GE水煤浆气化系统结垢的原因分析与措施.pdf

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1、·54化工设计通讯ChemicalEngineeringDesignCommunications第38卷第6期2012年12月GE水煤浆气化系统结垢的原因分析与措施月囊，王彦海(神华包头煤化工分公司，内蒙古包头014000)摘要：介绍GE水煤浆气化系统结垢的原因和结垢机理，通过调整系统外排水量，优化操作，加强水质管理，调整药剂配方进行改进，效果良好。关键词：水煤浆；结垢；原因；措施中图分类号：TQ223．12+1文献标志码：R文章编号：1003—6490(2012)06。0054—04ReasonsofScaleFormationforGECWSGasifica

2、tionSystemandCountermeasuresZHoUPeng。WANGYan—hai(ShenhuaBaotouCoalChemicalCo．，Ltd．，BaotouInnerMongolia014000，China)Abstract：DescribethescalingformationreasonsandmechanismofGECWSgasificationsystem．Afteradjustingsystemdrainage，optimizingoperation，strengtheningwaterqualitymanagementanda

3、aiustingthepharmaceuticalformulations，theeffectsaregood．Keywords：CWS(coalwaterslurry)；scaling；reason；countermeasuresGE水煤浆加压气化是20世纪80年代煤气化技术的最新成就，因其工艺流程简单、煤种适用性广、碳转化率高、能耗低等特点而获得迅速的发展。神华包头煤化工分公司共有7台气化炉，5开2备，自2011年一直保持5台气化炉满负荷运行，各项经济和技术指标达到或超过了设计水平，经济效益显著。2011年大检修后，因为控制外排水量和更换煤种的原因，系统曾出

4、现水质变差和结垢严重的现象。本文针对气化系统运行中出现的结垢现象进行分析探讨，并提出相应的解决措施。1主要结垢部位(1)气化炉内件结垢严重，下降管和上升管环隙间结垢、挂渣严重，见图l。合成气进入激冷室水浴后偏流严重，气体阻力大大增加，导致气化炉在运行过程中液位不断上涨，给设备安全运行造成隐患。(2)气化炉排黑水管线结垢严重，垢质比较坚硬，难以清理，见图2。师。圈1下降管和上升管垢照圈2气化炉排悬水管线垢照收稿日期：2012-07-26作者筒介：周鹏(1983一)。男，内蒙古包头人，工程师，神华包头煤化工分公司甲醇中心气化装置工艺工程第6期周鹏等：GE水煤浆气化系

5、统结垢的原因分析与措施·55·(3)激冷水管线、激冷水过滤器、激冷水泵蜗壳结垢严重，见图3，导致激冷过滤器运行过程中频繁切换，切换过滤器过程中激冷环易堵塞，激冷水泵三台打量不匹配等，直接影响单炉的运行周期。图3激冷水泵蜗壳垢照(4)洗涤塔内件结垢严重，垢质坚硬，见图4。若清理不彻底，在开车过程中极易堵塞洗涤塔锥底排水管线，延误气化炉开车。图4洗涤塔内件垢照(5)除氧器内壁结垢严重，垢片脱落进入高压灰水泵入口管线，使泵供水不足，被迫停1台气化炉，只能维持4台炉运行。高压灰水泵入口过滤器频繁切换清理垢片，从过滤器处清理出的垢块厚度达到50mm，见图5，造成泵打量不足

6、。图5高压灰水泵进口过滤器处的垢照由于系统结垢严重，激冷水过滤器频繁切2HCof—Co；一十Co。十+H。o换，切换过程易堵塞激冷环，造成激冷水量下Ca(HCO。)：一-------------CaCO。、l+Co。十+H：o降，导致气化炉减负荷；动设备磨损加剧，垢片Mg(HCO。)：一Mgc03’}4-CO：千+H：o堵塞叶轮流道，频繁出现不打量现象。单台气化碱性条件下，pH越高，形成碳酸盐的几率炉的运行周期由以前3个月，缩短到不到2个就越大。月，继续恶化有可能导致整个系统停车。HCOF+0H一—一Co；一+H。O2结垢机理孙磊篱鬻篓墨。慧老善盖喜荔誓篙霪2．

7、1碳酸盐结垢的机理度积分别为1×10。和4．8×10～，溶解度分别煤浆在燃烧室发生燃烧及裂解等反应，生成为3．162×10-3mol／L和6．928X10～mol／L，的工艺气含有大量的CO：，COz溶于水相形成二者混合后的饱和水溶液硬度(以CaCO。计)为HCof，由于HCOF不稳定，在水温变化后，323．128mg／L，此数据即为以MgCO。和CaCO。HCO；-又生成C。2一，与黑水中的Ca2十、M92+为垢的水溶液临界硬度。当Ca抖、M92+的浓度等离子形成CaCO。、MgCO。而析出，从而附着大于323．128mg／L(25℃)，且水中有超过这一浓在管

8、壁上形成垢。度的C02一