第4期中氮肥2016年7月M-Sized Nitrogenous Fertilizer progressJul.2016GE水煤漿氣化工藝燒嘴的運行與改造賈喆,潘進平,許明,胡楠(中海石油華鶴煤化有限公司,黑龍江鶴崗154100[摘要]針對海油華鶴C玊水煤氣化裝置氣化爐氧氣流量調(diào)節(jié)不靈活、氧氣爐頭壓力高、氧氣流量無法加大限制氣化爐生產(chǎn)能力的問題,通過對工藝燒嘴外環(huán)氧環(huán)隙尺寸進行改進,使氣化爐操作負(fù)荷彈性加大,氣化爐爐壁高溫區(qū)下移,在穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下,提高了產(chǎn)能,創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。[關(guān)鍵詞]CE水煤漿氣化裝置;氣化爐;工藝燒嘴;外環(huán)氧環(huán)隙尺寸;改進[中圖分類號]TQ545[文獻標(biāo)志碼]B[文章編號]1004-9932(2016)04-0030-02中海石油華鶴煤化有限公司(簡稱“海油揮發(fā)分35.97%,全硫O.1%,固定碳含量54.41%華鶴”)300kU/a合成氨、520kt/a大顆粒尿素發(fā)熱量(Qnet,ar)6240keal/kg;半球溫度項目是中國海油第一套煤化工示范項目。其氣化(mT)1419℃,流動溫度(FT)1486℃;石工藝采用美國GE水煤漿加壓氣化,共3臺氣化灰石添加比例3%,添加石灰石后灰渣流動溫度爐,兩開一備;雙爐投煤量(干基)1376υd,為1250℃。有效氣(CO+H2)產(chǎn)量2.159×10°m3/d;氣化對原料煤的灰熔點進行了分析,數(shù)據(jù)見表壓力6.5MPa,灰水處理采用四級閃蒸技術(shù)。1;添加石灰石后灰渣粘溫特性曲線見圖1。水煤漿加壓氣化過程中,石灰石添加量占原表1原料煤灰熔點分析數(shù)據(jù)料煤總量的3%,操作上實行精細(xì)化管理,制定了燒嘴檢維修臺帳,并根據(jù)其檢修情況科學(xué)制定樣品編號灰熔融性/℃DT ST HT FT氣化爐運行周期;規(guī)定燒嘴頭部端面加工2次后原料煤12301310133013902015-973原料煤+3%石灰石1170120012101250必須更換,對燒嘴維修不斷提高要求,燒嘴的使2015-974原料煤+6%石灰石1180120012101210用壽命均在60d以上。氣化裝置開車運行1a1000來,未出現(xiàn)過計劃運行周期內(nèi)燒嘴冷卻水盤管與夾套破裂的事故。但開車以來氣化爐氧氣流量調(diào)10節(jié)不靈活,氣化爐滿負(fù)荷運行時,氧氣爐頭壓力高達8.5MPa,氧氣調(diào)節(jié)閥開度達8%氧氣流量盞o仍達不到18000m3/h,限制了氣化爐的生產(chǎn)能力。為此,進行原因分析后,對工藝燒嘴進行了14011601180120012201240126012801300132013401360相應(yīng)的改造,使氣化爐操作彈性得到加大。1所用煤種煤質(zhì)情況圖1灰渣粘溫特性曲線(添加3%的石灰石)海油華鶴“30·52”項目地處黑龍江鶴崗2工藝燒嘴運行概況市,冬季最低溫度達-30℃,使用鶴崗地區(qū)煤工藝燒嘴為美國GE公司生產(chǎn),由國內(nèi)航天炭,其特點是灰分、灰熔點較高,需摻燒石灰石十一所進行維修,制定有專門的燒嘴檢維修臺來降低煤的灰熔點,以維持氣化爐的正常、穩(wěn)定帳,對使用燒嘴維修前的尺寸進行測繪,維修后運行。的尺寸也進行測繪,且具體的維修方法與維修影煤質(zhì)分析主要參數(shù)如下:原料煤灰分13.9%,像資料都予以保存。[收稿日期]2016-02-開車運行以來,系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定,隨著操[作者簡介賈喆(1987-),男,遼寧康平人,助理工程師。作經(jīng)驗的逐漸豐富和各級管理人員對系統(tǒng)研究的第4期賈喆等:GE水煤漿氣化工藝燒嘴的運行與改造31逐漸深入,加之嚴(yán)峻的經(jīng)濟形勢和市場競爭,提4.2系統(tǒng)運行情況高生產(chǎn)負(fù)荷、增大產(chǎn)量成為企業(yè)扭虧為盈的主要工藝燒嘴尺寸調(diào)整后,氧氣流量可以加至法寶,其中,提高煤漿濃度、增加氣化爐投煤量18810m3/h,且氧氣調(diào)節(jié)閥開度由85%降至成為增產(chǎn)的主要手段。氣化爐氧氣管線氧氣流量41%;氣化爐進煤漿流量也由之前的最大36在17900m3/h工況下,氧氣爐頭壓力高,氧氣m3/h增至38m3/h且還有提高的余地,氣化爐流量調(diào)節(jié)閥開度達δ5%,氣化爐進煤漿流量最爐壁溫度正常,整體運行無明顯異常;氧氣主管大在36m3/h,為保證氣化爐的正常運行,只能線壓力降低后,減小了空分裝置運行的壓力,提由空分裝置提高氧氣主管線壓力,氧氣流量無法高了系統(tǒng)的操作彈性及企業(yè)的經(jīng)濟效益。加大成為限制氣化爐負(fù)荷提高的主要因素;運行4.3氣化爐流場與燒嘴壓差過程中,燒嘴冷卻水進出口溫差在1.5℃以內(nèi),工藝燒嘴尺寸調(diào)整后,隨著燒嘴外環(huán)氧環(huán)隙燒嘴冷卻水流量為23m3/h。的變化,整體的流場也發(fā)生了改變,主要表現(xiàn)為3問題分析爐壁高溫區(qū)下移,由之前的頸部下移到中心線位置,氣化爐流場趨于合理。更改外環(huán)氧環(huán)隙前3.1氧氣爐頭運行壓力數(shù)據(jù)對標(biāo)后,氣化爐C的燒嘴壓差變化情況見表4。選擇內(nèi)蒙古某同類型企業(yè)氣化爐進行對比,表4外環(huán)氧環(huán)隙調(diào)整前后氣化爐C燒嘴壓差變化情況氧氣爐頭運行參數(shù)對比見表2燒嘴環(huán)隙煤漿流量燒嘴壓差氧氣流量項目表2氧氣爐頭運行數(shù)據(jù)對比/kPa氧氣主氧氣流量調(diào)氧氣入燒氧氣調(diào)節(jié)氧氣調(diào)節(jié)閥改進前l(fā)7712項目管壓力節(jié)閥后壓力嘴前壓力閥開度前后壓差3.17517770收進后MPa36018696某同類企業(yè)8.3297.4177.390.9124.4氣體成分海油華鶴8.7008.58.500.173.2原因分析在煤漿濃度為63.7%的情況下,工藝燒嘴尺寸調(diào)整前后氣體成分見表5。由表5可以看由表2可知:內(nèi)蒙古某同類企業(yè)氧氣調(diào)節(jié)閥前后壓差為0.912MPa,海油華鶴氧氣調(diào)節(jié)閥前出,工藝燒嘴改進后,有效氣(CO+H2)含量后壓差為0.170MPa;內(nèi)蒙古某同類企業(yè)氧氣入為82.31%(>82%),與改進前基本一致。表5工藝燒嘴尺寸調(diào)整前后氣體成分對比%爐前壓力為7.39MPa,海油華鶴氧氣入爐前壓力為8.50MPa(GE公司要求氧氣壓力不得低于項目COCHa Ar H,s改進前46.5836.5816.330.110.010.068.36MPa)。由此判斷,海油華鶴氣化爐燒嘴的改進后45.1437.1717.210.110.040.05外環(huán)氧環(huán)隙設(shè)計較小。于是與專利商GE公司商議對工藝燒嘴外環(huán)氧通道進行改造。GE公司通4.5粗渣殘?zhí)窟^計算,決定將工藝燒嘴外環(huán)氧環(huán)隙加大0.705工藝燒嘴改造前,粗渣殘?zhí)科骄鶠?.23%;工藝燒嘴改進后,粗渣殘?zhí)科骄鶠?.25%,基mm,即由2.470mm增至3.175mm。本相當(dāng)?？梢?氣化爐的氣化反應(yīng)與燒嘴的霧化4改進效果效果未受到影響。4.1氧氣爐頭壓力5結(jié)束語將工藝燒嘴外環(huán)氧環(huán)隙加大0.705mm后,針對海油華鶴氣化裝置氣化爐氧氣流量調(diào)節(jié)氧氣爐頭壓力發(fā)生了明顯的變化,詳見表3表3工藝燒嘴改進前后氧氣爐頭壓力對比不靈活、氧氣爐頭壓力高、氧氣流量無法加大限制氣化爐生產(chǎn)能力的問題,通過對工藝燒嘴外環(huán)氧氣主氧氣入燒氧氣調(diào)節(jié)氧氣調(diào)節(jié)閥項目管壓力節(jié)閥后壓力嘴前壓力閥開度前后壓差氧環(huán)隙尺寸進行改進,使氣化爐操作負(fù)荷彈性加大,氣化爐爐壁高溫區(qū)下移,在穩(wěn)定生產(chǎn)的前提改進前8.7008下,提高了產(chǎn)能,創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益——花改進后1.600小錢辦了大事,不失為企業(yè)扭虧增盈的好舉措。