气化炉讲座课件.ppt

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1、化肥油改煤关键设备气化炉Tuesday,October14,2003一、概述安庆石化壳牌煤气化项目的关键设备―气化炉及其合成气冷却器（废热锅炉）为Shell公司的专有技术，其设计由Shell公司的分部德国SEG公司承担，内件供货由Shell公司指定的西班牙BBE公司承担；承压炉体的基础设计由SEG完成，兰州院承担承压炉体的详细设计，由国内制造厂完成承压炉体的制造和内件组装。气化炉框架设备布置图二、气化炉系统的简介在煤粉气化装置中，气化炉和合成气冷却器通过输气导管、气体反向室连接在一起成为整体，共用一个汽包。气化炉安装标高35.8

2、米，合成气冷却器安装标高34.2米，安装后设备总高约50米。炉体和合成气冷却器安装中心距为10米。气化炉是固定支撑，由其裙座承担。合成气冷却器是由10个恒力弹簧承担，弹簧安装标高为55米。汽包安装在气化炉上方的平台上，汽包中心线标高85.8米。气化炉内件的总体结构为水冷壁型式，主要由受热面（膜式水冷壁）环形空间及承压壳体组成。承压壳体设计压力为5.2MPa，设计温度350℃。用沸水冷却的水冷壁安装在壳体内，气化过程实际发生在膜式水冷壁围成的腔内，气化压力由承压炉体承受。在膜式水冷壁与承压炉体之间的是环形空间，主要用于放置容纳水/

3、蒸汽的输入/输出管线及集箱管、分配管，另外，环形空间也便于管线的连接安装及其以后的检修与检验。膜式水冷壁提高了气化炉的效率，不需额外加入蒸汽，并可副产5.5MPa中压蒸汽，同时也增强了工艺操作强度（因为设计膜式水冷壁时，考虑了超过设计条件的情况和操作干扰）。另外，膜式水冷壁内衬有一层耐火衬里，用“以渣抗渣”方式保护膜式水冷壁不受侵蚀。与其它结构型式气化炉相比，由于不需要耐火绝热层，使Shell粉煤气化炉运转周期长，粉煤烧嘴操作寿命长，可单炉运行，不需要备用炉，可靠性高。合成气冷却器总体结构为水管式，与气化炉内件相似，均为膜式水冷

4、壁的结构。包括：膜式水冷壁、多层环束管、环形空间和承压壳体。合成气的冷却换热在多层环管束的管内进行，合成气走管间，水/蒸汽走管内。多层环管束共设置了三组，即中压蒸汽过热器、中压蒸汽发生器Ⅱ、中压蒸汽发生器Ⅰ，三组管束均可整体从合成气冷却器的壳体内拆装。气化炉外壳材质为SA387Gr11CL2,最大壁厚约95mm，最大内径4630mm。其下端为半球形封头。这两项指标也是对国内压力容器制造厂装备的主要考核内容，一是卷板能力，二是锻压机能力。承压外壳在制造厂的制造按其内件的交货状态及组装要求分四段进行，即气化炉本体组件、输气管组件

5、、气体反向室组件及合成气冷却器组件。在制造厂进行组装完成后，四段的最大主要尺寸及组装重量如下表：组件名称最大主体尺寸m内件重量（吨）组装后重（吨）气化炉本体组件Ф4.82×31/5.888.0510.0输气管本体组件Ф3.3×16/5.017.595.0气体反向室组件Ф3.82×12/7.515.0245.0合成气冷却器Ф3.54×40/Ф5.0136.5540.0由上表可以看出，该四段组件均为超宽（高）超重的大件，在运输和吊装上有很大的难度。经现阶段的初步调查，尽管存在的运输难度，但通过尽量减少陆路运输，凭借水路运输可运输至现

6、场。由于气化炉本体、输气管、气体反向室及合成气冷却器在操作时是连通的整体，因此必须在现场进行组焊及安装，现场组焊设置有3条环焊缝（黄金焊缝）。岳阳洞氮合资公司的气化炉起吊方案已由兰州院制定，准备租用国外1250吨可拆式吊车进行吊装。2.1气化炉本体气化炉反应器膜壁为翅片管构造的冷却圆筒式结构。翅片管材质为13CrMo44,外径38mm,标准壁厚7.1mm，腐蚀裕度5.0mm,该圆筒形结构的上部有一个锥体通往激冷区，其下部也连着一个锥体作为燃烧室的底部。锥体内有中心开孔，供熔渣下落时通过。筒体下半部均匀分布着4个烧嘴口，各烧嘴口设

7、有带冷却的保护器。气化炉按流态排渣炉的原理进行操作。为了确保流态排渣，气化炉内腔有一层用高耐热钢衬钉衬起的导热陶瓷耐火衬里。衬钉材质为25Cr20Ni。衬钉密度较大，达到2500柱/m2。陶瓷耐火衬里，厚度为14mm，；其组成为：Al2O318%、SiO23%、Fe2O30.2%、SiC74%，导热系数3.85W/m*K(500℃)。最大使用温度1400℃。这层衬里的主要成份是SiC，碳化硅的特点是：硬度大（HV2.5MPa），导热系数大（导热性能好）和线膨胀系数小（不易开裂）。气化炉内件气化炉内件在气化炉操作过程中，由于陶瓷材

8、料良好的耐温性及冷却膜壁，会形成一定厚度的渣层，称为挂渣，覆盖内腔表面并且变得坚硬。这个薄的渣层将保护炉子免受熔渣的影响，熔渣在气化过程中形成，沿着内壁往下走最后通过底部的开孔排出。该开孔的底部又有一个锥体。在该锥体与渣池内件之间设有热裙，这样可以保护压力容器免