德士古气化炉液位改善总结

德士古气化炉液位改善总结

周康恒

国能新疆化工 新疆维吾尔乌鲁木齐 831400

摘要：本文针对国能新疆化工德士古气化炉设备，其中运行设备的激冷水过滤器易于堵塞，激冷水分配不均匀等问题，进行了原因的剖析，并提出相应的对策。在进行了改造后，对其运行的效果进行评估。

关键词：德士古；气化炉液位；煤气化；改善总结；剖析评估

一、概述

国能新疆化工公司的主要生产项目为180万t/a的煤制甲醇项目及68万t/a的甲醇制烯烃项目，此为煤制甲醇的相应配套设备。

煤气化装置中，使用了GE水煤浆的加压气化工艺，该气化炉的尺寸为ϕ3200x19400 mm,4开4备用，汽化压力6 .5MPa，温度为1356摄氏度x。为了适应180万t/a的甲醇合成装置所需要的粗水煤气，该工艺可产生（ CO+H2）气体为每小时540000立方米，以满足需要。每一座气体炉的常规处理能力为1500t/d，最大负荷为1900t/d。

水煤浆气化技术是利用气流床反应器，在无加压催化的情况下，利用纯氧和水煤浆为原料，进行部分氧化反映。在这种高温度条件下，反应速度比较快，气化过程速率通过传递工程来调控。

气化过程中，采用高温反映通过激冷环冷却，文丘里洗涤，再经炭洗塔清洗，使反应气体冷却到243摄氏度左右，再送入下游转换设备。

该设备在2016年6月3日首次投入试验。在连续40天的运行过程中，气化炉的液面出现了明显的变化，通过增加了冷却器的激冷量和减少了炭洗塔的进口温度，该设备可以正常工作，但是在以后不得不进行减量倒炉。

通过几个技术改进和问题分析，使气化炉的水位得到了很好的控制，达到了单个烧嘴循环（75天），可以根据预定的顺序进行倒炉和维修。

二、问题分析与改进评价

(一)气化炉激冷水分布平衡管堵塞

1、现象及成因剖析

2016年6月，气化炉投入使用后，出现4块托砖板的温度偏差较大，气化炉液位偏低，3个气化炉液位偏差较大，被迫降低产量，最终造成停工。初步分析是由于气化炉内有水份。停机后的检验结果表明，每一次都有2-3个均匀的激冷水分配管路出现阻塞。认为其根源在于：激冷水分配系统的均衡管路存在问题，致使给水分配不均匀，从而引起了激冷水的偏移。

3个气化炉都有上述问题。每次汽化炉停车后，必须将激冷式冷却器均匀分配管道拆除，然后使用高压水枪进行冲洗，然后重新投入。这个问题造成了停机维修时间较长，加重了工作量，增加了成本。

2、改进方法

采用激冷水分配的方法，使气化炉激冷环内的水分得到更好的分配。在激冷水进入炉内激冷环之前，在气化炉外围布置了一个直径为25.4厘米的激冷水分布平衡管，再由6个平均分配的15.24 cm的分支管道将冷却液送入炉内激冷环。通过对试验结果的初步研究，发现：在激冷式均衡管道中，6个分支管道尽管均布，但其上、下游分支管的入水却是不均衡的；由于管路直径的改变，使激冷水的流动区域增大，从而降低了水流的速度，因此在激冷水流中，由于水流的阻力差异，会造成激凉液中的悬浊液沉淀，从而造成了下游的压力损失。

经过研究，决定采用二次平衡管增设的方式，首先将25.4厘米的激冷管分成两条20.32 cm的激冷管，然后再引入激冷水分布平衡管，二次平衡管要求：将一个均匀的冷却介质均匀地分成2个部分，每个部分用法兰联系起来，每个20.32厘米的激冷水水管分别与一个平衡管相匹配，然后从两个部分分别注。这种方法可以方便地对管道进行定时的清洗，也可以防止由于水流过慢而造成的水流堵塞。

3、效果评估

经过改进后的气化炉液面可达到50%-60%，系统操作稳定，解决了平衡管结垢堵塞的问题，有效地减少了管内的清洁费用。

(二)激冷水过滤器的阻塞

1、现象及成因剖析

激冷水（黑水）的功能是为了避免激冷环内的固体粒子阻塞激冷环的环缝，导致喷射不均匀，导致激冷环和下降管道的破坏。该设备在实际操作中，气化炉大修后，投入材料运行约55天，由于过滤器中的渣和灰在滤筒中不断堆积，阻塞内部的滤网，导致过滤器压力的升高，激冷器的给水流量降低。因为激冷水是一种高温、高压的流体，因此，在这种情况下，阀体腐蚀很大，很容易导致滤器不能分离，使其不能更换。激冷水与气化炉的运转密切相关，当水量下降到一个临界值时，系统就会自动跳车，影响锅炉的长期稳定运转，因此必须进行相应的改进。

2、改进方法

在改建之前，过滤器内部的滤框被设置为“U”形，而将其改置成为倒“U”形放置。经过改进，过滤框可容灰尘体积增大3次，能够在底部排污口定期进行在线排放。

3、效果评估

经过改进后，气化炉在70~80天的运行其间，激冷水过滤器的压力差值在常规值范围内，激冷水量保持在一个平稳的水平，从而延长了其工作周期。由此可以看出，这项技术的改进已经取得了明显的成效。

(三)锁斗泄压故障率

1、现象及成因剖析

锁斗式是气化炉排渣的重要环节，该设备的锁斗的正常压力在6.2 MPa或更大的水平下运行，锁斗排渣30分钟/次，在每一次排渣之前，锁斗中的6.2兆帕的压强必须在释放后进行排渣；泄压阀后管路到气化7层的锁斗冲洗水罐泄压，泄压阀设置在汽化3层，在泄压时，压强从6.2 MPa下降到0 MPa，因为泄压阀后管道长度很大（34米），并且有7个弯，因此管道和阀门在泄压时会产生较大的震动。造成管道震动的主要后果有：泄压阀容易受损，维修周期缩短，维修费用增加；由于管道的震动，管道支座时常发生变形断裂，影响了施工的安全性。通过对锁斗泄压时管道压差大、阀门后管路长度和弯曲多等因素的研究，得出了影响管道安全运行的主要因素。

2、改进方法

经过实地讨论，在泄压阀门后加管线至烘炉水封槽除渣池，这一部分是一条8米左右的低压管道。在渣槽发生故障维修后，该管路必须关掉，并可再次切换到冲洗水罐泄压。后期增设了一块盲板，保证了大修过程中的安全性。

3、效果评估

通过对其进行双向泄压，达到了减震效果，并将其寿命从4个多月延长到12个多月。管道支座的破损程度明显下降，维修费用也相应降低。

(四)捞渣机的故障

1、现象及成因剖析

该煤气化装置采用GBL1.3X21系列刮板捞渣设备，是一种适用于气化炉的机械除渣设备。在电动机驱动下，通过减速装置驱动链和刮刀，将从气化炉中排放的废渣刮出渣池。刮板捞渣器设在炉底，锁斗式排渣孔与渣仓体系相连，实现了持续的排渣及运行。

该渣池的残渣是一种酸性物质，具有腐蚀性。它的 pH为6.5-7.5，其中主要含 CO、氯离子，碳酸根离子等。由于渣槽中的粗渣具有很强的腐蚀性，所以在作业条件下，常会出现刮板倾斜、链条松动或脱落、电机过载、跳闸等故障。该设备是1个气化炉对应1个捞渣设备，如果捞渣设备故障，不能在线维修，必须减少气化炉的数量，否则将会造成很大的损失。

2、改进方法

在原有的废渣管线盲板前方，增设了一条排渣管和一块盲板，三条新添的排渣管道由联通管连通，3台捞渣器可以相互转换。

3、效果评估

通过对捞渣器进行了改进，在捞渣器发生失效后，可以正常地转换到其他捞渣器，避免了由于捞渣器的失效而导致的降负荷或退气停产的问题，从而为稳产赢得了一定的时间。

(五)上升管和下降管之间的积灰

1、现象及成因剖析

因原料煤批量调换，操作到了中晚期，液面骤升，导致气化炉带水较为厉害，不得不进行减量的倒炉。停机后，在上升管和下降管间出现了大量的灰尘。在高热负荷条件下，可采用增大升降管道间隙的方法实现。

2、改进方案

原来的上升管的内径是1257.3mm，而下端则改为钟罩形，下部上升管1500毫米处的直径增加到1500毫米。由此，上升和下降管道的断面尺寸增大242.7毫米，激冷室内的热负荷显著降低。

3、效果评估

通过对工艺参数进行了优化，达到了固、液两相分离的目的，降低了气化炉的热负荷，提高了操作的灵活性，使气化炉液面保持了稳定，使设备的工作更加顺畅。

结论

在煤气化装置的工业企业中，煤气化化设备在实际生产中出现了许多问题。通过上述的改进，使气化炉的液面稳定性得到了很好的改善，保证了设备的长期平稳运转。

参考文献

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