6內(nèi)蒙古石油化工2015年第6期哈爾濱氣化廠PKM氣化爐“雙高”現(xiàn)象原因與分析王猛(遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司,遼寧阜新123000)摘要:本文通過對影響PKM氣化爐長周期穩(wěn)定運(yùn)行的“雙高”現(xiàn)象的分析,提出了針對性改進(jìn)措施,認(rèn)為通過改進(jìn)可以延長氣化爐的使用壽命、提高煤氣質(zhì)量,最終提高PKM氣化爐的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率。關(guān)鍵詞:PKM加壓氣化爐;氣化爐出口溫度;灰鎖溫度;雙高現(xiàn)象中圖分類號:TE357文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-7981(2015)06-0086—02煤炭氣化是合理使用煤炭資源的有效途徑之甚至?xí)霈F(xiàn)爆炸現(xiàn)象,也是潔凈煤技術(shù)的重要組成部分,其核心設(shè)備為1.3夾套燕汽產(chǎn)量和夾套鍋爐給水耗量大且大幅氣化爐。當(dāng)前,綜合效率高、工藝成熟、推廣應(yīng)用廣泛度波動且不斷向前發(fā)展的爐型應(yīng)首推碎煤加壓氣化爐,習(xí)氣化爐為雙層夾套式壓力容器,在內(nèi)外層之間慣上稱魯奇爐。哈爾濱氣化廠使用的魯奇爐也稱要注入中壓鍋爐給水,此時水量消耗非常大,副產(chǎn)的PKM加壓氣化爐。蒸汽增多,汽包中更多的水被氣化進(jìn)入氣化爐,引起氣化爐在生產(chǎn)運(yùn)行中常見的一個現(xiàn)象叫“雙氣化爐工況不穩(wěn)。高”。所謂雙高即氣化爐出口煤氣溫度T517,灰鎖溫1.4灰中含渣塊和未然燒的煤度T525這兩個溫度都高。雙高現(xiàn)象對氣化爐運(yùn)行十評價PKM加壓氣化爐很重要的一項,從排出分不利,不但會降低氣化爐的產(chǎn)氣量,嚴(yán)重時甚至?xí)幕彝庥^來看,有的時候渣塊非常大,有時夾雜著大燒壞氣化爐內(nèi)部結(jié)構(gòu),迫使氣化爐停車檢修在生產(chǎn)量殘?zhí)?。再有評價PKM的生產(chǎn)能力好壞時,煤氣分中為了獲得更高的能量利用率,我們希望煤經(jīng)高溫析做出的樣,O2、CO2、H2CH4的含量要在科學(xué)規(guī)高壓氣化產(chǎn)生的熱量在爐內(nèi)更好的被利用,讓出口范的范圍內(nèi)。的煤氣溫度進(jìn)一步降下來,如果出口煤氣溫度降低2PKM加壓氣化爐雙高現(xiàn)象的危害的話,就提高了在后續(xù)工段洗滌冷卻器0050和廢熱2.1雙高現(xiàn)象對氣化爐上部的影響鍋爐0060換熱時介質(zhì)所需要的最低溫度。使高溫煤當(dāng)氣化爐出口煤氣溫度升高時,容易造成氣化氣經(jīng)過更少的能量消耗,就能變成下游CO變換工爐上部布煤器的燒壞或者發(fā)生爐內(nèi)夾套鼓包現(xiàn)象。段所需要的低溫煤氣。此外減少了酚水的噴人量,也布煤器燒壞偏斜,使煤內(nèi)粒度分布不均,氣化爐同-相應(yīng)減少了后續(xù)工段的水處理。因此避免雙高現(xiàn)象床層的阻力大小不一,反應(yīng)速度不同,易出現(xiàn)氣化爐的發(fā)生,可以使氣化爐更好的長周期,穩(wěn)定性的運(yùn)局部過熱結(jié)渣、結(jié)大塊,直接影響氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行。行。夾套鼓包漏水,由于夾套漏水,使氣化爐內(nèi)局部1PKM加壓氣化爐出現(xiàn)雙高的突出表現(xiàn)熄火,致使粗煤氣中氧含量超標(biāo),含氧粗煤氣經(jīng)過廢1.1氣化爐出口煤氣和灰鎖溫度高熱鍋爐冷卻后,進(jìn)入氣液分離器形成爆炸性混合物,T517和T525同時高并且這兩個溫度存在較大達(dá)到爆炸極限,在液、氣、固體分離過程中能產(chǎn)生摩幅度的波動?？刂剖铱赏ㄟ^監(jiān)測相應(yīng)的儀表讀數(shù),此擦火花,或在高溫、高速作用下而形成爆炸。時溫度居高不下,不能平穩(wěn)指示2.2雙高現(xiàn)象對氣化爐下部的影響1.2粗煤氣流量大幅度波動般灰區(qū)高度要求在500mm,但是當(dāng)灰鎖溫度產(chǎn)氣量可通過計量儀表進(jìn)行計算,此時CO2的高時,就表明灰床降低,火層下移,這樣就會造成氣含量升高且不穩(wěn)定,嚴(yán)重時會有氧氣含量超標(biāo)狀況化爐下部的危害對旋轉(zhuǎn)爐、爐柵非常不利,使它發(fā)生,一旦超氧,對后續(xù)工段非常不利,若處理不好們長期承受中國煤化工冬出現(xiàn)裂紋嚴(yán)CNMHG收稿日期:2014-12-262015年第6期王猛哈爾濱氣化廠PKM氣化爐“雙高”現(xiàn)象原因與分析87重時甚至出現(xiàn)孔洞發(fā)生脫離現(xiàn)象。PKM加壓氣化等分類堆放,人爐前應(yīng)將灰熔點(diǎn)相近的煤合理搭配爐主要的原料氣化劑,從旋轉(zhuǎn)爐篦底層向上供應(yīng),為盡量避免在氣化爐上頻繁切換使用不同灰熔點(diǎn)的了增加它的流速,使反應(yīng)時間更長,更充分旋轉(zhuǎn)爐煤,以利氣化爐操作時最佳汽氧比的選擇和經(jīng)濟(jì)運(yùn)篦設(shè)計為三排孔結(jié)構(gòu),直徑分別為22mm、20mm、行12mm。如果爐柵被燒壞出現(xiàn)局部裂紋或有大面積3.2氣化劑分布的角度脫落現(xiàn)象,氣化劑就會從這些地方劇烈噴出。這樣氣氣化劑的分配不均勻是由灰和煤堵塞爐篦上部化劑從三排孔的孔洞中分布的就少,氣化劑分布不氣化劑通道引起的。正常氣化劑從三排孔通行,如果均勻。如果某一部分分布的氣化劑過多,就會促使局出現(xiàn)床層控制不好,火床極度偏下,將導(dǎo)致灰鎖溫度部燃燒反應(yīng)加劇,溫度升高,很容易發(fā)生溫度超過原嚴(yán)重升高,當(dāng)溫度高于400℃時,旋轉(zhuǎn)爐篦很容易被料煤固有的灰熔點(diǎn),達(dá)到熔融狀態(tài),進(jìn)而發(fā)生大的結(jié)燒壞,致使氣化劑分布不均勻,最終導(dǎo)致雙高的現(xiàn)象渣現(xiàn)象如。同時也會使部分床層接觸不到氣化劑,使發(fā)生。氣化爐爐篦是氣化爐的心臟部件,其使用壽命床層反應(yīng)溫度降低,最終使該處煤沒有發(fā)生氣化反的長短,直接決定著氣化爐連續(xù)運(yùn)行周期的長短,因應(yīng)而直接排入灰鎖。此時工況極度惡化,火層擴(kuò)大,此在實際生產(chǎn)中,需嚴(yán)格控制爐篦使用溫度1。因爐床層的結(jié)枃遭到了嚴(yán)重的破壞,嚴(yán)重時迫使氣化爐篦與灰層直接接觸,因此灰層的厚薄直接決定著爐停車。篦使用溫度的高低。正常操作中,中控人員可通過控2.3雙高現(xiàn)象對氣化爐整體的影響制爐篦轉(zhuǎn)速,嚴(yán)格控制灰鎖溫度來間接控制爐篦的會引起氣化爐工況不穩(wěn),壓力出現(xiàn)波動,若原料使用溫度。根據(jù)操作經(jīng)驗,控制灰鎖溫度不超過粉煤過多,極容易將煤經(jīng)中央喉管抽入洗滌冷卻器380℃,則爐篦使用壽命可大大延長。0050,使0050發(fā)生堵塞,排放不通暢。如果堵塞得不3.3設(shè)備的原因得及時處理,0050液位將進(jìn)一步升高,從0050酚水選煤分廠、選煤皮帶、選煤機(jī)、水洗裝置出現(xiàn)故連同粉煤進(jìn)入二級冷卻器廢熱鍋爐0060中,在0060障、檢修煤鎖系統(tǒng)時間長或煤鎖加煤出現(xiàn)故障,導(dǎo)致中如果在發(fā)生堵塞,大量洗滌酚水繼續(xù)噴人,會將供煤中斷,氣化爐缺煤,必然造成煤氣出口溫度高0050注滿。最終將堵住粗煤氣的出口,形成液封,氣并伴隨過氧狀況。相應(yīng)的在灰鎖系統(tǒng)的錐閥、翻板閥化爐壓力會急劇上升,很容易發(fā)生爆炸出現(xiàn)故障或檢修排灰系統(tǒng)時間過長,灰鎖不能正常3PKM加壓氣化爐出現(xiàn)雙高現(xiàn)象的原因泄壓,灰鎖內(nèi)灰無法排出,氣化爐繼續(xù)反應(yīng),將無法31原料煤的因素達(dá)到各床層的相對固定,這樣的狀況最終將導(dǎo)致煤的粒度影響,魯奇氣化工藝屬于碎煤氣化,對T517的溫度急劇升高。氣化爐漏水,氣化爐頂部壓粒度要求較高,粒度大小和范圍不同,會造成氣化爐力測點(diǎn)P218溫度測點(diǎn)T507、與洗滌冷卻器連接的同一床層截面的煤的比表面積不同,在物料流經(jīng)過喉管還有焦油返爐口等部位經(jīng)常會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象程中會引起堆料結(jié)構(gòu)發(fā)生根本發(fā)化,出現(xiàn)溝流或風(fēng)泄露后夾套內(nèi)的高壓給水就會進(jìn)人到氣化爐內(nèi)部,洞。對氣化爐工況破壞力極大,使床層紊亂,工藝指使煤層變濕。有時床層移動快,反應(yīng)不充分,會發(fā)生標(biāo)難以控制,氣化爐生產(chǎn)能力嚴(yán)重下降?；曳菁绊肥^氧狀況,嚴(yán)重時出現(xiàn)熄火這就要求現(xiàn)場巡檢人員的影響,矸石含量及灰份含量較高灰樣表現(xiàn)為矸石和控制室人員必須及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題,現(xiàn)場維修含量高、灰細(xì),易導(dǎo)致灰鎖溫度高,且易誤導(dǎo)操作人時,控制室人員為搶修創(chuàng)造條件。員降低汽氧比,造成氣化爐結(jié)渣。煤灰中FeO、CaO、3.4人為因素MgO、K2O作為助熔劑,間接降低了灰熔點(diǎn),對結(jié)渣開停車時,操作不當(dāng),煤質(zhì)變化時,旋轉(zhuǎn)爐篦調(diào)起到促進(jìn)作用。因此控制原料煤這一關(guān)對于PKM整不好,布?xì)饪壮霈F(xiàn)堵塞,氣化劑分布不均勻或者工穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。盡管煤質(zhì)在選煤定廠址時就已作人員疏忽等情況都會導(dǎo)致雙高狀況的發(fā)生。例如經(jīng)決定了,但是我們?nèi)钥梢酝ㄟ^協(xié)調(diào)選煤分廠改善正常情況下,加煤過程完全實現(xiàn)自動化。因為計算機(jī)煤質(zhì)、加強(qiáng)分析、控制好魯奇爐的壓力、溫度,調(diào)配好自動操作,有時會出現(xiàn)加煤系統(tǒng)跳出,煤鎖不能自動煤炭熱值或摻雜相應(yīng)特性的煤種來調(diào)和提高煤的特向氣化爐進(jìn)煤煤鎖需人工操作,控制室監(jiān)測人員由性。煤炭采購中應(yīng)將灰熔點(diǎn)作為一項主要的控制指于精力分散中國煤化工現(xiàn)上述狀況標(biāo),盡可能集中采購灰熔點(diǎn)相近的煤種。若因采購困使氣化爐缺CNMHG高。實際生產(chǎn)難造成灰熔點(diǎn)相差較大,在煤場中應(yīng)據(jù)煤質(zhì)、灰熔點(diǎn)中,這種狀況的發(fā)生率很高。(下轉(zhuǎn)第150頁)150內(nèi)蒙古石油化工2015年第6期不同排量、加砂量、前置液量和砂比進(jìn)行組合模擬計J38-34井,最優(yōu)液量200m3、砂比25%、前置液比例算,對比支撐縫長和導(dǎo)流能力,并以此進(jìn)行優(yōu)選。30%、排量3.0m3/min。2.2.1液量優(yōu)化裂縫長液量(m圖11排量一縫長一縫高關(guān)系圖(砂比25%,前置液30%液量200m2)圖9液量一縫長關(guān)系圖3結(jié)論(前置液30%,排量3.0m3/min,砂比25%)根據(jù)含氣層在目的段的分布情況來確定射孔壓2.2.2砂比優(yōu)化裂次數(shù),對于疊置式J45-29井,建議在上下部分別射孔,其中上部壓裂施工中推薦液量250m3、砂比25%、前置液30%排量6.0m3/min;對于孤立式J3834井,建議分上中下3段分別射孔,其中中部壓裂000施工中推薦液量200m3砂比25%、前置液30%排量3.0m3/min。一裂縫率長醫(yī)號流能力[參考文獻(xiàn)][1]陳旭升,陳春明,王秀臣,油田開發(fā)壓裂施工參數(shù)的優(yōu)化[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報,2002,7圖10砂比一縫長一導(dǎo)流能力關(guān)系圖(3):93~95(前置液30%排量3.0m3/min,液量250m3)[2]姚海晶.壓裂施工中前置液用量計算方法研究2.2.3排量優(yōu)化J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2007,26(6):107與優(yōu)化J45-29井施工參數(shù)的方法一樣,對于(上接第87頁)所以在人為因素中,就需要各分型”階段,迫切需要從理論上進(jìn)行總結(jié)、分析、指導(dǎo)生廠密切配合,控制室人員熱愛本職工作,在工作中充產(chǎn),實現(xiàn)向“集約型”的轉(zhuǎn)變分發(fā)揮主人翁精神,愛崗敬業(yè)。[參考文獻(xiàn)]4結(jié)論我國缺油、少氣、多煤炭,以煤為原料生產(chǎn)天然[1]李志紅,喬海星.碎煤加壓氣化爐在中國的發(fā)氣既符合我國基本國情,也是我國未來大宗天然氣展[J],煤炭加工與綜合利用,2001,(5):16生產(chǎn)的有效手段之一。氣化爐出口煤氣T517、灰鎖19T525溫度高,這個問題在生產(chǎn)當(dāng)中是經(jīng)常出現(xiàn)的,[2]韓玉璽,謝吉昌.氣化爐爐篦失效分析[].大這也是嚴(yán)重制約PKM加壓氣化爐長周期,穩(wěn)定運(yùn)氮肥,2000,23(6):49~51行的一個關(guān)鍵因素我們在實際生產(chǎn)中,可以通過改[3]尚小廣,任富強(qiáng),劉志輝,宋軍麗,梁學(xué)博,煤質(zhì)善原料煤質(zhì)控制氣化爐沫層、改進(jìn)氣化劑的分布,對爐濟(jì)運(yùn)行的影響分析[J].河南調(diào)試汽氧比的大小,調(diào)整旋轉(zhuǎn)爐篦的快慢、優(yōu)化氣化化中國煤化工廠的工藝操作及生產(chǎn)管理設(shè)備管理都處于“粗?jǐn)?shù)[4爐操作等方法來避免雙高現(xiàn)象的出現(xiàn)。目前哈氣化CNMHG以穩(wěn)定運(yùn)行的原因分析[J]煤,2012,21(4):61~63