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        粉煤氣化裝置工藝管道優(yōu)化

        2018-03-31 17:26:50張曉陽
        山東化工 2018年13期
        關(guān)鍵詞:粉煤除氧器閃蒸

        張曉陽

        (中海油石化工程有限公司,山東 濟南 250101)

        我國化石能源的特點是富煤、少油、缺氣[1]。煤化工產(chǎn)業(yè)在我國已經(jīng)進入工業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模產(chǎn)能擴張時期,并且對石化行業(yè)產(chǎn)生越來越重要的影響。其中粉煤加壓氣化作為先進的煤氣化技術(shù)之一[2]在國內(nèi)有大量的裝置在運行。本文對粉煤氣化裝置設(shè)計運行過程中的部分問題進行了探討優(yōu)化,希望對相關(guān)人員有所幫助。

        1 工藝流程描述

        粉煤加壓氣化裝置分為4個工段:磨煤干燥、粉煤加壓輸送、粉煤氣化以及渣和灰水處理。工藝流程簡述如下:原料煤經(jīng)磨煤機研磨并通入熱的惰性氣體干燥后吹送至袋式過濾器,經(jīng)分離后由螺旋輸送機送至粉煤加壓輸送工段的粉煤貯罐;然后煤粉經(jīng)鎖斗加壓后送至粉煤給料罐后通過高壓二氧化碳/氮氣送至氣化工段;粉煤和氧氣/蒸汽混合氣經(jīng)粉煤燒嘴噴入氣化爐反應(yīng)生成合成氣,未反應(yīng)的灰渣經(jīng)冷卻固化破碎后排至撈渣設(shè)備;合成氣經(jīng)激冷、增濕、除塵后送變換系統(tǒng);來自氣化爐和洗滌塔的黑水經(jīng)過兩級閃蒸之后輸送到沉降設(shè)備,在澄清除氧后,經(jīng)由泵送進行循環(huán)再利用。

        2 存在的問題及探討優(yōu)化

        2.1 寒冷天氣保證穩(wěn)定運行

        寒冷天氣運行時,容易造成濕煤受冷結(jié)塊,造成稱重給煤機進煤中斷,磨煤機停車,影響安全穩(wěn)定生產(chǎn)。所以在冬季運行時,投用原料煤倉伴熱蒸汽,提高了冬季運行原煤倉的溫度,避免結(jié)冰成塊現(xiàn)象的發(fā)生。氣溫回升后,需要及時停伴熱。伴熱投運后,關(guān)注好原煤倉溫度,以防煤倉溫度過高高,導(dǎo)致粉煤自燃。原煤倉消防氮氣閥門不能完全關(guān)閉,保證原煤倉惰性環(huán)境。

        粉煤溫度較低,流化效果不好,為粉煤給料罐增加伴熱管,提高了粉煤溫度,有利于粉煤流化降低輸送過程中的阻力。當?shù)蛪赫羝麎毫^低時,粉煤給料罐溫度會低于指標,需關(guān)注好伴熱低壓蒸汽的壓力,將給料罐溫度控制在合理的指標內(nèi)。

        2.2 節(jié)省公用物料及電能

        2.2.1 節(jié)省低壓氮氣

        在密封風(fēng)風(fēng)機出口管線和磨煤機磨輥密封低壓氮氣管線之間增設(shè)聯(lián)通管線,作為磨輥密封氮氣,低壓氮氣作為補充,可以節(jié)省低壓氮氣用量。去磨輥密封低壓氮氣閥門開度要適度;開度過小壓差低起不到密封作用,過大則會導(dǎo)致低壓氮氣倒入密封風(fēng)機出口管線。調(diào)節(jié)去磨輥密封低壓氮氣閥門時要緩慢,并與主控聯(lián)系關(guān)注好密封風(fēng)與一次風(fēng)的壓差。

        2.2.2 節(jié)省電能

        在原工藝流程中,稀釋風(fēng)機用來降低管線中的水分含量,但其未運行過。取消稀釋風(fēng)機,可以節(jié)省部分電能,將常壓氮氣補入系統(tǒng),對補充的常壓氮氣閥門控制好其開度,關(guān)注好惰性循環(huán)氣的水含量。

        2.2.3 凝液回收利用

        常壓罐液相至沉降槽管線可以將冷凝液回收至沉降槽,循環(huán)利用。當冷凝液水質(zhì)較差時,會影響系統(tǒng)水質(zhì)。發(fā)現(xiàn)水質(zhì)較差時,增大系統(tǒng)水置換量,保證系統(tǒng)運行安全。

        低壓蒸汽冷凝液至除氧器管線可使得冷凝液能夠補進系統(tǒng),改善水質(zhì),減少脫鹽水補水量。由于蒸汽冷凝液溫度較高,導(dǎo)致除氧器水溫較高,影響除氧水泵打量,需嚴格控制工藝指標。

        2.3 增加管件或設(shè)備優(yōu)化流程

        2.3.1 增加管道過濾器

        鎖斗充氣錐和管道充氣器前高壓二氧化碳管線加過濾器,消除粉煤倒入二氧化碳管線的風(fēng)險,同時定期檢查過濾器,防止其內(nèi)件堵塞或損壞,影響管線安全。

        2.3.2 增加氮氣加熱器

        低壓氮氣溫度低在進入粉煤儲罐充氣錐、管道充氣器時會形成露點,影響粉煤輸送。增設(shè)低壓氮氣加熱器使得進入上述兩設(shè)備的低壓氮氣能夠預(yù)熱,可以提高了粉煤流化程度,利于粉煤輸送。需要關(guān)注好低壓蒸汽壓力及低壓氮氣壓力,防止低壓氮氣壓力低于蒸汽壓力。當出現(xiàn)這種情況時,及時將低壓氮氣預(yù)熱器切出。

        2.3.3 增加限流孔板

        在加限流孔板前,粉煤給料罐泄壓時的氣流會直接進入粉煤儲罐過濾器,對粉煤儲罐過濾器內(nèi)件沖擊力較大,長時間運行會造成設(shè)備損壞。增設(shè)限流孔板后,會對泄壓氣流進行降壓節(jié)流,減輕了對粉煤儲罐過濾器內(nèi)件的沖擊力。需要注意的是當氣化爐需要快速減量時,泄壓氣流跟不上,會導(dǎo)致粉煤給料罐與氣化爐壓差高于指標,此時需重點關(guān)注好此壓差。

        2.4 增加管線/跨線優(yōu)化流程

        2.4.1 高閃閃蒸汽增設(shè)去往除氧器分流管線

        原設(shè)計中高閃閃蒸汽只能去汽提塔和水進行加熱,增設(shè)去往除氧器分流管線后既解決了開車時給系統(tǒng)水加熱的問題又實現(xiàn)了高閃閃蒸汽向除氧器分流的目的。高閃閃蒸汽向除氧器塔釜分流時,若阻力增大會造成高壓閃蒸壓力小幅波動,往除氧器分流的閥門的開度要掌握好。

        2.4.2 除氧水泵出口至高壓閃蒸汽提塔回流管線

        高壓閃蒸壓力高時,除氧水泵因高壓閃蒸壓力波動而不打量,造成汽提塔補水困難,可以用此管線向汽提塔塔釜補水,來保證液位。用此管線補水時,會導(dǎo)致高壓閃蒸汽與水無法換熱,閃蒸汽量大,增加水冷負擔,甚至?xí)?dǎo)致高壓閃蒸壓力再度升高。因此,此管線僅作為應(yīng)急管線,待汽提塔液位補至指標時,要及時調(diào)整,直至關(guān)閉。

        2.4.3 低壓灰水泵回流管線至除氧器倒淋管線

        當?shù)蛪夯宜コ跗髯枇^大時,無法給除氧器補水,可以用此管線給除氧器補水。此管線若長時間不用,有被積泥堵塞的危險,導(dǎo)致除氧器倒淋無法正常排放。在不需要使用的時候,閥門也不可全部關(guān)閉,保持小流量運行。

        2.4.4 二期粉煤循環(huán)管線一期粉煤循環(huán)管線增加聯(lián)通管線

        增加聯(lián)通管線后可以使一、二期的粉煤能互相利用。使用或停用該粉煤循環(huán)管線時,需抽加盲板,因此在抽加盲板時必須與主控室操作人員聯(lián)系好,避免在氣化爐跳車時粉煤三通換向閥突然換向,粉煤管線吹掃閥打開造成人員窒息。所以人員作業(yè)時必須戴長管面具;出現(xiàn)跳車情況粉煤吹掃閥突然打開時,應(yīng)緊急關(guān)閉吹掃閥。

        2.5 其他

        2.5.1 袋式過濾器錐部增設(shè)消防氮氣管線

        袋式過濾器錐部積煤過多容易導(dǎo)致悶燃事故發(fā)生,在人孔處增加3根低壓氮氣管線,作為消防氮氣。閥門不能常開,更不能開大,防止袋式過濾器超壓,防爆板爆裂?,F(xiàn)場閥門關(guān)閉,只能應(yīng)急時使用;并且使用時與中控聯(lián)系好,關(guān)注好系統(tǒng)壓力。

        2.5.2 中壓汽包充壓氣由的高壓氮氣換成高壓二氧化碳

        中壓汽包使用二氧化碳充壓,但二氧化碳氣體帶油,影響汽包內(nèi)的水質(zhì)。換成高壓氮氣后,氣體質(zhì)量變好,水質(zhì)消除了被污染的風(fēng)險。但在氮氣和二氧化碳聯(lián)通處,存在互竄風(fēng)險,需加盲板。

        2.5.3 燒嘴開工氧管線除油

        開工氧路及燒嘴管線在每次開車前都要拆開對其進行除油處理,不僅浪費人力物力而且影響開車進程。將低壓蒸汽通至開工氧吹掃氮氣管線,在每次氣化爐開車前,只需用此管線煮燒嘴1個小時即可滿足需要。正常運行時,存在高壓串低壓風(fēng)險,需在正常運行時,對低壓蒸汽管線進行加盲板以隔離。

        2.5.4 真閃分離罐下液管去灰水槽改至沉降槽

        真閃下液原設(shè)計是去灰水槽,但由于會造成液泛,導(dǎo)致灰水濁度高。改去去沉降槽,解決了灰水因液泛而造成濁度高的情況。在排放水封倒淋時,關(guān)注好水封液位,防止液位過低破壞真閃系統(tǒng)真空度。

        2.5.5 燒嘴冷卻水緩沖罐放空加粗

        放空管原管徑在氣化爐降壓時,不能保證氣化爐與燒嘴冷卻水緩沖罐壓差,加粗管徑后該壓差能保證在指標內(nèi)。如果閥門內(nèi)漏時,會造成燒嘴冷卻水緩沖罐壓力降低,需重點關(guān)注好氣化爐與燒嘴冷卻水緩沖罐壓差。

        3 結(jié)語

        粉煤加壓氣化技術(shù)作為一種成熟的煤轉(zhuǎn)化技術(shù),在我國有較多的應(yīng)用并取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。越來越多的設(shè)計和運行經(jīng)驗必定會讓其發(fā)揮更大更好的作用,為保障國家的能源安全提供更大助力。

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