞星项目；昊源项目；晋开项目；天溪项目；三高煤；气化炉；运行情况
［中图分类号］ TQ 546 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004-9932（2015）
0 引 言
HT-L航天粉煤加压气化技术是国内自主研发的粉煤加压气化技术。它是一种以干煤粉为原料、采用激冷流程生产粗合成气的煤气化工艺。航天粉煤加压气化工艺采用盘管式水冷壁气化炉，顶烧式单烧嘴，粉煤干法进料及气体湿法除尘，在较高温度（1 550 ℃；最高1 700 ℃）及4.0 MPa(G)压力下，以纯氧及少量水蒸气作为气化剂在气化炉中对粉煤进行气化。
航天粉煤加压气化装置的2个示范项目于2008年10月在安徽临泉和河南濮阳两地投料试车成功，并产出了最终产品甲醇，2009年通过了中国石油和化学工业协会组织的科技成果鉴定，就此宣告航天粉煤加压气化技术的应用已经取得成功。随着一个个优秀运行业绩的产生，航天粉煤加压气化技术进入世界先进粉煤加压气化技术行列，并且部分指标已超越其他气流床粉煤加压气化技术。优良的运行指标和运行率得到了业内的认可。截至2014年底，航天粉煤加压气化装置已开车项目13个，气化炉运行22台；在建项目23个。航天粉煤加压气化技术的应用已进入一个飞速发展的阶段。现就2014年山东瑞星项目（1台2 000 t/d级大型炉）、安徽昊源项目（2台750 t/d级小型炉）的运行情况，以及“三高煤”在晋开化工二期项目（2台2 000 t/d级大型炉）和天溪项目（2台750 t/d级小型炉）中的使用情况作一总结。
1 2 000 t/d级气化炉运行情况
1.1 项目简介
山东瑞星化工有限公司在 2009—2010 年实施了原有合成氨装置的原料路线改造项目和新建 600 kt/a合成氨2个工程。合成氨原料路线改造项目为一期工程（日产 1 060 t合成氨），设计内容包括：① 一期原料煤厂及输煤栈桥设 计；② 一期气化框架设计（包括二期工程气化预留土建部分）；③ 渣水框架设计和配套的 35 000 m3/h 空分装置1套；④ 变换、脱硫脱碳、硫回收等合成氨配套工艺装置； ⑤ 循环水装置以及新建变配电室、综合办公楼、污水处理厂等公用工程设施。
1.2 项目建设情况
瑞星化工合成氨原料路线改造一期工程气化装置于2009年12月29日开工建设，2010年5月20日开始土建施工，2011年6月进入设备安装阶段，2012年9月开始单体试车，2012年11月开始系统联动试车，2012年12月18开始投料试车。
二期工程（2台气化炉）于2014年3月开始土建施工，2014年10月进入设备安装阶段。
1.3 气化装置使用的煤种
瑞星项目航天炉投料试车采用神木煤，在其后的生产中一直是以神木煤为主，一般是2种煤混合，有时候是3种煤混合。因硫回收装置开车对酸性气中的硫含量有要求，为了保证硫回收装置能够正常运行，在气化炉使用的原料煤中掺混约8％～15％的阳泉无烟末煤，混合后煤质分析数据见表1。
表1 瑞星项目航天炉所用煤种工业分析数据
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硫分 /% |
外水 /% |
内水 /% |
灰分 /% |
挥发分/% |
热值（ad） /cal |
热值（a） /cal |
变形温度/℃ |
软化温度/℃ |
半球温度 /℃ |
流动温度/℃ |
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0.44 |
13.5 |
2.28 |
9.54 |
31.5 |
6 578 |
5 754 |
1 028 |
1 266 |
1 282 |
1 290 |
从混合煤煤质分析数据来看，混合煤的全水在13％～15％，灰分在9％～12％，挥发分在29％～32％，灰熔点在1 250～1 330 ℃。总体而言，混煤的煤质变化不是很大，可保证气化炉的稳定运行。
1.4 气化装置总体运行情况
气化装置于2012年12月18开始投料试车，试车运行1 d后，因后工序没有完工，气化炉计划停车。2013年3月在后工序建设完成后，气化炉再次投料试车，打通合成氨生产全流程，经历了投料试车、试车整改，2013年4月气化炉步入稳定运行状态，2013年气化炉运行率达到93.3％。在气化炉运行期间，安全联锁系统安全、稳定、可靠。
经过2013年的运行，2014年航天炉步入长周期、稳定运行状态，全年累计运行358 d，运行率达9808%，其中，不间断运行180 d（24 h连续运行）。
1.5 气化炉开停车记录及原因分析
气化炉运行记录见表2。2014年度瑞星项目一共停车7次，从停车原因来看，因后系统水冷器漏计划停车1次，因系统停电停车3次，因公用工程故障停车1次，因仪表假指示联锁跳车1次，计划停车检修1次。由停车记录可以看出：没有因为气化炉本身技术方面的问题及专利专有设备问题造成气化炉停车，停车的主要原因是公用工程中的电气系统以及蒸汽系统出问题，这些问题与企业公用工程建设的完善程度有关，即与公用工程方案的选择配套是否合理有关，瑞星化工电气系统的问题是历史遗留问题，现正在努力改善；其次是仪表坏或假指示、设备泄漏而导致停车。这两方面的问题在加强生产管理后都能得到解决。总的来看，瑞星化工气化装置整体运行情况良好。
表2 瑞星化工航天炉运行记录
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投料时间 |
停车时间 |
运行时间 /d |
停车原因 |
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57.78 |
因全厂停电 |
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94.00 |
计划停车检修真闪冷却器 |
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16.30 |
循环水电缆爆循环水系统停车空分停车，气化炉停车 |
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18.19 |
液位计故障，洗涤塔液位低联锁跳车 |
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9.32 |
电气故障，空分停车，气化炉停车 |
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34.59 |
低温甲醇洗水冷器漏，气化炉计划停车 |
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1.96 |
公用工程问题造成空分停车，导致气化炉停车 |
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151.85 |
目前气化炉还在运行 |
1.6 气化炉运行指标
瑞星项目1台气化炉（φ3 200 mm×3 800 mm）2014年累计运行358 d，生产合成氨390 kt（设计产能为300 kt/a，年生产时间为300 d），平均日产合成氨1 089 t，生产负荷大大超出了设计值。其运行指标如下：
比氧耗［1 000 m3（CO+H2) 耗氧］ 300 m3；
比煤耗［1 000 m3（CO+H2) 耗煤］ 0.57 t；
全年吨氨耗原煤 1.3 t；
滤饼含碳量 30％～35％；
粗渣含碳量 ≤3%；
激冷室内件运行时间 667 d（至2015年6月5日）；
燃烧器运行最长时间 260 d。
2 750 t/d级气化炉运行情况
2.1项目简介
本项目为安徽昊源化工集团有限公司200 kt/a合成氨原料路线改造工程（一期）及 18·30装置原料路线改造工程（二期）而设计，设计产能为合成氨360 kt/a。主要设计内容包括：① 原料煤场和输煤栈桥设计；② 气化装置、渣水框架设计；③ 40 000 m3/h（O2）空分装置1套；④ 变换、脱硫脱碳、硫回收、液氮洗、压缩、氨合成等工艺装置；⑤ 循环水装置以及新建变配电室、综合办公楼、污水处理厂、锅炉房等公用工程设施。
2.2 项目建设情况
HT-L气化装置于
更多内容请见《中氮肥》2015年第5期