2013年第18期內(nèi)蒙古石油化工105大型水煤漿氣化裝置的技術(shù)改造代厚鑫,劉澤(中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司,內(nèi)蒙古包頭014010)摘要:文章針對GE水煤漿氣化技術(shù)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題,進(jìn)行了詳細(xì)分析,并采取了相應(yīng)的技術(shù)改造措施,改造后生產(chǎn)穩(wěn)定,并對所做的相關(guān)改造進(jìn)行了逐一介紹。關(guān)鍵詞:煤漿;氣化;改造中圖分類號(hào):TQ545文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-7981(2013)18-0105-03神華包頭煤制烯烴項(xiàng)目是以煤炭為原料生產(chǎn)施、廠外工程等,項(xiàng)目總投資170億元。于2007年9聚烯烴產(chǎn)品。主要生產(chǎn)裝置包括7×1500噸/日投煤月23日裝置區(qū)施工開工,至2010年5月28日全面建量煤氣化裝置、180萬噸/年甲醇裝置、60萬噸/年成。該項(xiàng)目氣化裝置引進(jìn)的GE水煤漿加壓氣化工TO裝置、30萬噸/年聚乙烯裝置、30萬噸/年聚藝生產(chǎn)合成氣為180萬噸/年產(chǎn)甲醇提供原料氣。氣丙烯裝置,以及配套的3×480t/h產(chǎn)汽量鍋爐、2×化裝置于2009年12月26日終交。于2010年5月3050MW發(fā)電機(jī)組自備熱電站等公用工程、輔助設(shè)日第一臺(tái)氣化爐投料試車成功。2010年9月7日實(shí)錄。吸水剖面測試數(shù)據(jù)表明該井注水量為周圍注水井的1.3倍。新工藝無需更換管柱,較常規(guī)直井壓裂工藝相比時(shí)間減少4-6d,施工效率提高2倍以上,有效降低壓裂操作成本。4取得的認(rèn)識(shí)研發(fā)的直井不動(dòng)管柱10段壓裂技術(shù)實(shí)現(xiàn)了油田多段壓裂工藝的更新?lián)Q代,具有精細(xì)控制不同層段、加砂規(guī)模大、施工效率高、成本低的特點(diǎn)。該技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用,可成為大慶油田二、三類儲(chǔ)層精細(xì)挖潛、外圍低滲透及海塔復(fù)雜巖性儲(chǔ)層進(jìn)步提高動(dòng)用儲(chǔ)量及單井產(chǎn)量的主體技術(shù),可在油田內(nèi)部及國內(nèi)其它油田推廣應(yīng)用。[參考文獻(xiàn)]圖截止目前該項(xiàng)技術(shù)在在大慶油已累計(jì)應(yīng)用該項(xiàng)[1]孫才鈞.直井機(jī)械分層壓裂技術(shù)及應(yīng)用研究技術(shù)近500口井,取得了良好的效果。其中在GF103[].內(nèi)蒙古石油化工,2011,(5):90~9113井進(jìn)行了不動(dòng)管柱壓裂10段現(xiàn)場試驗(yàn),管柱設(shè)[2]李興煜.不動(dòng)管柱分層壓裂技術(shù)研究[門].石油計(jì)見圖6所示。該井鉆遇YI2-FI41共計(jì)12個(gè)小礦場機(jī)械.2008,37(9)9:103~106層,共加砂量65m3,壓裂液用量545m3,全部施工時(shí)[3]王尊策,徐艷,李森,呂鳳霞.深層氣井壓裂管間僅為6小時(shí),各層噴砂器滑套均成功打開,施工過柱突擴(kuò)結(jié)構(gòu)內(nèi)流態(tài)及磨損規(guī)律模擬[J].大慶程順利,創(chuàng)造了大慶直井不動(dòng)管柱壓裂層段數(shù)新紀(jì)石油學(xué)院學(xué)報(bào),2010,10(5):87~91中國煤化工收稿日期:2013-08-07CNMHG作者簡介:代厚鑫(1986-),男,神華包頭媒化工分公司氣化工藝工程師,20工程與工藝專業(yè),現(xiàn)從事水煤漿氣化技術(shù)管理工作。106內(nèi)蒙古石油化工2013年第18期現(xiàn)5臺(tái)氣化爐運(yùn)行,總負(fù)荷75‰~80%至2010年122存在問題及技術(shù)改造月28日第七臺(tái)氣化爐投料試車成功。2011年1月12.1粗渣皮帶輸送系統(tǒng)改造日試車結(jié)束進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營階段?；颈３?臺(tái)爐裝置原設(shè)計(jì)兩套粗渣輸送皮帶機(jī)、斗提機(jī),由于滿負(fù)荷運(yùn)行,最高負(fù)荷達(dá)到1035%。經(jīng)過三年多的在輸送過程中粗渣的沖刷、腐蝕性強(qiáng),斗提機(jī)的提生產(chǎn)運(yùn)行,顯示出該裝置生產(chǎn)能力大、運(yùn)行穩(wěn)定、操斗、皮帶及托輥磨損非常嚴(yán)重,皮帶回程過程中帶渣作彈性大的特點(diǎn)。比較嚴(yán)重,多次因皮帶、斗提機(jī)故障影響生產(chǎn),且區(qū)1氣化裝置運(yùn)行簡介域環(huán)境衛(wèi)生極差,使用3個(gè)多月設(shè)備基本報(bào)廢。2010氣化裝置設(shè)計(jì)滿負(fù)荷投煤漿量為425m3/h,生年10月份停車檢修期間,拆除皮帶機(jī)、斗提機(jī),改造產(chǎn)有效氣5.3×105Nm3/h。從2011年1月1日至2013為直接用車在撈渣機(jī)下料口接渣,以后從未因渣外年8月20日,生產(chǎn)運(yùn)行900天,2011年大修45天,運(yùn)影響生產(chǎn),現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生也有了較大的改善。2012年大修19天,2013大修34天。2011年全年平2.2真空過濾機(jī)系統(tǒng)改造均生產(chǎn)負(fù)荷為86.18%,2012年平均日生產(chǎn)負(fù)荷為裝置原設(shè)計(jì)3臺(tái)真空過濾機(jī)2開1備,單臺(tái)最大99.25%,2013年截至8月20日,平均日生產(chǎn)負(fù)荷為處理黑水35m3/h,但實(shí)際只能處理約10~15m3/h98.43%。除了倒?fàn)t操作和更換工藝燒嘴投料操作系統(tǒng)實(shí)際產(chǎn)生約60m3/h黑水,處理不掉的部分黑外,基本保持5臺(tái)氣化爐滿負(fù)荷運(yùn)行。各臺(tái)氣化爐累水排入研磨水池,沉降后送入沉降槽導(dǎo)致惡性循環(huán),計(jì)運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)轉(zhuǎn)率見表1。致使沉降槽攪拌器2次扭斷聯(lián)軸節(jié)螺栓而影響生表1氣化爐累計(jì)運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)轉(zhuǎn)率統(tǒng)計(jì)表產(chǎn)。目前已改造新加2臺(tái)處理能力在45m3/h的過濾爐號(hào)機(jī),新過濾機(jī)運(yùn)行后,沉降過濾系統(tǒng)恢復(fù)正常。運(yùn)行時(shí)網(wǎng)b)1440414171157901476216098143702.3撈渣機(jī)擴(kuò)能改造運(yùn)轉(zhuǎn)事(%)6696561731070.386.3474536.53氣化排渣系統(tǒng)原配套的7臺(tái)撈渣機(jī)電機(jī)功率為7.5KW左右,在原料煤灰分發(fā)生波動(dòng)、鎖斗系統(tǒng)發(fā)在先后解決了煤質(zhì)、水系統(tǒng)結(jié)垢、燒嘴使用壽命生故障等情況時(shí),撈渣機(jī)的瞬時(shí)撈渣量會(huì)大幅提升,短以及氣化爐的向火面磚更換等冋題后。目前氣化極易造成撈渣機(jī)故障或過載停機(jī)。由于撈渣機(jī)渣倉裝置運(yùn)行狀況良好,單爐運(yùn)行最長179天,已達(dá)到同的攪拌器葉片直徑較小,轉(zhuǎn)速較低,無法有效的起到行業(yè)先進(jìn)水平,渣口磚使用30004500小時(shí),筒體攪拌作用,導(dǎo)致渣倉積灰嚴(yán)重,渣易沉淀,檢修工作磚使用8000~12000時(shí),下降管使用約12000小量較大,且影響烘爐水循環(huán)的水質(zhì)將撈渣機(jī)配套的時(shí),激冷環(huán)使用壽命約3000時(shí),達(dá)到同行業(yè)平均電機(jī)功率升級(jí)為15KW;增加渣倉攪拌器葉片直徑,水平。撈渣機(jī)攪拌器的電機(jī)功率也由7.5KW增加至表2實(shí)際運(yùn)行性能數(shù)據(jù)15KW配套的減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造。改造后效果良運(yùn)行值設(shè)計(jì)值好,可以有效的滿足生產(chǎn)需要,應(yīng)對原料煤的波動(dòng)或#2#3#4#5#6#7#鎖斗故障帶來的灰渣量的波動(dòng)和異常。單爐能力00+H2:KNm3/)10.610.410.610.610.510.610.510.6比氧耗(Nm3/KNm)399389399389393933892.4預(yù)熱水系統(tǒng)改造比煤耗(Kg/Khm3)65461860561l602604氣化爐升溫階段激冷水過濾器經(jīng)常堵塞,原因有數(shù)氣(0+H2:V)79.080413.98.18180.619.413.9是預(yù)熱水來自渣倉,水質(zhì)差。氣化爐升溫階段所需激冷水量150t/h,為了解決激冷水過濾器在開車前堵氣化裝置設(shè)計(jì)單爐生產(chǎn)有效氣(CO+H2)為塞問題,預(yù)熱水可改用低壓灰水作為激冷水,但渣池10.6×10Nm3/h,每生產(chǎn)1000Nm3一氧化碳和氫氣泵能力小(80t/h)不能完成水循環(huán)。同時(shí),如利用低(CO+H2)原料煤耗(干基)不超過65Kg,純氧氣消壓灰水作為氣化爐升溫期間的激冷水,低壓灰水泵耗不超過399Nm3。2012對7臺(tái)氣化爐分別進(jìn)行72能力稍顯不足,考慮到預(yù)熱水泵能力為27r/h,只需小時(shí)性能測試,各項(xiàng)主要指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于PDP保證5臺(tái)泵即可滿足7臺(tái)爐升溫用水,故增設(shè)預(yù)熱水泵出值,實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)對比見表2。合成氣中有效口到渣池泵許通件4怕時(shí)刻使用預(yù)熱氣體(CO+H2)含量及消耗受到較多因素的影響,主水泵替代渣中國煤化工熱水泵挪作低要包括原料煤的煤質(zhì)、操作溫度、燒嘴的混合效果、壓灰水泵用CNMHG中心氧的比例及煤漿濃度等。2.5燒嘴冷卻水管線改造2013年第18期代厚鑫等大型水煤漿氣化裝置的技術(shù)改造工藝燒嘴冷卻水接口尺寸為11/2″”,但其接管、三通閥及軟管尺寸均為4”,重量重,會(huì)將工藝燒嘴冷沖洗木進(jìn)口卻水連接管壓變形,同時(shí)增加了氣化爐工藝燒嘴的起吊難度,延長了燒嘴更換時(shí)間。在滿足流量的情況下,將燒嘴冷卻水進(jìn)出口切斷閥之間的管線、閥門由均布支一DN100改造為DN50。激冷水進(jìn)口冷水出口2.6洗滌塔排水管線改造在2011年~2012年的運(yùn)行過程中,由于氣化水系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重,洗滌塔排水管線開車頻繁堵塞,氣化沖洗水出口爐從開車到并氣實(shí)際非常長,處理難度非常大,且存在著極大的安全隱患。通過對排水管線增加高壓沖圖1原過濾器結(jié)構(gòu)簡圖洗水管線改造及投料前后對洗滌塔排水管線進(jìn)行沖洗操作,實(shí)際使用效果良好,解決了投料后洗滌塔排水管線堵塞問題。2.7水煤氣分離器過濾器改造氣化爐生產(chǎn)的水煤氣經(jīng)過水煤氣輸送器送出口的兩根合成氣主管線送至下游變化裝置。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,由于氣化系統(tǒng)壓力是由下游裝置控制的,經(jīng)常出現(xiàn)壓力波動(dòng),造成水煤氣帶水帶灰現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,對下游的對變換和低溫甲醇洗單元的觸媒、操作等都帶來許多不良影響。通過在氣化裝置送往下游凈化裝置的兩根合成氣主管線上分別增加合成氣圖2新過濾器結(jié)構(gòu)簡圖分離器及合成氣過濾器,來除去水煤氣中夾帶的水2.9關(guān)鍵手動(dòng)閥改造份和灰份,減少和避免對下游變換裝置觸媒造成的氣化裝置多數(shù)閥門壓力等級(jí)高、尺寸大,使用一損壞。段時(shí)間后,由于閥芯結(jié)垢開關(guān)一次閥門勞動(dòng)強(qiáng)度大,粗合成氣由水煤氣分離器的中部進(jìn)入,氣體折耗時(shí)長為了降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高效率需流向上,與來自變換的高溫變換冷凝液噴淋接觸,通將以上各閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整,將部分關(guān)鍵手動(dòng)閥過設(shè)置在水煤氣分離器內(nèi)部的旋風(fēng)分離裝置后,去門改為電動(dòng)或液動(dòng)。除合成氣中夾帶的水滴和細(xì)灰,并被收集在水煤氣2.10脫氮塔分離器底部減壓后送至高壓閃蒸罐處理。由分離器由于全廠水平衡系統(tǒng)問題,氣化裝置外排廢水頂部離開水煤氣分離進(jìn)入合成氣過濾器,自上而下量較小,廢水中的COD和氨氮較高,且污水中心的通過由瓷球構(gòu)成的濾床層后,夾帶的細(xì)灰被滯留在處理能力有限導(dǎo)致全廠廢水系統(tǒng)運(yùn)行困難存在極床層之上,合成氣由過濾器底部出口離開設(shè)備后送大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。為了減輕污水中心的壓力,通過氣化往變換系統(tǒng)。污水脫氨改造,脫出廢水中的氨氮來,降低氣化裝置2.8激冷水過濾器改造外排廢水中的氨氮。從實(shí)際使用情況來看,在保證進(jìn)原設(shè)計(jì)的兩臺(tái)激冷水過濾器,為一開一備,但是口灰水pH在11以上時(shí),脫氨效果較好,可以保證在由于此過濾器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,1立方米的過濾器容氨氮的脫除值在100ppm以上。積偏小,在使用過程中易堵塞,過濾器在短期內(nèi)切換3結(jié)論就變得頻繁,使用低壓灰水沖洗達(dá)不到預(yù)期效果,然氣化裝置經(jīng)過三年來的改造和整頓,使得系統(tǒng)中的制約了氣化爐的使用壽命。通過新增一臺(tái)激冷在生產(chǎn)中暴露出的設(shè)計(jì)、設(shè)備等問題和薄弱環(huán)節(jié)得水過濾器,并改進(jìn)了過濾器的結(jié)構(gòu)型式,解決了激冷到了解決,生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定,各項(xiàng)消耗指標(biāo)也得到大幅水過濾器的堵塞問題。新舊激冷水過濾器的結(jié)構(gòu)型度的下降,但中國煤化工渣、激冷室?guī)綄Ρ纫娤聢D1和圖2,建議激冷水過濾器最好采用水、合成氣管CNMH在以后的運(yùn)倒置籃式結(jié)構(gòu)。行過程中完善、解決。