德士古氣化爐原始投料前幾點問題探討精

1、第 39卷第 8 期遼寧化工 Vol. 39,No. 8 2010年 8 月 Liaoning ChemicalIn dustry August,2010德士古氣化爐原始投料前幾點問題探討唐煜，葉欣,倪龍宇(神華包頭煤化工有限公司，內(nèi)蒙古包頭014010摘要:介紹傳統(tǒng)德士古水煤漿加壓氣化技術氣化工藝，再結合某廠德士古氣化裝 置的情況主要就氣化爐工程設計中及原始投料前需要注意但又較容易忽略的幾個重要問題及 隱患進行探討，以期氣化爐能夠順利投料且更為安全穩(wěn)定地運行。關鍵詞:氣化;氧氣;水煤漿;振動中圖分類號:TQ542文獻標識碼:A文章編號：10040935(201008088003以煤為原料生產(chǎn)

2、合成氣，國內(nèi)常用常壓固定層氣化爐，以無煙塊煤或焦炭為原 料。該工藝能耗高、煤質要求高，需用無煙塊煤或焦炭，操作時"三廢"排放量大，對環(huán) 境污染比較嚴重。多年來，為了提高燃煤電廠熱效率，減少對環(huán)境污染，國內(nèi)外對煤氣 化進行了大量的開發(fā)研究工作，促進了煤氣化技術的發(fā)展。目前已成功開發(fā)了對煤 種適應性廣、氣化壓力高、生產(chǎn)能力大、氣化效率高、對環(huán)境污染少的新一代煤氣 化工藝，德士古水煤漿氣化技術便是其中的典型代表。德士古水煤漿氣化工藝自 1993年就在國內(nèi)實現(xiàn)工業(yè)化，與傳統(tǒng)的煤氣化工藝相比，該技術具有環(huán)境污染小、自 動化程度高等優(yōu)點；但從國內(nèi)的一些德士古裝置多年的運行來看，該工藝還

3、存在著一 些問題，如氣化效率不高、工藝燒嘴使用壽命短、合成氣帶水帶灰以及閃蒸系統(tǒng)磨 損嚴重等，這些問題已經(jīng)有很多相關論述1 -3,在此不再贅述。本文先簡單介紹德 士古氣化工藝，再結合某廠德士古氣化裝置的情況主要就氣化爐工程設計中及原始投料運行前需要注意但又較容易忽略的幾個重要問題及隱患進行探討，以期氣化爐能夠順利投料且更為安全穩(wěn)定地運行。1德士古氣化工藝德士古氣化爐以水煤漿為原料，采用高純02為氣化劑，屬于增壓噴流床氣化。Texaco氣化爐主要由燒嘴、燃燒室、激冷室或廢熱鍋爐組成，燒嘴是為三流道設計如圖1©China All rights reserved. Publishing h

4、ttpy/www.cio圖1傳統(tǒng)德士古工藝燒嘴結構示意圖1水煤漿介于中心氧和外環(huán)氧之間走中間通道；氣化爐上部為燃燒室，下部激冷室, 為煤氣冷卻區(qū)。原料煤、水和添加劑同時加入棒磨機 ，研磨成可供泵輸送的水煤漿， 其質量分數(shù)控制在65%附近。水煤漿通過頂部噴嘴在高速氧氣流作用下破碎、霧 化噴入氣化爐。霧化水煤漿和氧氣在爐內(nèi)受到耐火襯里的高溫輻射作用，迅速經(jīng)歷預熱、水分蒸發(fā)、煤的干餾、揮發(fā)物的裂解燃燒以及炭的氣化等物理化學過程，最后生成以H2+C0為主的合成氣。反應生成的合成氣，與未反應的呈熔融狀態(tài)的灰渣 一起向下，熔渣經(jīng)過激冷室冷卻固化，落入激冷室底部排入鎖斗。被激冷水冷卻并飽 和的粗合成氣，向上

5、由合成氣出口導出，進入洗滌塔。由激冷室底部引出的黑水，在正 常操作時，導入閃蒸系統(tǒng)處理。2主要問題及討論2. 1氧管線的脫脂問題收稿日期:2010-07-14作者簡介:唐煜（1980,男,助理工程師。氧氣管線在制造和安裝過程中產(chǎn)生雜物，包括:焊渣、鐵銹、油脂、污垢等，尤其 是油脂和污垢，是非常危險的安全隱患；德士古氣化爐采用高純02為氣化劑，生產(chǎn)過 程中，純02高速流動與這些雜質劇烈摩擦，極容易產(chǎn)生火花造成爆炸。所以，在管道 安裝好后，使用前，有必要對用氧設備及氧氣管道進行嚴格的脫脂清洗，除去管道在制 造、運輸、貯存及安裝過程中所產(chǎn)生的油污、焊渣以及其他機械雜質，使被清洗的表面達到合乎要求的清

6、潔度，為裝置安全、高效地運行創(chuàng)造良好的條件。脫脂前 ，先 將管道內(nèi)的焊渣、鐵銹等清洗干凈；脫脂常用的溶劑為四氯化碳、精餾酒精、二氯 乙烷等，材質為碳素鋼、不銹鋼及銅的管道、管件和閥門宜用四氯化碳。管子內(nèi)表 面脫脂，可在管內(nèi)注入溶劑，端部用木堵或其他方法封閉。將管子放平浸泡1. 5h,每隔15min轉動1次,如此反復多次，使管子的整個內(nèi)表面都能均勻地受到溶劑浸泡和 多次洗滌。氧管線上的閥門和儀表（尤其是與氧管相連的取壓管最好能夠解體脫脂， 脫脂前應將閥門拆成零件清除鐵銹等雜質后，浸入溶液內(nèi)脫脂；若閥件上有油污，先用 其他溶劑或方法清除油污，然后再用脫脂劑脫脂；脫脂后，閥門和零部件要用氮氣或干 燥

7、的壓縮空氣吹干后方能組裝，以防生銹。脫脂后的管件可用白色濾紙擦拭表面，紙上不出現(xiàn)油漬即脫脂合格；氮氣吹干后 應該兩端堵住，并用紗布包好,防止再被污染。若材料為碳鋼，脫脂之后,還要進行酸洗 鈍化。總之，氧管線必須進行嚴格認真地脫脂，否則將會留下嚴重的安全隱患。2. 2氣化爐黑水管道振動問題國內(nèi)有的德士古氣化裝置在運行過程中存在著氣化爐大黑水管線劇烈振動的情 況,對管道、閥門、支撐及地角螺栓處水泥地板造成損壞，同時存在著安全隱患，對正常生產(chǎn)造成不利影響。對于新建的德士古裝置，這個問題是能夠解決的。產(chǎn)生振動 的原因主要是由于管道過長，在傳輸?shù)倪^程中，由于管道阻力，大黑水管內(nèi)壓力下降，而 大黑水處于高

8、溫狀態(tài)，當壓力降到該溫度下的飽和蒸汽壓以下時，大量水分氣化，造成 水汽兩相流，從而產(chǎn)生水汽共振；當大黑水管線有多處拐彎，物料撞擊拐彎處，也是造 成振動的另外一個原因；停車時，大黑水切換至真空閃蒸罐之前，大黑水至真空閃蒸分 支一段溫度為常溫，切換后,溫度急劇升高，熱脹冷縮,使得該分支管線有略微畸變，這 樣也加劇了管道振動。所以在德士古氣化裝置的工程設計過程中 ，氣化爐大黑水管 線應不宜過長，同時盡量減少拐彎，也可適當安裝加固管道支架的辦法來減輕振動。2. 3煤漿泵軟管破裂問題某廠采用Feluwa雙軟管煤漿泵來傳輸水煤漿。圖2為Feluwa煤漿泵雙軟管結 構示意圖，在電機的帶動下，通過曲軸連桿活塞

9、進行直線往復運動，往復運動的活塞會 使液壓驅動液產(chǎn)生一定的體積變化。液壓驅動液使平隔膜產(chǎn)生凹凸變形，驅動平隔膜與軟管間的第二種液壓驅動液。二次液壓液將這一運動由平隔膜傳遞給軟管。而 輸送介質的流通通道呈直線形，介質從底部進口管路通過單向止逆閥，進入軟管腔，受 到軟管擠壓后，通過單向止逆閥進入出口管路。即被輸送的流體僅與軟管的內(nèi)側和 閥門相接觸，這樣，運動機構只在清潔的驅動液中運行，免除了固體的水煤漿顆粒對泵 的嚴重磨損，從而使泵的性能更加穩(wěn)定。該廠的煤漿泵使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)其軟管破裂，同時發(fā)現(xiàn)雙軟管和止逆閥處殘留有尖銳鐵屑，而這些鐵屑是在水煤漿制備過程 中棒磨機內(nèi)鋼棒相互碰撞摩擦時產(chǎn)生的。為

10、了減少水煤漿中的鐵屑，應在水煤漿進入煤漿泵入口管線上設置強力電磁鐵，吸附鐵屑，減輕雙軟管受到的損傷，延長其使用 壽命ChinaAll rights reserved.Publishing House. http:/w wwxnki .net 1994-2011Academic Journal Elect圖2Feluwa煤漿泵雙軟管結構示意圖2. 4爐頭氧氣切斷閥動作時間爐頭氧氣切斷閥動作時間對氣化爐成功投料很重要，動作時間以3. 0 3. 5s為宜。若開關動作過快，容易摩擦放電,易使高速純氧閃爆，同時造成閥門與管道劇烈振 動,易引起閥門管道損壞，也使得氧氣流量波動幅度過大，不利于投料。若閥門開

11、動作 時間過慢，氧氣入爐時間太晚，易造成投料失敗。所以在氣化爐原始投料之前，要嚴格 調試氧氣切斷閥188第39卷第8期唐煜，等:德士古氣化爐原始投料前幾點問題探討動作時間。2. 5氧氣調節(jié)閥放大器漏氣問題某廠為調試氧氣調節(jié)閥過程中，發(fā)現(xiàn)某些閥門無法動作,同時其放大器（booster漏 氣嚴重。拆開后發(fā)現(xiàn)放大器內(nèi)有不少固體顆粒，而其密封橡膠墊已被這些固體顆粒 磨破。這些固體顆粒來自未吹掃干凈的儀表氣源管線，定時清除放大器內(nèi)的雜質不是根本的解決辦法，由于固體顆粒的存在，放大器的橡膠密封墊將會不斷地被磨損，這 樣，氧氣調節(jié)法隨時可能有無法動作的情況發(fā)生，存在著嚴重的安全隱患。所以在氣 化爐頭一次投料

12、前，應嚴格認真吹掃干凈儀表氣源管線；最好在放大器儀表器管線入 口處加一具有過濾功能的減壓閥，即可過濾固體顆粒，又可防止氧氣總管壓力的波動 對閥門動作的影響，起到穩(wěn)定儀表氣工作壓力的作用。2. 6液相管道壓差式流量計取壓管的安裝化工管道中的大多數(shù)流量計是壓差式流量計，安裝在液相介質的管道上時，其取 壓管根部閥不宜朝上，因為液體中殘存的氣體將聚集到根部閥上部使流量計的壓差 膜盒上的壓力因介質變化造成了壓力變化，從而使得流量計壓差發(fā)生變化引起誤差， 造成流量計指示誤差。所以壓差式流量計的取壓管根部閥應水平安裝或向下傾斜安 裝。3結語除了以上問題外，在德士古氣化爐原始投料前，還有很多值得注意的地方，比

13、如： 氣化爐熱電偶應備有耐高溫螺栓，投料前北方地區(qū)應做好冬季的防凍工作。只有做 好工程設計和投料前的準備及調試工作，德士古氣化爐才能夠順利投料且更為安全 穩(wěn)定地運行。參考文獻1 王旭賓德士古煤氣化工藝燒嘴的探討J 上海化工，2000,25(11:15 18.2 王旭賓.德士古煤氣化裝置運行狀況及問題的探討J.煤氣與熱力,1997,17(6:6 12.3 許令啟.德士古煤氣化技術改造的幾個思路J.中氮肥，2003,3:19- 21.Study on Engineering Technique Problems of Texaco Gasifier Before Start upTANG Yu,Y

14、E Xi n,NI Lon g-yu(Shenhua Baotou Coal Chemical Co ,Ltd,Baotou014010,ChinaAbstract:TGP tech niq ue(Taxaco coal water slurry gasificati on tech niq uethat is one of high efficie ncy clea n coal gasifieati on tech-nique has bee n widely used in chemical industry for the past several years However,desi

15、gn and manufacture of feed injector that is one of the most crucial factors in TGP technique is not perfect In this paper,some research work was in troduced on TGP tech niq ue, the n methods to solve some serious engin eeri ng problems of TGP tech nique was prese nted and discussedKey words:Gasifica

16、ti on ;Coal water slurry;Oxyge n;Vibrati on云南化工2011年征訂啟事云南化工于1973年創(chuàng)刊，是國內(nèi)外公開發(fā)行的化學化工綜合性科技期刊?？?ISSN1004 275X/CN53 1087/TQ,廣告經(jīng)營許可證號 5300004000047 本刊以推動國內(nèi)化學工業(yè)的發(fā)展為已任，介紹云南省豐富的磷、有色金屬、煤等礦產(chǎn)和生 物資源及其它資源的科研成果，著眼于省內(nèi)和國內(nèi)材料科學的科研動態(tài)，報道相關化 學化工科研開發(fā)成果，交流設計與生產(chǎn)經(jīng)驗，開展學術討論。自2005年起本刊調整了 欄目，新增"專家專欄"和"碩博論壇"兩個欄目，前者介紹教授級別的研究者，后者推