晋煤金石藁城分公司高硫煤碎煤加压气化试车总结

1、晋煤金石藁城分公司晋城高硫煤碎煤加压气化试车总结【摘 要】 介绍了藁城分公司60万 t/a 合成氨项目碎煤加压气化装置的试车及开车情况；指出了装置存在的问题；从工艺及设备方面提出了下步开车保证长周期稳定运行的建议及措施。【关键词】碎煤加压气化；试车；总结； 1 碎煤加压气化概况晋煤金石藁城分公司60万 t/a合成氨项目是以煤气为原料制取合成氨的大型装置。煤气生产采用国内首次以晋城无烟煤为设计煤种的碎煤加压气化工艺制取合成氨原料气，碎煤加压气化炉单炉产干煤气量为38400 NM3/h。其工艺流程见图1。图1 碎煤加压气化装置流程碎煤加压气化是一种固定床自热式逆流连续气化工艺，原料煤经筛分后550

2、mm的煤加入气化炉，以蒸汽和氧气为气化剂，在2.95-3.06MPa压力下，进行气化反应生成粗煤气。粗煤气经气化炉上部出气口后进入洗涤冷却器，将粗煤气中的大部分粉尘和焦油洗涤下来，并且将粗煤气激冷到203并饱和，洗涤冷却后的粗煤气进入废热锅炉进一步回收粗煤气中的显热，温度降至181后送入变换装置。气化炉底部的灰通过旋转炉篦上的两把刮刀刮入灰锁，经灰锁排至渣沟，用水力冲至渣池。该气化装置2013年7月设备安装完毕, 2013年9月完成设备、管道冲洗、吹扫以及气密、设备调试等工作,具备投料试车条件后，于2013年10月29日点火成功，顺利产出合格粗煤气。装置开车成功,为气化晋城高硫煤积累、总结大量

3、重要运行数据及宝贵经验，但是在试车过程中同样存在较多问题，作者就该装置运行情况及问题的解决、相应的技改方案、建议等情况进行总结。2 主要设计参数2.1原料采用晋城15#无烟煤，煤的性能参数（见表1）2.2 原料粒度（见表2）2.3 工艺控制参数（见表3）2.4 消耗（见表4）2.5 产品（见表5）表11Mt%Mad%Aad%Vad%Qgr,ad（分析基高位发热量）MJ/kgQnet,ar（收到基低位发热量）MJ/kg焦渣特征1-8GRI（粘结指数）6.122.4618.986.5426.9225.5310CadHadOadNadSt,ad71.781.901.920.522.44表2 100

4、mm50mm5-50mm5%0 %5%90%5mm表3气化炉操作压力3.06Mpa（g）气化炉操作温度6336Nm3/h（纯度99.6）汽氧比56氧气流量6336Nm3/h（纯度99.6）粗煤气出口温度550650气化剂温度320350气化炉顶部法兰温度150洗涤冷却器出口温度203废热锅炉出口煤气温度181粗煤气中CO2含量2530（体积）灰粒度稍有烧结灰渣残碳量6%表4收到基煤53500 Kg/h无水无灰基煤（D.A.F）41195 Kg/h中压蒸汽51129 Kg/h 435 3530 KPa氧气19008 Nm3/h 110 3750KPa中压锅炉给水29700 Kg/h 150 56

5、00 KPa低压锅炉给水75793 Kg/h 150 1300 KPa充压煤气（煤锁）962Nm3/h 37 2650 KPa高压喷射煤气水36275 Kg/h 160 4200 KPa低压喷射煤气水MAX:25000 Kg/h NORM:15001 Kg/h 67 600 KPa冷却水（包括灰锁膨胀冷凝器）MAX:10500 Kg/h NORM:0 Kg/h 32 500 KPa公用空气MAX:6000 Nm3/h NORM:750 Nm3/h AMB 500KPa仪表空气120 Nm3/h AMB 600KPa燃料气611 Nm3/h 20 300KPa表5粗煤气115261 Nm3/h

6、181 3010 KPa干煤锁气 MAX: 24000 Nm3/h 1729 Nm3/h 50 105 KPa含尘煤气水54190 Kg/h 199 2400 KPa开车含尘煤气水21675 Kg/h 130 500 KPa低压含尘煤气水14811 Kg/h 60 500 KPa低压蒸汽75000 Kg/h 161 600 KPa·注：1.粗煤气成份为干基成份；2.气体体积为标况。3 试车情况3.1气化炉试车运行情况经过全体参与试车人员的共同努力，从2013年10月29日19时，1#炉开始蒸汽升温，23点12分，1#炉通入空气运行，早8：40分分析合格，点火成功。具备切氧条件（因氧气

7、管线阀门质量、脱脂等问题，此次开车无法进行切氧操作）。空气运行期间，因炉篦故障，无法排料，停炉后挖煤处理。22#炉于11月9日20时06分通入蒸汽开始升温，于次日2时20分空气点火，空气运行9小时，因火层培养不佳，分析气化中氧含量始终偏高，熄火停车。11月24日再次开车，产出合格粗煤气并外送，12月4日因净化原因15:00时切出系统。23#11月18日01时， 23#气化炉确认完后开车，6时空气点火，16时00分进行切氧操作，产出合格粗煤气。24#气化炉因气密工作结束较晚，于2014年1月8日才具备开车条件。车间于1月9日开车，次日4时切氧，产出合格粗煤气。表6 21#24#气化炉运行情况投料

8、运行起止时间停车原因运行负荷运行小时h1号炉2014.1.4 22：30214.1.5 10:38炉篦不转氧气2400 NM3/h12 h2号炉2013.11.27 12：112013.12.5 12:28氧气中断（空分停车）氧气5200NM3/h192 h2014.12.25 10:082014.12.26 05:36净化问题氧气4000NM3/h19.5 h2014.01.03 06:152014.01.04 12:41炉篦东立轴偏心套堵漏氧气5500NM3/h29.5h2014.01.05 15:07-2014.01.08 09:07中压蒸汽压力低氧气5000NM3/h66h2014.0

9、1.08 10:00-2014.01.08 19:07中压蒸汽压力低氧气4500NM3/h9h2014.01.08 20:25-2014.01.12 12:10计划停车氧气5000NM3/h88h3号炉2014.01.01 07:54-2014.01.05 10:38中压蒸汽压力低氧气4861NM3/h99h2014.01.06 03:152014.01.07 14:58煤锁大法兰漏氧气2900NM3/h36h2014.01.08 2014.01.11计划停车氧气5265NM3/h81h4号炉2014.01.10 04:002014.01.11.19:15煤锁故障CT011温度高氧气3000N

10、M3/37h注：21#炉运行累计12h,22#404h累计，23#216h累计，24#37h累计3.2试车数据及相关分析随机抽取2013年12月 3 日2号炉生产数据作为气化装置分析的依据，见表7，主要原料消耗数据见表8。表7 气化装置主要运行参数时间气化炉压力（MPa）氧量kg/h汽氧比CO含量%H2含量%CO2含量%灰渣碳含量%工艺气湿气流量（净化）NM3/h12.3.01:002.6345005.124.637.7275.753662712.3.05:002.6851505.124.238.4273775512.3.09:002.6945605.023.638.428.43073412.

11、4.01:002.6950305.222.838.527.23539212.4.05:002.6749905.22537.1273777712.4.08:002.7149005.225.4372632162表8 主要原料消耗记录 原材料名称当日消耗块煤/t氧气/KM3蒸汽/t(CF007)1月7日75026413721月8日69524512961月9日72226413981月10日70023612201月11日6872541378备注：均为累积数据4 试车过程中遇到的问题及处理措施4.1 气化炉炉篦故障21#气化炉在开车过程中，出现炉篦电流高、联轴器脱扣等现象，经公司组织检修人员对1#炉炉蓖偏

12、心套、炉蓖驱动减速机及灰锁等部位进行了拆检，发现偏心轴与减速机连接处的定位卡环安装错误，导致炉蓖大小齿轮的的相对位置偏离造成大齿尖摩擦偏心轴的挡灰罩致使炉蓖负荷增加，后对其它三台气化炉检查，均存在同样的问题，逐一进行了调整。4.2 灰锁液压阀内漏、关闭不严等问题频繁发生在气化炉正常运行过程中，灰锁DV3阀存在多次出现关闭不严漏水严重的现象，这样直接导致充水时管线震动，或泄压时间长，影响灰锁排灰正常地操作，经过车间技术人员同厂家的分析，对阀门进行了拆检，发现一是DV3阀油缸阀杆行程没到位，再者阀芯与阀座密封面密封性较差所导致，后经调整、处理将该问题解决。在对23#炉FV充水阀处理时发现有碎渣块卡

13、于阀座处，造成FV阀关闭不严，后在充水管线加装过滤装置，且安排人员对其进行定期清理，避免了问题再次发生。4.3 开车期间仪表暴露的问题在试开车期间，煤、灰锁限位经常出现故障，阀门开关现场虽已到位，但DCS显示故障，因各阀间开关存在联锁关系，这样就导致其它阀门不能正常动作，影响了正常的加煤、排灰操作，如果处理不及时，还可造成停车。对此，车间同仪表人员下了很大力气，对容易松动的、易损坏的接近开关等部件进行了加固、维修更换，保证了工艺生产的稳定、连续运行。操作人员在实际操作中发现，在汽氧比调节投自动的情况下，氧气负荷、蒸汽负荷、汽氧比等条件可随意设定，这样存在很大安全隐患。例如，汽氧比如果随意输入一

14、个超过设计值的数值，此时，蒸汽流量会按照此汽氧比进行迅速调节加大蒸汽用量，该结果势必造成气化炉压力、压差超标等事故。再就是发现蒸汽流量CF007量程偏小（设计最高32000Kg/h），在高负荷情况下，生产所需蒸汽流量完全超出该设计量程，达到40000Kg/h左右，如果不对此量程进行修改，提高负荷或调大汽氧比，达到蒸汽量程上限后，仍会给CF007调节阀开信号，短时间使CF007调节阀开致最大，导致气化炉压差超标，发生夹套鼓包事故，该设计量程显然不能满足气化炉在高负荷状态下的生产需要，对此，车间会同设计院、仪表技术人员协商对此进行修改完善，使气化炉安全运行有了可靠保障。4.4 煤锁上阀导料槽存煤，

15、上阀动作不畅煤锁上阀阀座处设计有一导料槽，目的是防止块煤在此处堆积及对上阀在开关过程中的导向作用。但通过前一阶段试车发现，并非如此。在实际加煤过程中此处经常卡煤，造成煤锁上阀开不到位或关阀时卡滞，影响气化炉加煤，多次造成因缺煤导致气化炉顶法兰超温联锁停车事件，给安全生产带来了很大隐患，经研究确定将该导料槽去掉，该问题基本得以解决。4.5 灰锁上、下阀故障23#炉在运行期间因灰锁下阀不动作，被迫停车.检查时发现原因在于23#炉由于内摆杆处轴肩高于轴套，压盖将轴压死导致下阀不动作所致。同时，在对该气化炉灰锁上下阀检查时发现碳化钨合金环损坏，为保障气化炉长周期运行，车间研究决定对21#（处于检修中）

16、、23#更换灰锁上下阀一并进行了更换（阀头放弃使用碳化钨合金环采用硬质合金堆焊）。经过上述处理，后续开车运转正常。4.6 其它灰锁B007（膨胀冷凝器）液位原设计采用射频导纳进行监测，但自投用之初就出现指示不准，显示滞后等缺陷，造成B007充水不满或充水时间长溢流至灰锁等问题，影响充、泄压及排灰的正常操作。为此，车间利用现有的B007上水压力CP020作为参考，通过反复试验，得出在B007充水过程中，控制CP020压力在0.0330.035MPa时，实际液位最为合适，从而满足了生产要求。气化排渣五台渣浆泵吸入高度达1.5米，开车前必须灌泵。由于底阀为铸铁材质，停开泵容易造成底阀损坏或动作不灵活，导致灌泵成功率很低，甚至一台小泵开车时灌泵时间长达1小时。车间组织力量将5台渣浆泵底阀逐一维修。修复3台大泵底阀和1台小泵底阀，更换1台小泵底阀。为避免问题的重复出现，车间技术人员对此进行了技改，加装了真空引水装置，大大缩短了开泵时间， 彻底解决了渣浆泵开车问题。5 结束语通过该煤气化装置投料试生产，虽然总体负荷偏低