φ3880 mm多喷嘴水煤浆气化炉烧嘴压差优化总结

河南心连心化学工业集团股份有限公司二期气化装置3台φ3 880 mm多喷嘴水煤浆气化炉(D炉、E炉、F炉)两开一备,近年来烧嘴压差波动成为制约气化炉长周期运行的主要因素(运行周期平均仅43 d)。经分析与探讨,确定了优化改造原则与具体改造方案及步骤。改造试验实施后的试运行情况表明:第一阶段烧嘴室直径由360 mm缩小至325 mm,对烧嘴压差波动抑制效果明显,气化炉运行周期明显提升;第二阶段烧嘴环隙缩小后,并不能避免烧嘴压差波动;第三阶段烧嘴外环氧管包裹高温岩棉后,烧嘴压差整体稳定,烧嘴室积渣明显减少;第四阶段,烧嘴室直径由325 mm缩小至300 mm,气化炉运行周期明显延长(E炉运行周期达96 d)。总之,烧嘴室直径适度改小后,烧嘴压差波动情况得到缓解,大大延长了气化炉的运行周期。

多喷嘴水煤浆气化炉用煤质量信息化管控平台的建立及效果

国泰公司通过建立煤炭质量信息化管控平台,实现优化配煤,促进多喷嘴水煤浆气化炉的安全、稳定、环保生产,达到了降耗增效的目的。

多喷嘴水煤浆气化炉堵渣原因及原料煤粘温特性浅析

兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目采用多喷嘴水煤浆气化炉生产粗合成气,由于新疆煤大多不适宜作为多喷嘴水煤浆气化炉的原料煤,加之同一矿点原料煤煤质变化较大且供应量有限,3台气化炉(两开一备)反复出现激冷室渣堵、下降管烧穿、耐火砖侵蚀严重等问题,导致气化炉频繁减量、切气、停车。据新疆煤煤质特性,结合实际运行经验,剖析堵渣原因,以煤灰粘温特性作为原料煤选煤依据和气化炉操作指征等,逐渐摸索出适合多喷嘴水煤浆气化炉的煤种及配煤比例,并合理确定气化炉操作温度及操作弹性范围,实现了系统的稳定、高效、长周期运行。

掺烧石油焦对多喷嘴水煤浆气化炉的影响

宁波中金石化有限公司1.5 MPa多喷嘴水煤浆气化装置于2015年开始掺烧石油焦[投煤(焦)量850 t/d,石油焦掺烧比例逐步提升至约40%],发现在其热回收系统冷凝液中夹带有大量的煤焦油,后续MDEA脱硫系统出口净化气中H_2S含量严重超标。结合宁波中金的生产实际,经与新能凤凰(滕州)能源有限公司6.5 MPa多喷嘴水煤浆气化装置进行对比及查阅有关资料,认为煤焦油产生的主要原因是:高比例掺烧石油焦后,由于气化炉操作压力较低,气化炉炉温较低,气化效率低,煤浆中的细小未反应煤焦颗粒易夹带大量未燃烧掉的煤焦油(煤焦在气化炉内热解而析出煤焦油)随水煤气进入下游系统。为此,于停车检修期间在热回收系统第三水分离器后新增了1台洗氨塔及1台煤焦油过滤器,并在生产中加大力度控制煤浆平均粒度在40μm和石油焦的掺烧比例在20%～30%。优化改造后,MDEA脱硫系统运行状况大为改善,热回收系统冷凝液泵入口滤网上再也没有发现煤焦油。

多喷嘴水煤浆加压气化炉掺烧硫磺沟煤制浆配比的探索

兖矿新疆煤化工有限公司600kt/a醇氨联产项目于2012年9月建成投产,其气化装置采用多喷嘴水煤浆加压气化工艺,2015年下半年以来通过精准筛选锁定几种气化用准东煤及掺配其他矿区煤种并进行优化改进等,实现了气化炉的稳定运行,但用煤成本有所上升。为开拓新煤种及充分发挥企业内部协同作用,于2021年2月开始逐步试烧(掺烧)同属兖矿新疆能化有限公司子公司的硫磺沟煤矿的原料煤。简介硫磺沟煤试烧技术路线,详细介绍硫磺沟煤试烧情况以及形成的工业化成果。目前,兖新煤化气化装置已实现硫磺沟煤的常态化稳定掺烧,总体掺烧比例在50%以上、最大掺烧比例达72%,气化炉运行稳定,粗煤气产量及有效气含量、甲醇与合成氨产量均可保证。接下来将继续摸索加大硫磺沟煤的掺烧比例,以提高企业的经济效益。

多喷嘴对置式水煤浆气化炉烧嘴室回火原因分析及对策

陕西未来能源化工有限公司1000 kt/a煤间接液化示范装置气化系统设置8台多喷嘴对置式水煤浆气化炉(设计六开两备)。自投运以来气化炉烧嘴室回火现象始终无法消除,2016年6月气化系统重启后几台气化炉轮番因工艺烧嘴回火烧穿冷却水室或激冷水盘管而跳车(平均运行周期不足24 h),与相关设计、制造单位一起分析,确认主要原因为原料煤灰分高(原料煤灰分由8%左右飙升至15%~20%)。经分析与研究,结合同类装置改造情况,综合衡量各方面的利弊,在稳定可控的基础上制定出分两步走的改造方案:第一阶段,改造烧嘴室喷口砖M1,已于2023年3月先行在2^(#)气化炉实施,取得了较好的效果,接下来将择机对其余7台气化炉烧嘴室进行类似改造;第二阶段优化改进将在进一步慎重论证后择机实施。

多喷嘴对置式水煤浆气化炉下降管减振研究

多喷嘴对置式水煤浆气化炉运行中发现激冷室内存在的下降管振动现象,针对该问题,对其振动响应及运行工况分析,设计一种基于耗能弹簧的阻尼器用于下降管减振,并对不同参数下的减振效果进行研究,以期为该类型设备的振动问题的解决提供思路和参考。

多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉拱顶耐火砖蚀损机理及应对措施分析

分析了多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉拱顶耐火砖蚀损的主要机理,即炉内流场分布规律决定了拱顶部位是耐火砖的薄弱环节,气化炉设计尺寸、对应操作压力、负荷、工艺喷嘴装配尺寸是主要影响因素。从设备、操作、管理等方面总结了避免拱顶耐火砖蚀损过快的应对措施。目前,拱顶耐火砖累计使用周期已超过8 000 h。

3000 t/d多喷嘴对置式水煤浆气化炉运行总结

介绍目前国内投煤量最大的多喷嘴对置式水煤浆气化装置的工艺配置、开车运行情况及气化关键设备的运行情况,阐述装置运行中存在的问题及优化改造措施。运行实践表明,3 000 t/d多喷嘴对置式水煤浆气化装置总体技术指标达到国际领先水平。

多喷嘴对置式煤气化炉激冷室颗粒运动及碰撞特性研究

多喷嘴对置式水煤浆气化技术是我国自主研发的一种洁净煤技术,具有转化率高、有效气含量高等优点.气化炉是煤气化工艺的核心设备之一,其主体结构包括燃烧室与激冷室两部分.燃烧室反应生成的粗合成气夹带固体灰渣颗粒进入激冷室液池,在气液两相湍流作用下与炉体发生碰撞,造成冲蚀磨蚀等破坏,对气化炉安全和长周期稳定运行造成影响.本文以多喷嘴对置式气化炉为研究对象,建立了激冷室三维物理模型;利用VOF多相流模型和DPM离散相模型研究了气液固三相流场,得到连续流场和不同粒径颗粒的分布状态;通过Fluent UDF对灰渣颗粒与炉体碰撞位置和碰撞参数进行了统计分析,得到激冷室内碰撞多发区域及破坏机理.研究结果表明:合成气进入激冷室液池中形成负浮力射流,动量逐渐衰减,最终改变运动方向而向上反折流动;不同粒径的颗粒在激冷室流场中的分布不同,粒径较小的颗粒气相跟随性更为明显,分布范围更广;颗粒粒径影响其与激冷室壁面主要碰撞区域,粒径为0.05 mm和0.1 mm的小尺寸灰渣颗粒碰撞主要发生在下降管下端;0.5 mm的大尺寸灰渣颗粒碰撞主要发生在激冷室炉体下部,在设计制造过程中要重点关注;分析碰撞角度发现各壁面碰撞破坏机理不同:下降管下端壁面主要是撞击磨损;激冷室炉体则是冲刷磨损和撞击磨损的耦合作用.

延长多喷嘴气化炉工艺烧嘴使用寿命的探讨

对多喷嘴对置式气化炉运行初期烧嘴在使用及拆装过程中出现的烧嘴盘管损坏、喷头龟裂、焊缝开裂、偏喷、烧蚀等问题进行分析,并通过对烧嘴结构间隙、材质、安装与拆卸以及系统负荷与压力的关系、煤浆质量、中心氧占总氧比例等进行研究,采取相应的优化措施后,气化炉烧嘴使用寿命得以延长。

SIS系统在多喷嘴水煤浆气化中的应用

为了提高气化炉安全性,河南心连心化学工业集团股份有限公司产业升级项目3000T多喷嘴水煤浆气化装置选用德国黑马SIS联锁控制系统。结合多喷嘴水煤浆气化装置在开、停车过程中出现的问题,重点介绍SIS安全联锁系统在使用、调试中的注意事项及控制方法,通过联动测试消除SIS系统缺陷,提升装置运行过程中的安全性,保障了气化炉安全稳定运行。

多喷嘴对置式水煤浆气化装置氧气流量温压补偿方案分析

多喷嘴对置式水煤浆气化装置每台气化炉涉及到多条氧气管线,合理地设置氧气流量温压补偿测点,能有效地避免因补偿测点仪表故障而对本台气化炉及多台气化炉的安全、稳定运行造成影响。在DCS系统中氧煤比的控制非常重要,在ESD系统中氧气流量参与烧嘴的三选二联锁跳车,因此氧气流量示数是否准确非常重要。结合工程实际,分析与总结早期工程设计中氧气流量温压补偿方案以及之后工程应用中氧气流量温压补偿优化方案的优缺点,在此基础上提出一种新的氧气流量温压补偿改进方案。新的氧气流量温压补偿改进方案在不过多设置压力测点和温度测点的情况下,可保证氧气流量温压补偿的可靠性,且在多台气化炉运行的情况下其信号分配更合理,可降低因压力仪表或温度仪表故障给系统带来的影响。

600 kt/a醇氨联产项目双氧泵在线倒炉实施及运行总结

正常生产过程中,气化炉通常采用常规倒炉和在线倒炉2种模式,兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉以往都采用在线倒炉模式,但2017年10月以来,在双炉双系统运行而仅有2台液氧泵(无备泵)的情况下,按照以往的经验无法完成倒炉工作。后经充分地分析与论证后,兖矿新疆煤化工有限公司决定打破常规思路,仅用2台液氧泵,通过降低系统负荷(停用一对烧嘴以减少用氧量)后进行备用炉投料,待并气后再停另一对烧嘴的方式,成功实现了在线倒炉,并快速恢复了正常生产负荷,有效减少了系统开停车次数,切实保障了生产系统的安全、稳定、长周期运行,实现了节支降耗、增产创效。