晋华炉3.0气化装置运行总结

《晋华炉3.0气化装置运行总结》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

氮肥与合成气第４９卷第１期２０２１年１月１７?????????生?产?总结???晋华炉３.０气化装置运行总结１２２张贵伟ꎬ李建新ꎬ王蒙(１.河南金大地化工有限责任公司ꎬ河南漯河４６２４００ꎻ２河南金山化工集团ꎬ郑州４５００４６)摘要:介绍了晋华炉３.０气化装置建设主要节点、投资、气化炉运行情况ꎬ对运行中存在的问题进行原因分析并提出解决方案ꎮ结果表明:６.５ＭＰａ晋华炉３.０气化装置吨氨副产高品位饱和蒸汽１.４~１.６ｔꎬ综合利用后可有效降低合成氨成本ꎮ关键词:晋华炉３.０ꎻ蒸汽ꎻ辐射废锅中图分类号:ＴＱ５４５文献标志码:Ｂ文章编号:２０９６￣３５４８(２０２１)０１￣００１７￣０３ＤＯＩ:１０.１９９１０/ｊ.ｃｎｋｉ.ＩＳＳＮ２０９６￣３５４８.２０２１.０１.００５河南金大地化工有限责任公司(简称金大地表１气化装置建设节点公司)是由河南金山化工集团投资ꎬ创建于工作节点工作内容２０１７￣０２￣１９气化装置桩基施工２００５年的一家以生产氯化铵、纯碱、三聚氰胺、尿２０１７￣０６￣２９气化框架土建动工素、工业盐、甲醇为主的大型民营盐化工企业ꎮ２０１７￣１１￣１９混凝土框架(４３ｍ层)封顶２０１６年ꎬ金大地公司合成氨搬迁改造项目开工建２０１８￣０５￣２３３台气化炉全部吊装完成２０１８￣１１￣３０管道及电气仪表施工完成设ꎬ其中气化炉选用清华大学日投煤量１５００ｔ、２０１９￣０１￣３１自控调试、联动试车完成６.５ＭＰａ晋华炉３.０(水煤浆水冷壁废锅气化炉技２０１９￣０１￣２９气化Ｂ炉点火烘炉术)ꎬ２开１备ꎮ２０１９年２月２日投料运行ꎬ５月８日２０１９￣０２￣０２气化Ｂ炉一次投料成功２０１９￣０３￣２３２台晋华炉３.０同时运行满负荷运行ꎬ９月平均日产合成氨１８０９ｔꎬ达到了２０１９￣０５￣０８系统开始满负荷运行设计能力ꎮ的１５.３１％ꎻ安装费４４００万元ꎬ占总投资费用的１气化装置概况８.９８％ꎻ建筑工程费９３００万元ꎬ占总投资费用的１８.９８％ꎮ该气化装置主要包括煤浆制备、气化、渣水处理工序ꎮ其中ꎬ煤浆制备选用３台济南重工股份３运行情况及特点有限公司ＭＢＳ４０６０棒磨机、６台低压煤浆泵、２台该气化装置以陕西神木榆家梁矿煤和山西晋大煤浆槽、３台菲鲁瓦高压煤浆泵ꎮ灰(渣)水处城煤混煤作为设计煤种ꎬ混煤质量比为陕西神木理的闪蒸装置与气化炉一一对应ꎬ２台澄清槽榆家梁矿煤∶山西晋城煤＝１∶１ꎬ操作煤种为陕西１开１备ꎮ神木榆家梁矿煤ꎮ目前气化用煤煤种比较稳定ꎬ该气化装置建设节点见表１ꎮ一直使用陕西神木榆家梁矿煤ꎮ自２０１９年２月开车平稳运行至今ꎬ经过生产实践和统计测算ꎬ晋２投资费用华炉３.０的关键运行数据见表２ꎮ该项目为企业搬迁改造新建项目ꎬ气化装置该气化装置的运行特点为:总投资约４.９亿元ꎬ装置内的高压煤浆泵和主要(１)运行成本低ꎮ系统内关键机泵的规格远阀门(如煤浆阀和氧阀)等均采用进口设备ꎮ其小于同等规模的传统水煤浆气化工艺ꎬ如激冷水３中ꎬ设备购置费２８１００万元ꎬ占总投资费用的泵额定体积流量为１５６ｍ/ｈꎬ高压灰水泵额定体３３５７.３４％ꎻ主要材料费７５００万元ꎬ占总投资费用积流量为１３５ｍ/ｈꎬ经生产统计和测算ꎬ１０００ｍ作者简介:张贵伟(１９８２—)ꎬ男ꎬ技术员ꎬ主要从事合成氨项目空分及气化装置运行管理工作ꎻｚｈａｎｇｇｕｉｗｅｉ＠１６３.ｃｏｍ

1１８氮肥与合成气第４９卷第１期２０２１年１月表２晋华炉３.０关键运行数据有效气(ＣＯ＋Ｈ)电耗比传统水煤浆气化工艺低２参数运行值设计值约１０ｋＷ?ｈꎮ煤浆质量分数/％６１６２－１(２)占地面积小ꎮ晋华炉３.０取消了传统水单炉煤浆质量流量/(ｔ?ｈ)７４.０７９.９３－１单炉氧气体积流量/(ｍ?ｈ)２８８００３５０２０煤浆气化装置的灰水框架ꎬ把灰水框架中的闪蒸单炉操作压力/ＭＰａ６.１５６.５０设备布置在气化框架中ꎬ整个气化界区只有磨煤、单炉氧煤比(体积比)４８４５４１气化、细灰过滤３个混凝土框架ꎬ在占地面积大幅煤种灰熔点/℃１２１０１３９５单炉废锅汽包产蒸汽(９.０ＭＰａ)减小的同时降低了土建费用ꎬ也方便了操作工５６.４６２.４－１质量流量/(ｔ?ｈ)巡检ꎮ比煤耗/ｋｇ５６１.５１６２８.６０３(３)经济性好ꎮ晋华炉３.０辐射废锅吨氨可比氧耗/ｍ３７１.７５４４４.４０比电耗/(ｋＷ?ｈ)２６.４３７.０副产高压饱和蒸汽１.４~１.６ｔꎬ变换工段吨氨可有效气体积分数/％８０.５~８１.２７９.４副产饱和蒸汽１.６~１.８ｔꎬ比传统水煤浆激冷流３－１有效气体积流量/(ｍ?ｈ)７８８００７８８００程吨氨多产蒸汽０.９５ｔꎬ多产的饱和蒸汽可增加３４３００５０００天然气消耗体积/ｍ粗渣中残碳质量分数/％１.３~４.８３.０~５.０利润６０００万元以上ꎮ２０２０年８月、９月金大地细灰中残碳质量分数/％２０.４~３１.５２５.０~４５.０公司消耗煤、电、蒸汽情况见表３~表５ꎮ合成氨碳转化率/％９９.４９８.５成本见表６ꎮ表３２０２０年８月、９月金大地公司煤耗情况２０２０年８月２０２０年９月工段－１－１单价/(元?ｔ)吨氨单耗/ｋｇ吨氨成本/元单价/(元?ｔ)吨氨单耗/ｋｇ吨氨成本/元气化６２７.３１１４３３.３８８９９.１７６２７.３１１４３２.０２８９８.３２表４２０２０年８月、９月金大地公司电耗情况２０２０年８月２０２０年９月工段－１－１－１－１单价/(元?ｋＷ?ｈ)吨氨单耗/(ｋＷ?ｈ)吨氨成本/元单价/(元?ｋＷ?ｈ)吨氨单耗/(ｋＷ?ｈ)吨氨成本/元空分０.５４１５.９７８.６２０.５４１４.１５７.６４气化０.５４５９.５３３２.１５０.５４５８.４３３１.５５净化０.５４５９.１８３１.９６０.５４５７.０５３０.８１合成０.５４１０８.０８５８.３６０.５４９９.１２５３.５２输煤０.５４７.３３３.９６０.５４６.６２３.５７表５２０２０年８月、９月金大地公司蒸汽消耗情况２０２０年８月２０２０年９月工段－１－１单价/(元?ｔ)吨氨单耗/ｋｇ吨氨成本/元单价/(元?ｔ)吨氨单耗/ｋｇ吨氨成本/元空分１２５.５６２２５４.９８２８３.１４１２４.６８２１６５.３４２６９.９７气化１２５.５６－１３３６.７７－１６７.８４１２４.６８－１２８６.５４－１６０.４１净化１２５.５６－１２５８.０３－１５７.９６１２４.６８－１３１３.２８－１６３.７４合成１２５.５６－２０８.６３－２６.２０１２４.６８－２５９.９９－３２.４２表６２０２０年８月、９月金大地公司合成氨成本统计(４)自动化程度高ꎮ晋华炉３.０采用组合式项目２０２０年８月２０２０年９月烧嘴ꎬ不需要更换预热烧嘴ꎬ点火、烘炉、投料一体－１主耗成本/(元?ｔ)９６５.３６９３８.８１－１化全部通过程序控制完成ꎬ自动化程度高ꎮ辅材费用/(元?ｔ)４５.６４３８.２５－１外协费用/(元?ｔ)４６.８９４５.２８－１４运行中存在的问题变动成本/(元?ｔ)９２.５３８３.５３－１工资/(元?ｔ)１８.１９１４.２５－１(１)运行周期有待进一步提高ꎮ该气化装置财务费用/(元?ｔ)１０６.１６１０２.５１固定折旧/(元?ｔ－１)２８７.９７２７８.０８的运行周期最长为连续运行６１ｄꎮ－１固定成本/(元?ｔ)４１２.３１３９４.８４(２)气化炉内出口管时有堵塞ꎬ造成合成气－１总成本/(元?ｔ)１９７５.０５１８９５.５５偏流ꎬ影响废锅副产蒸汽量ꎮ造成偏流的主要原月产合成氨质量/ｔ５４１４３.２０５６０７９.００平均日产合成氨质量/ｔ１７４６.５５１８６９.３０因是气化炉合成气、黑水、灰渣三相同出ꎬ运行中

2氮肥与合成气第４９卷第１期２０２１年１月１９激冷室黑水中含固量逐渐升高ꎬ造成部分合成气表７可以看出ꎬ气化炉内出口管堵塞后副产汽量[１￣２]管口堵塞ꎮ表７为２０２０年６月２６日—７月２日减少ꎮ气化炉内出口管堵塞前后吨氨副产蒸汽情况ꎮ由表７气化炉内出口管堵塞前后副产蒸汽对比表合成氨产量(质量气化工段产汽质量气化工段吨氨变换外加蒸汽质量总外供蒸汽质量气化工段吨氨外送日期－１－１蒸汽质量/ｔ－１－１蒸汽质量/ｔ流量)/(ｔ?ｄ)流量/(ｔ?ｄ)流量/(ｔ?ｄ)流量/(ｔ?ｄ)２０２０￣０６￣２６１７７８.８３０４１.０１.７１０４９.５２９９１.５１.６８２２０２０￣０６￣２７１７９１.７２９４８.２１.６４５１９.７２９２８.５１.６３４２０２０￣０６￣２８１７８５.９２９１０.０１.６２９１３.８２８９６.２１.６２２２０２０￣０６￣２９１７８４.８２８４９.０１.５９６７.３２８４１.７１.５９２２０２０￣０６￣３０１７８５.０２７６９.０１.５５１８.６２７６０.４１.５４６２０２０￣０７￣０１１７８２.０２７２９.０１.５３１８.１２７２０.９１.５２７２０２０￣０７￣０２１７８１.４２６７８.０１.５０３５７.０２６２１.０１.４７１将气化炉其中一根激冷水管线变更为外排黑应ꎬ并在金属表面形成磁性氧化铁膜ꎮ水(固含量较高)管线ꎬ直接排至洗气塔下部ꎬ减４ＨＯ＋３Ｆｅ→ＦｅＯ＋４Ｈ↑(３)２３４２[３￣４]少了激冷室内黑水含固量ꎮ５.３氢腐蚀(３)运行煤种与设计煤种偏差较大ꎮ现运行当产生的氢气不能被气流较快带走ꎬ将与金煤种的灰熔点比设计煤种低约１８０Ｋꎬ现运行煤属管内壁发生反应ꎬ使之脱碳ꎮ种出燃烧室粗煤气温度低ꎬ因此废锅设计换热面检修时把泄漏的锅炉水管用堵头堵死ꎬ重新积偏大ꎬ合成气出口温度低ꎬ变换炉还需补充少量打压试漏ꎻ对废锅水系统重新冲洗吹扫ꎮ蒸汽ꎬ特别是在气化炉投料运行的前２０ｄ内ꎮ６结语(４)废锅爆管ꎮ运行期间发现气化Ｂ炉废锅补水、副产蒸汽存在较大流量差ꎬ停车检查发现经过几个月连续满负荷运行ꎬ证明晋华炉水冷屏有１根锅炉水管泄漏ꎮ主要原因是锅炉水３.０具有自动化程度高、投资少、运行成本低、经系统原始开车期间冲洗不彻底ꎬ杂质在锅炉水管济效益好等特点ꎮ在系统升压和负荷调整过程中堆积ꎬ造成水动力不畅ꎬ过烧导致损坏ꎮ中ꎬ要求操作人员严格控制系统升压速率或负荷(５)环腔超温ꎮ３台气化炉均发生过环腔超波动范围ꎬ尽量做到气化炉压力稳定ꎻ同时ꎬ采用温现象ꎬ通过调整气化炉运行参数ꎬ能恢复到正常新型密封型式ꎬ确保渣口盘管和废锅连接处无指标ꎮ分析原因是气化炉负荷波动较大时ꎬ特别泄漏ꎮ是气化炉升压过程中ꎬ废锅内高温粗煤气通过废锅与渣口盘管的缝隙串气至气化炉环腔ꎮ参考文献[１]隋志涛ꎬ王志敏.Ｔｅｘａｃｏ全废锅气化炉结渣原因及解决办５废锅水冷管壁腐蚀后爆管机理法[Ｊ].氮肥与合成气ꎬ２０１８ꎬ４６(９):２３￣２４ꎬ２６.[２]赵伯平.多元料浆气化装置运行过程中特殊工况的处理５.１垢下腐蚀[Ｊ].中氮肥ꎬ２０１５(６):２９￣３４.锅炉管内壁沉积的氧化铁、氧化铜等杂物与[３]李义华ꎬ罗雪.德士古气化装置运行初期存在问题与解决管内侧金属发生反应ꎬ反应过程为:措施[Ｊ].广州化工ꎬ２０１１ꎬ３９(９):１６３￣１６４.４ＦｅＯ＋Ｆｅ→３ＦｅＯ(１)[４]井云环ꎬ吴跃ꎬ张劲松.神华宁夏煤化工基地３种煤气化２３３４技术对比[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１３ꎬ４１(增刊２):４ＣｕＯ＋３Ｆｅ→ＦｅＯ＋４Ｃｕ(２)３４３９０￣３９３.５.２蒸汽腐蚀(收稿日期２０１９￣１０￣１４)当水管内壁因垢下腐蚀产生的氧化物造成蒸汽停滞或流速减小时ꎬ管内蒸汽与高温铁发生反