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水冷壁气化炉小改小革

[日期:2014-11-26] 来源:《氮肥信息》  作者:王彪 李娟 [字体: ]

山西阳煤丰喜(集团)临猗分公司自主研发的水煤浆水冷壁气化炉处理煤能力为750 t/d,气化炉采用水冷壁代替耐火砖,烧嘴使用火炬点火,在气化压力3.8 MPa下制得煤气中有效气体(CO+H2)的体积分数≥80.7%,碳转化率达98.0%,喷嘴使用寿命超过6个月。 含渣黑水经能量回收、渣水分离后,大部分循环使用,少量排放的废水无挥发性有机物,微量金属的浓度也很低,经污水处理厂生化处理即可达环保排放标准,基本达到“三废”零排放。与德士古气化炉相比,采用该技术设备可全部国产化,降低建设投资,经济和环境效益显著。

公司针对水煤浆水冷壁气化炉出现的一些问题进行了以下技改。

1.水冷壁事故阀改装到一楼

气化炉水冷壁事故阀XV1380的作用是在断电停车或其他异常情况导致锅炉水循环泵跳车而备泵不能自启动时打开,依靠密度差使水冷壁内锅炉水形成自流动,保证水冷壁不被烧坏。不过在2012年的一次断电停车时,锅炉水循环泵跳车,阀门XV1380虽然打开,却没有形成自流动,致使水冷壁管的温度急剧升高至450 ℃,虽然没有烧坏水冷壁,但发现原设计的水冷壁流程存在极大的安全隐患,水冷壁事故阀XV1380设置在11楼,比水冷壁进出口高19 m,不符合自流动的动力学原理,锅炉水不能形成自流动,一旦水冷壁管被烧坏,气化炉水冷壁夹套不能使用,若联系厂家再制造1套水冷壁管,不仅耗资巨大,而且估计会耗时半年,这期间水冷壁气化炉将无法投入生产。

改造措施:利用停车大检修之机将水冷壁事故阀XV1380改装在1楼锅炉水循环泵上方。改装后,在突然断电或者出现其他异常情况导致锅炉水循环泵跳车而备泵不能自启动时,阀门XV1380打开,水冷壁内锅炉水自流速度为51.2 m3/h,只能从水冷壁出口侧向上进入汽包,此时在水冷壁进出口两侧由于密度不同,产生压头差,形成自流,从而有效保护水冷壁不被烧坏,有利于装置的安全生产。

2.文丘里洗涤器改造

原设计的文丘里洗涤器内部气体管线规格Φ159 mm,投料后此管线易结垢,文丘里前后压差急剧升高,气化炉炉膛压力随之增大,激冷水不能进到气化炉内,曾发生过激冷水泵流量急剧降至130 m3/h的情况,严重威胁满负荷生产条件下的激冷环和下降管的安全,只能大幅度减负生产或停车处理。激冷水量如有问题,会引起激冷环和下降管烧坏,导致全系统停车,即便没有烧坏激冷环,气化炉合成气的带水量和激冷水泵流量达不到平衡,碳洗塔液位和气化炉液位将无法控制,也将导致停车。

改造措施:利用备用炉检修的机会联系永济化机厂对文丘里混合器进行改造,即把文丘里洗涤器内部的Φ159 mm管线割去,使文丘里洗涤器内部畅通。正常操作时关闭文丘里喷淋水,文丘里前后压差降到10 kPa,系统压差减小至160 kPa,激冷水流量增加至300 m3/h以上,最大限度地保护了激冷环和下降管免遭损坏,使合成气带水量和激冷水泵流量保持平衡,同时使气化炉、碳洗塔液位稳定可控。

3.增加管道混合器

低压灰水泵出口灰水中悬浮物超过150×10-6,一直偏高。每次停车检修,灰水槽、除氧器内总有大量的沉淀炭黑,需要人工清理,低压灰水泵和高压灰水泵叶轮磨损严重,大大缩短了高、低压灰水泵的使用寿命。

改造措施:在真空闪蒸罐下液管线上增加1个静态管道混合器(由于真空闪蒸罐下液内含有大量的黑泥,静态混合器必须竖着安装,若横着安装会发生堵塞),使黑水与絮凝剂在进沉降槽前得到充分的混合,从而获得最佳的黑水沉降效果。增加管道混合器后,返回系统灰水中的悬浮物含量降至50×10-6以下,用肉眼观察,沉降槽内的灰水也变得相对比较清澈。灰水槽、除氧器内沉淀的炭黑大量减少,减缓了灰水在管道内结垢的速率,更重要的是彻底改变了高、低压灰水泵高磨损的运行现状,延长了其使用寿命。

4.气化炉黑水管道拐角处增加盲头

由于气化炉黑水中含有大量的炭黑和粗渣,在输送中很容易沉积而堵塞管道,这种现象在管道拐角处尤为突出。本系统曾出现角阀PV1401失灵现象,虽然全开阀门,但是碳洗塔液位依然持续升高,黑水流量计FI1312显示为0,但去后系统的合成气中带水量严重超标,易导致变换催化剂失活引起停车。切开拐角处管道,发现管道已经被积灰堵死。

改造措施:在黑水管线2个拐角处各增加1个盲头,每次停车都卸开盲头,人工清除管道拐角处内积灰,并打开冲洗水阀,从上往下冲洗。由于积灰比较坚固,所积的灰必须人工清理后用冲洗水冲洗。改造后,气化炉可连续运行100 d,保证了管道畅通,使系统运行良好,实现了安全、长周期、稳定生产。

  

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