Shell煤气化装置点火烧嘴与开工烧嘴的试验及应用

1、Shell煤气化装置点火烧嘴与开工烧嘴的试验及应用点火烧嘴和开工烧嘴在Shell煤气化装置开车过程中起到非常重要的作用。在中国数套已开车的Shell煤气化装置中均出现过点火烧嘴无火焰检测信号、开工烧嘴烧坏、点火不成功及开工烧嘴将气化炉膜式壁烧坏的现象。由此，开祥化工有限公司在装置开车前对点火烧嘴和开工烧嘴进行了试验，并在应用中作出相应调整，为Shell煤气化装置一次点火投煤成功奠定了基础。笔者简介如下。 1 点火烧嘴的试验 1.1 试验内容 由于在试车过程中出现了点火烧嘴无火焰检测信号的现象，在确认了火焰检测装置本身无故障以后，将点火烧嘴枪管从气化炉中拔出，放置在大气环境下进行现场手动点燃试验

2、，然后通过调整进入点火烧嘴的煤气流量和空气流量，调整点火烧嘴头部火焰的强度。点火烧嘴试验工艺流程见图1。 当点火烧嘴点着后，通过调节煤气压力和仪表空气压力，使头部火焰呈蓝色且长度达400 mm后，开始测量火焰检测信号。开祥城市煤气主要组分：(H2)46.53，(CO)14.46，(N2)7.5，(CO2)2.49，(CH4)28.72。 1.2 试验方法 (1)将点火烧嘴从气化炉中拔出，用架子固定，将枪头伸到空旷安全位置。 (2)将城市煤气进点火烧嘴管线上的手阀及开关阀13XV0017打开，13XV0012关闭，调节 13PIZA0020压力为400 kPa。 (3)低压氮气管线上的开关阀13

3、XV0013及手阀关闭。 (4)仪表空气管线的开关阀13XV0015及所有手阀打开。 (5)现场手动按钮点火，打开阀门13XV0012，点火烧嘴点着。 (6)点火后观察烧嘴头部火焰长度和颜色，手动调节仪表空气管线13PIZA0021前的手阀。 (7)在微调仪表空气管线13PIZA0021前的手阀的同时，测量点火烧嘴的火焰电信号强度，记录数据。(8)将点火烧嘴插入气化炉炉膛内，系统在0.002 MPa的情况下重复上述(2)(7)的实验步骤，根据点火烧嘴火焰检测信号的强弱微调城市煤气和仪表空气的量。 1.3 试验成果 在大气环境下点火试验数据见表1。在气化炉0.002 MPa环境下点火试验数据见表

4、2。在城市煤气压力为390 kPa，仪表空气压力为 10 kPa，气化炉压力为0.002 MPa的情况下点火，点火成功率为100，火焰检测强度信号反馈时间为2 s左右。 2 开工烧嘴的试验 2.1 试验内容 针对先期开车的Shell煤气化装置开工烧嘴烧坏、点火不成功及开工烧嘴将气化炉膜式壁烧坏的情况，开祥化工有限公司在气化装置投产之前采取了一些必要措施，进行了开工烧嘴的炉外试验，优化了实际操作参数。开工烧嘴的安装一定要合乎BRINKMANN厂家的要求，避免安装的错误和偏差影响试验效果。2008年5月29日至6月3日，通过对开工烧嘴进行用清水代替柴油、中压洁净氮气代替氧气的试验，得到了宝贵的试验

5、数据。开工烧嘴试验工艺流程见图2。 2.2 准备工作 (1)将开工烧嘴从气化炉中拔出，用架子固定，将枪头伸向空旷安全位置。 (2)将柴油泵进口管、回路管与临时水槽接通，水槽注满清水。(3)将氧管线上限流孔板13RO0090由原设计的11 mm改为8 mm。 2.3 试验步骤 (1)关闭柴油罐出口1号手阀，打开临时水槽出口2号手阀，打开进入烧嘴前的3号手阀，打开13XV0024阀；根据柴油泵P1306的设计能力将13PIC0026设定为自动控制状态，设定值为3.7 MPa；启动柴油泵，通过13FV0003阀门的开度测定水流量，并根据13FV0003阀门的开度值来测量从13XV0024阀门打开到水

6、从烧嘴头部流出的时间。开工烧嘴以清水代替柴油实验数据见图3。(2)打开开工烧嘴氧管线上的阀门13XV0023和4号手阀，打开洁净氮管线上的5号手阀，通过调整洁净氮气的压力使13PI0031的压力始终为3.0 MPa。通过调节4号手阀的开度来调节 13FV0003在不同开度下开工烧嘴头部的雾化情况，要求雾化焰长度1000 mm，雾化梭子形最大处300 mm，并记录下13FI0002的值和4号手阀的开度。 2.4 优化操作 (1)根据清水代替柴油和氮气代替氧气的试验数据，把13FV0003的预开度设定为7。 (2)将开工烧嘴程序13KS0003中的输油时间设定(即从13XV0024开启到13XV0

7、023开启的时间间隔)设置为20 s。 (3)将13PI0026压力设定为3.7 MPa，13PI0031压力始终为3.0 MPa，开工烧嘴冷却水量尽量大，实际流量为Shell设计的2倍。(4)13KS0003程序走到14步时，13FV0003的开度操作会打到串级控制，此时操作人员须迅速地转换成手动，且开度迅速调节到14，然后再微调柴油量，使氧油比为0.236(kgs)0.115 (kgs)2.052。此时火焰强度会达到98左右，随着气化炉内压力的增加，需要缓慢提升氧压以保证火焰强度始终在90以上。 2.5 试验成果在取得开工烧嘴以清水代替柴油的试验数据后，于2008年6月5日至6月8日在气化炉外进行了实际点燃试验。试验结果表明，在13PI0026为 3.7 MPa，13PI0031为3.03.1 MPa，13FI0003为0.115kgs，13FI0002为0.236kgs的情况下，开工烧嘴点火成功率为