新能凤凰(滕州)能源有限公司采用国内具有自主知识产权的华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、天辰设计院共同研发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺。气化装置设置3台气化炉,单炉处理煤1500 t/d,气化炉设计运行压力6.5 MPa,采用两开一备的运行方式,可提供72万t/a甲醇的合成气。
多喷嘴对置式水煤浆气化装置在运行初期经常出现一对烧嘴(非烧嘴原因)跳车,此时只能将气化系统降压到0.6 MPa以下运行(一对烧嘴运行,一对烧嘴停车),下游工序变换、净化、合成系统切气停车。在跳车故障消除后,将跳车的一对烧嘴再投入运行,气化系统再次升压,出气化工序的煤气压力、温度合格后向后系统送气,变换、净化、合成系统再接气开车。在此过程中,气化炉虽然没有完全退出运行,但后系统因为压力低而切气停车,煤气大量放空,影响了后系统的稳定生产和公司的经济效益。
据统计,80%的事故发生在系统开、停车过程中,带压联投技术避免了后系统开、停车,大大减轻了操作、维修人员的劳动强度,在一定程度上避免了事故的发生。联投技术已在四喷嘴气化炉广泛应用,国内已有凤凰、国泰、鲁化、索普等厂家实施了带压联投,一般在3.0~4.0 MPa带压联投,部分厂未采用带压联投。
新能凤凰通过对烧嘴的运行指标、相关参数做了综合、全面分析及充分准备后,于
1.在一对烧嘴退出运行的情况下,为了保证另一对烧嘴的投料成功,必须提高气化炉投料物料——氧气、煤浆的压力,并对停运烧嘴通入高压氮气进行保护,防止高温辐射烧蚀烧嘴,保护烧嘴出口不被熔渣堵塞。
2.只有一对烧嘴运行时,气化炉内温度分布、颗粒运动、气化炉内流场等都发生很大的改变,尤其燃烧剧烈的高温区域由开始4个烧嘴对喷压缩在很小的区域变成较大的扁形区域时,流程可能会冲刷到停车烧嘴所在两侧耐火砖区域。所以,只有一对烧嘴运行时,运行时间一般不宜超过8 h。带压联投一般在1 h内完成。
3.一对烧嘴运行时,O/C 比两对烧嘴运行时稍高,停掉的一对烧嘴没有煤浆、氧气在中间通道进行冷却降温和火焰黑区的保护,对烧嘴端面、盘管有损伤。另外,联投时,由于煤浆憋压比气化炉至少高0.3 MPa,烧嘴煤浆流速雾化都与正常运行不同,对烧嘴有较大的磨损。因此一般不可多次带压联投,否则宁可不联投,也不冒险。
4.保证气化炉投料炉温(在800 ℃时可以保证安全投料)。
5.保证小流量氮气置换,严禁气化炉漏入空气,联锁系统不能打手动。
新能凤凰带压联投的成功经验,充分证明了多喷嘴对置式水煤浆气化炉在高负荷、高压、大型化气化装置上的优越性,也证明了带压联投在高负荷、高压下的可行性,为其他四喷嘴厂家提供了新思路。