*李準(zhǔn) 李坡 董秀青 高清

(河南開(kāi)祥精細(xì)化工 河南 472300)

影響shell煤氣化煤燒嘴穩(wěn)定運(yùn)行的原因及處理

*李準(zhǔn) 李坡 董秀青 高清

(河南開(kāi)祥精細(xì)化工 河南 472300)

煤燒嘴是shell煤氣化裝置中的關(guān)鍵運(yùn)行設(shè)備,主要的作用是為shell氣化爐不斷提供煤粉和氧氣燃燒,保證shell煤氣化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行.本文簡(jiǎn)要介紹了影響shell煤氣化煤燒嘴穩(wěn)定運(yùn)行的一些主要原因以及出現(xiàn)問(wèn)題后的處理辦法.

shell煤氣化;煤燒嘴;原因;處理

1.背景概括

河南開(kāi)祥精細(xì)化工有限公司是位于河南省義馬市年產(chǎn)20萬(wàn)噸甲醇的煤化工企業(yè),投產(chǎn)于2008年.氣化裝置采用了國(guó)際上先進(jìn)的shell煤氣化技術(shù),是我國(guó)眾多殼牌煤氣化用戶(hù)當(dāng)中的優(yōu)秀企業(yè)之一.

2.shell煤氣化流程

在眾多的煤氣化領(lǐng)域種類(lèi)中,shell煤氣化采用的是氣流床氣化技術(shù).從煤廠送來(lái)的原煤,經(jīng)過(guò)磨煤干燥系統(tǒng)將粒度為5μm-90μm大于等于65%、水分小于3%的合格煤粉送至煤粉加壓進(jìn)料系統(tǒng),經(jīng)過(guò)加壓進(jìn)料送至氣化爐與空分送過(guò)來(lái)的純氧在極為短暫的時(shí)間里進(jìn)行一系列的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng),生成的渣以液態(tài)形式由重力作用向下進(jìn)入除渣系統(tǒng),生成的飛灰與粗煤氣到除灰系統(tǒng)除去飛灰,粗煤氣再到濕洗系統(tǒng)濕洗冷卻除去雜質(zhì),最后送往甲醇裝置.

3.shell煤氣化煤燒嘴介紹

煤燒嘴在整個(gè)shell煤氣化當(dāng)中是最為關(guān)鍵的設(shè)備之一,在氣化爐膛內(nèi)對(duì)稱(chēng)平均分布,1#與2#、3#與4#對(duì)應(yīng)交叉,其中中心線與氣化爐夾角形成偏4°,根據(jù)不同的氣化爐設(shè)計(jì)負(fù)荷要求采用4-8個(gè)煤燒嘴,具有工藝操作靈活、運(yùn)行穩(wěn)定、周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn).河南開(kāi)祥精細(xì)化工shell煤氣化裝置采用為4個(gè)煤燒嘴,中心進(jìn)煤、環(huán)隙進(jìn)氧,初始開(kāi)車(chē)進(jìn)料輸送煤粉采用氮?dú)鈿怏w,正常生產(chǎn)采用二氧化碳?xì)怏w為載送氣體.

4.粉煤進(jìn)料的原理

粉煤加壓進(jìn)料系統(tǒng)是兩套相同的粉煤進(jìn)料系統(tǒng)組成,將煤粉從低壓粉煤儲(chǔ)倉(cāng)到煤粉鎖斗再到煤粉進(jìn)料罐,通過(guò)隔離、充壓、連通、下粉、隔離、泄壓,再依次重復(fù)完成加壓給料,出煤進(jìn)料罐的煤粉每套系統(tǒng)各對(duì)應(yīng)2個(gè)煤燒嘴供粉煤進(jìn)料,并在煤管線上配合設(shè)計(jì)有兩套循環(huán)回路,回路上設(shè)置有減壓管,經(jīng)過(guò)減壓回流至低壓粉煤儲(chǔ)倉(cāng).煤粉的載送氣體為氮?dú)饣蚨趸?在煤循環(huán)/給料程序13KS-0011/0012/0013/0014的控制下通過(guò)煤管線上的一系列密度、速度、溫度、壓力、煤量的計(jì)算控制進(jìn)入煤燒嘴.

5.煤燒嘴常見(jiàn)的波動(dòng)現(xiàn)象

根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行總結(jié)發(fā)現(xiàn)煤燒嘴常見(jiàn)的波動(dòng)現(xiàn)象主要有:①煤量下降;②氧壓的波動(dòng);③煤燒嘴冷卻水流量的波動(dòng);④儀表波動(dòng)與閥門(mén)故障問(wèn)題;⑤煤量偏移與煤管線泄漏等.

6.煤燒嘴波動(dòng)現(xiàn)象的原因

結(jié)合煤燒嘴的波動(dòng)現(xiàn)象分析煤燒嘴波動(dòng)的原因主要有:

煤量起不來(lái)是由于充氣錐的故障、煤管線的卡塞或者由于煤粉的粒度及水分不合適、煤管線伴熱問(wèn)題等;

氧壓的波動(dòng)主要是由于空分氧泵故障問(wèn)題;

煤燒嘴冷卻水流量的波動(dòng)是由于來(lái)自于調(diào)和水系統(tǒng)波動(dòng)、儀表的波動(dòng);

儀表波動(dòng)主要是由于來(lái)自速度計(jì)、密度計(jì)、溫度計(jì)儀表的波動(dòng),閥門(mén)故障問(wèn)題是由于各閥門(mén)在實(shí)際使用運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的卡塞、儀控問(wèn)題.

7.煤燒嘴波動(dòng)后的處理

(1)煤量下降后的處理

煤燒嘴在煤量穩(wěn)定的情況下盡量打串級(jí)控制,檢查判斷充氣錐是否故障、做好粒度及伴熱等控制,若煤量下降,在穩(wěn)定系統(tǒng)的前提下開(kāi)大角閥,調(diào)節(jié)煤進(jìn)料罐錐部流化氮,保證氧碳比的穩(wěn)定,若氧碳比偏高,氧量單燒嘴控制,氧碳比一直保持串級(jí)控制.若調(diào)節(jié)后煤量變化依舊不明顯,將煤燒嘴停運(yùn),進(jìn)行正反吹,再次投入,整個(gè)過(guò)程要嚴(yán)格監(jiān)控氣化爐溫度、氮?dú)鈮毫Φ认到y(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)變化.

(2)氧壓波動(dòng)后的處理

氧壓波動(dòng)是最為關(guān)鍵緊急的,在氧壓波動(dòng)后,根據(jù)氧壓下降波動(dòng)實(shí)際情況進(jìn)行4#、3#、2#煤燒嘴的手動(dòng)停運(yùn),視情況泄壓,注意飛灰過(guò)濾器S-1501的壓差、濕洗塔C-1601的液位、潔凈氮?dú)獾膲毫?、氣化爐溫度等參數(shù)監(jiān)控,注意氮?dú)獯祾唛y門(mén)全開(kāi),防止回火.始終做好投入煤燒嘴的準(zhǔn)備,檢查煤燒嘴程序及閥門(mén)狀態(tài),待氧壓恢復(fù),及時(shí)恢復(fù)系統(tǒng).

(3)煤燒嘴冷卻水流量波動(dòng)后的處理

煤燒嘴冷卻水流量是shell煤氣化裝置系統(tǒng)安全停車(chē)(ESD)聯(lián)鎖中的一項(xiàng),聯(lián)鎖為13FI-0105/0205/0305/0405低于1.74kg/s二選二延時(shí)2s,在煤燒嘴冷卻水流量波動(dòng)后應(yīng)立即派人中控與現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)波動(dòng)的原因,一般原因?yàn)檎{(diào)和水系統(tǒng)調(diào)和水泵P-1304的波動(dòng),應(yīng)通知電儀機(jī)械人員仔細(xì)檢查泵現(xiàn)場(chǎng)整體運(yùn)行情況,或由于儀表由于長(zhǎng)期運(yùn)行和受外部環(huán)境原因造成的問(wèn)題,確認(rèn)問(wèn)題后,將聯(lián)鎖解除,經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)主要管理人員審批,立即處理,防止由于意外波動(dòng)引起系統(tǒng)停車(chē)造成損失.

(4)儀表波動(dòng)與閥門(mén)故障后的處理

儀表頻繁的波動(dòng)主要表現(xiàn)在密度計(jì)、速度計(jì)、溫度計(jì)、壓力顯示、流量表等波動(dòng)、斷點(diǎn)、超量程故障,出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題,及時(shí)與有關(guān)管理人員溝通,確認(rèn)具體問(wèn)題,具體實(shí)時(shí)處理,與DCS控制人員配合溝通,匯報(bào)領(lǐng)導(dǎo)審批,將聯(lián)鎖解除后,通知相關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)檢查處理.

閥門(mén)故障問(wèn)題主要表現(xiàn)在角閥儀控故障、角閥動(dòng)作卡澀遲滯,影響這類(lèi)問(wèn)題的原因應(yīng)根據(jù)實(shí)際的煤燒嘴運(yùn)行情況判斷解決,若不影響系統(tǒng)穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行,可加大對(duì)此角閥監(jiān)控;若已經(jīng)嚴(yán)重影響到煤燒嘴的穩(wěn)定運(yùn)行,應(yīng)及時(shí)安排拿出方案,工藝人員與電儀設(shè)備檢修人員溝通在線更換角閥,使系統(tǒng)排除故障,避免被動(dòng).

(5)煤量偏移與煤管線泄漏后的處理

出現(xiàn)煤量偏移與煤管線的泄漏主要問(wèn)題在煤管線的磨蝕,由于在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行使用過(guò)程中,不同程度出現(xiàn)沖刷磨蝕現(xiàn)象,彎頭處表現(xiàn)最為明顯,針對(duì)此情況利用停車(chē)檢修測(cè)量檢查關(guān)鍵部位壁厚,結(jié)合情況及時(shí)更換沖刷磨蝕嚴(yán)重的彎頭與管線,若在系統(tǒng)開(kāi)車(chē)運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)煤管線泄漏,造成煤燒嘴的波動(dòng),應(yīng)立即制定執(zhí)行安全方案,及時(shí)降負(fù)荷穩(wěn)定煤燒嘴的調(diào)節(jié),現(xiàn)場(chǎng)按照要求進(jìn)行補(bǔ)焊處理,保證煤燒嘴的穩(wěn)定運(yùn)行.

8.結(jié)語(yǔ)

Shell煤氣化工藝有著諸多的優(yōu)點(diǎn),在近些年的不斷發(fā)展與努力下,各shell煤氣化裝置都創(chuàng)造了非常不錯(cuò)的連運(yùn)成績(jī),積累了許許多多的寶貴經(jīng)驗(yàn).結(jié)合以上探討,制定相應(yīng)的影響shell煤氣化煤燒嘴穩(wěn)定運(yùn)行的原因的處理辦法,有效的避免了系統(tǒng)波動(dòng)造成停車(chē)發(fā)生的幾率,為shell煤氣化的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障.

[1]吳國(guó)祥.殼牌粉煤氣化裝置長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行影響因素分析[J].化肥設(shè)計(jì),2016,(06):31-35+41.

[2]李坡,張歡歡,劉貴賓.基于煤種特性對(duì)殼牌煤氣化裝置設(shè)計(jì)和操作的影響[J].化工管理,2017(10).

[3]馬長(zhǎng)生.影響shell氣化爐長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的原因分析[J].內(nèi)蒙古石油化工,2015(10).

李準(zhǔn)(1984-),男,河南開(kāi)祥精細(xì)化工;研究方向:煤化工.

李坡(1992-),男,河南開(kāi)祥精細(xì)化工;研究方向:煤化工.

董秀青(1985-),男,河南開(kāi)祥精細(xì)化工;研究方向:煤化工.

高清(1973-),男,河南開(kāi)祥精細(xì)化工;研究方向:有機(jī)化工發(fā)展.

Causes and Treatment of Stable Operation of Shell Coal Gasification Coal Burners

Li Zhun, Li Po, Dong Xiuqing, Gao Qing
(Henan Kaixiang Fine Chemical Industry, Henan, 472300)

The coal burner is the key operating equipment in the shell coal gasification plant, the main role is to provide continuous coal powder and oxygen combustion for the shell gasifier, to ensure the stable operation of the shell coal gasification plant. This paper briefly introduces some main reasons affecting the stable operation of the shell coal burner and the treatment methods after the problems appear.

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