張建恩

(鶴壁寶發(fā)能源科技股份有限公司河南鶴壁458000)

Φ3200mm造氣爐燒型煤總結(jié)

張建恩

(鶴壁寶發(fā)能源科技股份有限公司河南鶴壁458000)

鶴壁寶發(fā)能源科技股份有限公司現(xiàn)有生產(chǎn)能力350kt/a甲醇、300kt/a二甲醚，尾氣副產(chǎn)液化天然氣(LNG)10kt/a。2011年前，造氣系統(tǒng)Φ2610mm直筒造氣爐和Φ2610mm/2800mm錐形造氣爐摻燒40%型煤，噸醇煤耗1.6～1.8t，甚至達(dá)到2.0t。為此，2011年底對(duì)造氣系統(tǒng)進(jìn)行了改造。改造方案是淘汰所有Φ2610mm造氣爐，改用12臺(tái)Φ3200mm造氣爐，并考慮全燒型煤(煤棒)，改造目標(biāo)是噸醇耗煤棒1.52t、總水煤氣量80000m3/h。Φ3200mm造氣系統(tǒng)自2012年9月逐段調(diào)試開車，至2013年4月，3套系統(tǒng)12臺(tái)造氣爐全部投入運(yùn)行，目前運(yùn)行良好。

1 改造及配套裝置

1.1工藝流程

淘汰所有的Φ2610mm造氣爐，選用12臺(tái) Φ3200mm造氣爐(單爐水煤氣量7000m3/h)，爐體總高7000mm，夾套高度3600mm，盡可能補(bǔ)償型煤蓄熱量差的弊端。12臺(tái)Φ3200mm造氣爐分3套系統(tǒng)，每套系統(tǒng)共用1臺(tái)聯(lián)合廢熱鍋爐和1臺(tái)洗氣塔。根據(jù)甲醇生產(chǎn)的特點(diǎn)，主要工藝流程為單爐吹風(fēng)氣經(jīng)除塵器除塵后去三廢爐系統(tǒng)，上行煤氣直接和集塵后的下行煤氣進(jìn)入煤氣總管，經(jīng)聯(lián)合廢熱鍋爐回收顯熱后送入洗氣塔，進(jìn)一步除塵降溫后進(jìn)氣柜。

1.2配套裝置

將原有2條煤球生產(chǎn)線(300kt/a)改造擴(kuò)建為2條煤棒生產(chǎn)線(600kt/a)。采用Φ3200mm型煤專用寶塔型八層六邊爐箅?？紤]產(chǎn)氣量，選用C900－1.28鼓風(fēng)機(jī)(開3備1)，采用上提式加焦機(jī)和自動(dòng)炭層高度測(cè)量裝置，選用不停爐下渣裝置，液壓閥裝閥檢并設(shè)置聯(lián)鎖。

2 操作條件

2.1原料型煤系統(tǒng)

(1)干煤棒水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在＜2.0%，冷強(qiáng)度70～90kg/cm2，熱強(qiáng)度25～35kg/cm2。

(2)首先控制粉碎環(huán)節(jié)，要求粉碎后粒度＜3.00mm，其中顆粒0.45mm以下的必須達(dá)到65%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以上;其次固體黏結(jié)劑質(zhì)量要求，在保證腐殖酸含量前提下要求粒度≤0.1mm，以保證黏結(jié)劑分散性，然后進(jìn)行攪拌、熟化、成型和烘干。采取三級(jí)篩分，嚴(yán)格控制入爐煤棒含粉率(質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜3%)。

2.2造氣爐工藝條件

(1)保證優(yōu)質(zhì)煤棒，選用加長(zhǎng)造氣爐爐體、水夾套和大風(fēng)量風(fēng)機(jī)，為高炭層操作提供了先決條件，也保證了氣化層的蓄熱性。采用自動(dòng)加焦裝置將料層(炭層)控制在3200mm左右。

(2)根據(jù)實(shí)際情況，吹風(fēng)時(shí)，確保造氣爐爐底空氣壓力達(dá)23～25kPa;造氣循環(huán)中吹風(fēng)時(shí)間比例(含1s吹凈)在22%時(shí)，吹風(fēng)氣中CO體積分?jǐn)?shù)在5.0%左右，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

(3)蒸汽用量及分配。外來發(fā)電后的背壓蒸汽(0.35～0.40MPa，200～230℃)經(jīng)蒸汽減壓閥調(diào)壓后和聯(lián)合廢熱鍋爐所產(chǎn)的過熱蒸汽一起進(jìn)入蒸汽緩沖罐，混合后的蒸汽供造氣爐;水夾套產(chǎn)生的1.4MPa蒸汽主要供二甲醚裝置使用，一部分進(jìn)入蒸汽緩沖罐用于調(diào)整蒸汽溫度和壓力;由蒸汽緩沖罐出來的0.04～0.05MPa、溫度200～210℃的混合蒸汽送入造氣爐。根據(jù)造氣爐實(shí)際工況，下吹蒸汽時(shí)間分配百分比控制在42%～43%。造氣爐所產(chǎn)的水煤氣中CO2體積分?jǐn)?shù)控制在9.0%，CO體積分?jǐn)?shù)可穩(wěn)定在32.0～33.0%，略優(yōu)于預(yù)期目標(biāo)。

(4)由于型煤的特性，上行煤氣溫度基本穩(wěn)定在280～300℃;同時(shí)，考慮水煤氣氣質(zhì)、氣量和消耗，下行煤氣溫度控制在280～300℃，灰倉(cāng)溫度穩(wěn)定在250～300℃;為降低造氣系統(tǒng)的阻力，聯(lián)合廢熱鍋爐出口溫度力爭(zhēng)穩(wěn)定在170℃左右，氣柜進(jìn)口水煤氣溫度穩(wěn)定在＜40℃。

(5)由于造氣系統(tǒng)配置合理、煤質(zhì)穩(wěn)定，吹風(fēng)氣中帶出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本穩(wěn)定在＜4%，灰渣含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在＜18%。

3 運(yùn)行效果

新系統(tǒng)運(yùn)行以來，爐況穩(wěn)定、操作彈性大，氣質(zhì)、氣量均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，12臺(tái)Φ3200mm造氣爐總發(fā)氣量在85000m3/h水煤氣左右，水煤氣有效氣成分(CO+CO2)體積分?jǐn)?shù)穩(wěn)定在86.5%左右;同時(shí)，甲醇、二甲醚系統(tǒng)的生產(chǎn)配置合理，噸醇耗煤棒控制在1.48t左右。

4 存在問題及解決措施

4.1大齒圈毀壞頻繁

造氣系統(tǒng)運(yùn)行將近1年時(shí)(2013年底)，經(jīng)常出現(xiàn)爐條機(jī)拉不動(dòng)情況，檢查發(fā)現(xiàn)大齒圈磨損嚴(yán)重，其使用周期在9～13個(gè)月。

(1)原因。①由于爐底使用水沖除灰和間歇制氣的特點(diǎn)，齒圈存在電化學(xué)腐蝕和濕硫化氫應(yīng)力腐蝕的雙重作用。②爐體、夾套、有效炭層加高后，負(fù)荷也相應(yīng)加大，爐底結(jié)構(gòu)等沒有相應(yīng)加大，大齒圈磨壞的概率必然增大。

(2)處理措施。①針對(duì)造氣循環(huán)水腐蝕，取消了爐底水沖和爐底水封，將原水沖下水管道與單爐風(fēng)閥后風(fēng)管接通，改用吹風(fēng)階段空氣吹灰，效果相當(dāng)不錯(cuò);而取消爐底水封隱含的爐內(nèi)憋壓隱患，則由閥檢聯(lián)鎖和爐頂手動(dòng)泄放管來補(bǔ)償。②針對(duì)爐底傳動(dòng)負(fù)荷大問題，大齒圈材質(zhì)改為40Cr，同時(shí)，加強(qiáng)爐底注油及注油密封。改造后，大齒圈運(yùn)行周期最長(zhǎng)已達(dá)18個(gè)月。

4.2自動(dòng)下灰時(shí)灰斗發(fā)生爆炸

(1)原因。①下灰隔斷閥閥板泄漏，下灰時(shí)灰斗內(nèi)煤氣在下灰口與空氣形成可爆氣體，遇明火或高溫時(shí)發(fā)生爆炸。②下灰量大或間隔時(shí)間長(zhǎng)造成隔斷閥閥板關(guān)閉不嚴(yán)，且操作工在下吹階段下灰，給爆炸創(chuàng)造了條件。

(2)處理措施。定時(shí)或及時(shí)檢修隔斷閥，根據(jù)下渣量及時(shí)下灰，避免出現(xiàn)夾渣等隔斷閥閥板關(guān)閉不嚴(yán)現(xiàn)象;同時(shí)，規(guī)定二次上吹結(jié)束即開始下灰，且盡量保證在上吹結(jié)束前下完，確有不正常情況時(shí)及時(shí)停爐。另外，在灰斗上安裝蒸汽管線，下灰過程采用適量蒸汽保證灰斗微正壓。

2015－06－18)