GE水煤浆气化装置运行周期短原因分析及对策

陕西长青能源化工有限公司600 kt/a甲醇项目气化装置采用GE水煤浆加压气化工艺,自2013年5月投产以来,气化装置一直存在着一些瓶颈问题,如原料煤煤质波动大、工艺烧嘴磨蚀、激冷室部件损坏、渣水系统管线及黑水角阀磨损泄漏等问题,导致系统运行周期短、检修时间长及生产成本增高。为此,陕西长青的技术人员理论联系实际,通过制定并实施了一系列优化改进措施,从根本上解决了气化装置运行周期短的难题——单台气化炉工艺烧嘴的运行周期平均延长约22 d,合理安排倒炉,单台气化炉运行周期最高可达126 d,且在气化炉运行后期未出现烧嘴压差大幅波动的现象,粗煤气中有效气(CO+H2)含量提高约3%,由此保障了气化装置的安全、稳定、高效、长周期运行,实现了整个生产系统的节能减排、降本增效。     

多元料浆气化炉工艺烧嘴损伤原因分析及防范措施

工艺烧嘴使用寿命短是水煤浆加压气化技术的一项弱点,工艺烧嘴性能的优劣、质量的好坏、寿命的长短直接影响着气化炉的运行效率和运行周期。据陕西延长中煤榆林能源化工有限公司多元料浆气化装置B炉联锁停车检查时烧嘴的损伤情况,对可能造成气化炉工艺烧嘴损伤的原因进行分析,认为是原料煤中灰分和硫含量高、煤浆粒度分布不合理、高压煤浆泵出口流量波动、烧嘴压差波动、气化炉操作压力不稳定等因素的共同作用所致。针对工艺烧嘴损伤的影响因素,采取相应的防范措施后,有效延长了工艺烧嘴的使用寿命。     

水煤浆气化装置高负荷长周期运行瓶颈问题及解决

某公司GE水煤浆气化装置于2010年5月30日原始开车一次成功,运行初期由于烧嘴运行维护及装置运行管理水平不高,气化炉负荷很难达到设计要求,且气化炉运行周期较短,后经历几次年度大检修技改及烧嘴升级改造、锥底砖改型等一系列技术攻关,气化炉运行周期逐渐延长,并于2016年11月气化装置开始高负荷试运行;在之后气化炉3 a多的高负荷运行过程中,出现了气化炉烧嘴使用寿命短、烧嘴压差大、激冷水量不足、锥底砖烧蚀严重、大小黑水角阀后扩散段易磨损泄漏、气化水系统结垢严重等瓶颈问题,严重制约着气化装置的高负荷长周期运行。逐一进行原因分析并采取相应的优化改进措施后,基本上解决了上述瓶颈问题,延长了气化炉高负荷运行周期,实现了系统的节能降耗、增产增效。     

新型气化炉烧嘴失效分析

多喷嘴对置式新型气化炉技术日趋成熟,但烧嘴失效仍是其运行周期限制的关键因素。本文通过烧嘴材料失效分析,对延长烧嘴使用寿命从气化工艺条件、烧嘴制作等方面提出建议,以期获得烧嘴使用寿命的延长,进而提高气化炉运行周期。     

无烟煤水煤浆气化炉工艺烧嘴冷态数值模拟及优化

分析了无烟煤水煤浆气化炉运行情况,并对其现有工艺烧嘴进行技术改造,以提高气化炉气化效率。利用流体计算软件进行了工艺烧嘴的冷态数值模拟,根据结果确定了改造方案。工艺烧嘴优化改造后气化炉实际运行结果表明,运行数据与数值模拟结果具有一致性,气化炉气化效率有了提高,说明通过改造工艺烧嘴提高气化效率是可行的。     

多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉烧嘴冷却水系统存在的问题分析与处理

针对多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置烧嘴冷却水泵的电气回路配置、DCS工艺联锁、烧嘴冷却水泵启动方式等出现的问题进行了原因分析,并实施了相应的整改和优化措施。通过近1年的生产实际运行检验,效果显著,没有因为烧嘴冷却水问题导致气化炉烧嘴损坏或造成停车事故,确保了气化炉的长周期稳定运行。     

煤气化炉烧嘴罩烧损分析及对策

结合壳牌粉煤气化炉的运行经验,通过工艺、仪表、设备安装3个角度来分析烧嘴罩烧损的原因。在气化炉运行过程中,降低粉煤流速、密度的波动概率,加强烧嘴氧煤比、气化炉水质的工艺监控,确保气化炉烧嘴的稳定运行。在气化检修过程中,做好煤线关键仪表设备的检修工作,保证烧嘴、烧嘴罩的设备安装质量,防止烧嘴罩烧损,实现煤气化装置的长周期运行。     

新型气化炉工艺烧嘴损坏原因与改进方案

针对新型气化炉工艺烧嘴造成损坏的原因和改进方案进行分析探讨,以降低气化炉工艺烧嘴的损坏率,改善其在气化炉中的运行条件,提高生产运行效益。     

气化炉工艺烧嘴的运行监控及管理

水煤浆气化工艺属气流床气化工艺。其原理是将水煤浆与气化剂(纯氧)通过装在气化炉顶的特殊设备——工艺烧嘴(通过氧流股与煤浆流股的动量交换),达到雾化煤浆的目标,为炉内的气化与燃烧过程创造条件,煤浆喷入高温气化炉内进行快速气化反应得到产物煤气。烧嘴     

气化炉工艺烧嘴研制与应用

0前言山东兖矿集团水煤浆加压气化装置中新型气化炉的4只工艺烧嘴水平对置安装在气化炉筒体中上部,因在运行过程中受到炉内高温气流冲刷、高温热辐射及合成气中硫、氢等腐蚀性元素的共同作用,烧嘴头部磨损较快,需定期更换。为延长烧嘴使用寿命,对烧嘴进行了优化设计和改造。1研发内容(1)烧嘴内部各通道环隙的优化。结合烧嘴实际运行情况,通过模拟烧嘴雾化效果,对烧嘴内部各通道环隙进行优化,达到更好的雾化效果,提高碳转化率。     

高低压气化炉运行对比分析

结合高压气化装置和低压气化装置运行的相关数据分析,得出气化压力的变化对气化装置的运行产生了较大影响,特别是低压气化炉的碳转化率低于高压气化炉、高压气化炉工艺烧嘴的使用寿命低于低压气化炉、低压灰水流量调节阀的使用寿命低于高压气化炉。     

GE气化炉长周期运行经验探讨

分析GE气化炉长周期运行的制约条件,结合实际运行经验进行分析讨论。对气化炉工艺烧嘴、锁斗系统阀门、高压闪蒸罐、闪蒸罐排水、烧嘴冷却水泵、捞渣机及灰水水质等问题进行探讨,提出了相应的解决措施,保证了气化装置长周期稳定运行。     

GSP气化炉国产化烧嘴结构优化及性能分析

介绍了GSP气化炉国产化烧嘴的结构和作用,针对该烧嘴在运行中存在的问题,介绍了在点火烧嘴、火焰检测系统及烧嘴冷却水流动方式、煤粉与氧气混合通道等方面的优化措施。经过运行验证,优化后的国产化烧嘴气化炉内流场、组分场、温度场分布更加合理,有效气组分较高,组合烧嘴的成本降低,水冷壁的热损较低,提高了GSP气化工艺运行的安全性、稳定性和经济性。     

Shell干煤粉气化装置长周期运行的优化技改

针对Shell干粉煤气化装置运行中存在的烧嘴头烧嘴罩泄漏、气化炉堵渣、合成气冷却器入口积灰、高温高压飞灰过滤器稳定性差及系统锁斗阀门磨蚀等问题,进行了技术攻关与优化改造。通过配煤对煤质的改善、设备材质的国产化升级改造,工艺控制指标及系统运行程序的优化,实现了合成气冷却器的自清洁,降低了气化炉出口温度,延长了飞灰过滤器滤芯、烧嘴头烧嘴罩及关键阀门的使用寿命,确保了气化炉的长周期安稳运行。     

水煤浆气化炉烧嘴压差低原因分析和解决措施

分析烧嘴压差频繁波动的原因，通过将工艺烧嘴改造为高压差烧嘴，达到减少或杜绝因烧嘴压差频繁波动导致气化炉停车或工艺烧嘴盘管烧穿的目的，延长工艺烧嘴的使用寿命及气化炉运行周期，实现生产装置的安全、稳定运行。     

褐煤水煤浆气化炉工艺烧嘴改造的模拟研究及应用

分析了国内首套褐煤水煤浆气化炉的运行情况,针对气化炉运行不稳定的情况,决定对工艺烧嘴进行改造,利用CFD软件进行了改造前后工艺烧嘴的冷态数值模拟。根据模拟计算结果,确定并实施了工艺烧嘴改造方案。改进后的工艺烧嘴在气化炉运行后,实际运行状态与数值模拟结果具有一致性,烧嘴气化燃烧火焰被拉长,轴向温度梯度减小,从而使得炉子拱顶及炉膛局部超温情况得到了改善,在同样氧煤比的情况下,渣口排渣更顺畅,但内喷嘴的使用寿命成为制约烧嘴长周期运行的重要因素。     

B~#气化炉加高改造总结

分析水煤浆气化炉拱顶长径比过小导致气化炉生产负荷一直未能达到设计要求的原因,提出了气化炉烧嘴口以上的直筒段加高等改造措施。气化炉拱顶改造完成后,运行期间系统稳定,系统运行负荷达到预期的目标,年可增产甲醇13.9 kt,有效地提高了气化装置的运行经济性,开辟了水煤浆气化工艺的深挖潜能的新途径。     

德士古气化炉烧嘴的改造

介绍了德士古气化炉烧嘴原来的运行情况,即在烧嘴使用30d后,会出现烧嘴压差波动及工艺气成分波动等现象,继续使用甚至会出现烧嘴头部冷却夹套破损、泄漏,迫使气化炉紧急停车。对烧嘴存在的问题进行了分析,并提出了解决方案,经改造后,满足工艺要求,运行状态稳定,提高了德士古气化炉烧嘴运行的周期。     

四喷嘴气化炉炉顶二次补汽(气)气化新方式的探讨

针对四喷嘴气化炉工艺烧嘴使用寿命短、拱顶耐火砖寿命短、不适应水冷壁结构等瓶颈问题,探索四喷嘴气化炉炉顶二次补汽(气)气化新方式。结果表明,二次补汽(气)气化新方式在高浓度水煤浆气化和干粉煤气化中具有明显的应用优势:能够消除四喷嘴向上撞击流股,可适应四喷嘴气化炉的水冷壁结构;能够强化氧、煤间的反应,降低烧嘴平面和拱顶温度,延长工艺烧嘴和耐火砖使用寿命;能够充分利用炉顶高温热能强化水解和CO_2还原反应,增加有效气产量和系统产能;可增加炉温及煤粒在炉内停留时间的调控手段,使气化反应更趋向于按人为意愿进行控制。     

工艺烧嘴的技改及维修要点

前言我公司“18·30”工程气化工序采用的是德士古水煤浆加压气化工艺，为美国德士古公司的专利技术。投用后，气化炉工艺烧嘴的使用周期很短，基本只能维持10d左右，有时不到1周，远达不到设计使用寿命（连续运行40d），严重制约了系统的正常运行和经济效益。在公司相关技术人员的努力下，经反复攻关，终于将这一难题成功解决。现工艺烧嘴的使用周期一般都在35d左右，最长连续运行51d，满足了系统正常生产的需要，也使“18·30”系统工程基本达到了项目设计初期的预计经济指标。[第一段]