2013年4月Apr.2013第36卷第2期Large Scale Nitrogenous F ertilizer IndustryVol.36 No.2殼牌煤氣化裝置運(yùn)行情況分析吳昌保(中國石油化工股份有限公司化工事業(yè)部,北京100728)摘要:介紹Shell粉煤氣化技術(shù)在中國石化3套裝置的運(yùn)行情況,總結(jié)了長周期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),分析了進(jìn)-步提高裝置運(yùn)行周期存在的瓶頸,提出下一步技術(shù)攻關(guān)方向。關(guān)鍵詞:殼牌粉煤氣化瓶頸技 術(shù)攻關(guān)中國石化3套殼牌粉煤氣化裝置(簡稱SCGP件國產(chǎn)化;同時積累了原料煤和煤氣化操作運(yùn)行裝置)分別建于岳陽合資公司、安慶分公司及湖北經(jīng)驗(yàn),基本消除了工藝、操作因素對穩(wěn)定運(yùn)行的影化肥分公司，屬我國首批引進(jìn)的殼牌粉煤氣化裝響，緩解了氣化爐堵渣問題,3套SCGP裝置平均置，也是世界上首批將粉煤氣化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)率總體逐年提高，有效氣最高負(fù)荷達(dá)到97%。合成氨和工業(yè)氫氣的裝置。3套SCGP裝置20063套SCGP裝置近3a的運(yùn)轉(zhuǎn)率統(tǒng)計見圖1,扣除年底相繼建成投產(chǎn)，設(shè)計能力均為處理原煤2000因空分整改等外部因素影響,3套SCGP裝置近3t/d、產(chǎn)有效氣142000m2/h,配套空分.一氧化碳耐a平均運(yùn)轉(zhuǎn)率約80%,2012年達(dá)到90%。硫變換、低溫甲醇洗、制冷及公用工程等裝置。1.2裝置非計劃停工次數(shù)明顯減少自2009年以來,3套SCGP裝置非計劃停工1裝置運(yùn)行概況逐年減少，平均運(yùn)行周期逐年提高。2012年裝置平.1裝置運(yùn)轉(zhuǎn)率逐年提高均運(yùn)行周期達(dá)到75d、非計劃停工次數(shù)降低到7120[020110年2011年 網(wǎng)2012年次,詳見圖2。10口70查503_3-備60止40四30服第40fE2020- I20092010 2011 2012安慶岳陽3套平均圖2SCGP裝置平均運(yùn)行周期圖1SCGP裝置年運(yùn)轉(zhuǎn)率1.3裝置長周期運(yùn)行不斷突破3套SCGP裝置投產(chǎn)初期,在工藝、設(shè)備、設(shè)計通過近幾年技術(shù)攻關(guān)、加強(qiáng)原料煤質(zhì)量、裝置等方面暴露出不少問題,裝置開停工頻繁、運(yùn)行周運(yùn)行和設(shè)備基礎(chǔ)管理及工藝優(yōu)化操作,3套SCGP期短,主要體現(xiàn)在煤燒嘴隔焰罩、開工燒嘴熱裙、裝置運(yùn)行可靠度不斷提高，繼岳陽SCGP裝置陶瓷過濾器濾芯、燒結(jié)金屬通氣設(shè)備等易損壞的2008年長周期運(yùn)行突破100d后,安慶SCGP裝置問題以及氣化爐堵渣、廢熱鍋爐結(jié)垢、激冷氣壓縮2011年和2012年分別實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)行153d和循環(huán)系統(tǒng)缺陷等重大故障和問題。為此,中國石化收稿日期成立專題技術(shù)攻關(guān)組,通過技術(shù)攻關(guān)和改進(jìn),基本作者簡中國煤化工師1988年畢業(yè)于撫消除了煤燒嘴隔焰罩、開工燒嘴、粉煤三通換向順石油學(xué)院MHCNMHGT股份有限公司化T閥、通氣錐吹掃器等硬件方面的瓶頸,實(shí)現(xiàn)了備事業(yè)部工.作。聯(lián)系電話:010-59969518;E-mail:cbwu@sinopec .com。第2期吳昌保.殼牌煤氣化裝置運(yùn)行情況分析8定期檢查或停車必檢的計劃，如氣化爐內(nèi)部件定中氧化鐵影響到渣的流動性。期測厚檢驗(yàn)、磨煤單元動設(shè)備和煤加壓及進(jìn)料單SCGP氣化爐爐溫的測量和控制非常困難,從元鎖斗閥進(jìn)行預(yù)防性維修等。而導(dǎo)致爐溫高低的爭論很難得到明確的結(jié)論。一2.5發(fā)揮集團(tuán)優(yōu)勢 ,及時總結(jié)和分享運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)旦判斷錯誤,就會導(dǎo)致渣屏堵渣或渣口堵渣。為總結(jié)和交流SCGP裝置運(yùn)行、操作、維護(hù)、技2)十字吊架結(jié)垢。由于SCGP裝置的合成氣.術(shù)進(jìn)步等方面經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)裝置長周期優(yōu)化運(yùn)行,中冷卻器在十字吊架處存在嚴(yán)重的偏流現(xiàn)象，導(dǎo)致國石化定期組織SCGP裝置專題交流會，討論、分十字 吊架內(nèi)側(cè)氣流速度偏低，使用有結(jié)垢傾向的析提高裝置運(yùn)行可靠性的措施;針對影響SCGP裝煤種時, 十字吊架很容易積灰，堵塞氣流通道,嚴(yán)置長周期穩(wěn)定運(yùn)行的人爐煤質(zhì)量不穩(wěn)定、氣化爐重時將被迫停車清灰。溫度控制難度大、煤燒嘴隔焰罩易損壞、氣化爐堵3.2設(shè)備方面渣等關(guān)鍵問題，及時組織開展技術(shù)攻關(guān)和專題分1)合成氣管道的腐蝕和磨蝕問題。合成氣的析,共同研究討論解決問題的辦法;建立了3套煤腐蝕磨蝕問題較嚴(yán)重，尤其是在合成氣冷熱匯合氣化裝置生產(chǎn)運(yùn)行信息通報，可及時溝通相關(guān)信處、正常情況下存在合成氣“死區(qū)”的管道、與合成息和工作進(jìn)展情況。氣系統(tǒng)相連的有關(guān)管線(不經(jīng)常流動或溫度偏低)通過分析總結(jié)裝置開車和運(yùn)行過程存在的問等處尤為嚴(yán)重，甚至還發(fā)生過因管道減薄導(dǎo)致合題,總結(jié)固化經(jīng)驗(yàn),完善了<裝置開車條件檢查確成氣泄漏和管道突然裂開的事故，對裝置的安全認(rèn)表》，以此規(guī)范和指導(dǎo)SCGP裝置開車過程各項(xiàng)生產(chǎn)帶來很大的隱患。準(zhǔn)備工作,確保裝置開工- -次成功;制定了《煤氣2)高溫高壓飛灰過濾器濾芯斷裂。該過濾器化裝置運(yùn)行管理辦法》(試行),從技術(shù)和安全角度是除氣化爐外的第二大關(guān)鍵設(shè)備,目前3套SCGP作出了相關(guān)規(guī)定和要求，保證裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)裝置均采用碳化硅陶瓷濾芯(表面噴涂莫來石耐行。安慶分公司建立的《裝置運(yùn)行異常工況分析》磨涂層)。該濾芯價格昂貴,使用壽命短(3~4a),故制度,著重解決裝置事故萌芽前的異常工況,保障障率高,容易斷裂,只要斷裂1根就會導(dǎo)致濕洗單了氣化裝置長周期運(yùn)行;岳陽合資公司應(yīng)用RCA元循環(huán)水固體含量嚴(yán)重超標(biāo)，被迫停車。根本原因分析法,深人分析故障停車原因,舉一反按照Shell公司風(fēng)險控制理論,濾芯破裂為頂三防止類似事件重復(fù)發(fā)生。這些先進(jìn)的管理方法級事件。反吹系統(tǒng)正常工作、使用合格濾芯、監(jiān)控在同類企業(yè)中得到分享應(yīng)用。過濾器壓差等預(yù)防措施效果有限，不能阻止頂級事件發(fā)生。一旦發(fā)生頂級事件，沒有任何控制措3長周期運(yùn)行 瓶頸分析施,只能盡快停車,損失巨大,加之出現(xiàn)頻率高,可3.1工藝方面以將濾芯破裂風(fēng)險等級確定為高風(fēng)險。1)渣屏和渣池堵渣。氣化爐排渣系統(tǒng)的堵渣3)煤燒嘴壽命未達(dá)設(shè)計要求。長周期運(yùn)行后問題仍是制約煤氣化裝置長周期運(yùn)行的主要問期,燒嘴頭部熔蝕漏水,現(xiàn)有燒嘴在壽命期間內(nèi)(8題。堵渣主要有兩種形式,渣屏堵渣和渣口堵渣。000h)出現(xiàn)嚴(yán)重的裂紋和孔洞，泄漏燒嘴冷卻水，排渣系統(tǒng)的堵渣問題與3個方面因素有關(guān):在冷卻水不能及時維持供應(yīng)時,會導(dǎo)致停車。從安氣化爐的設(shè)計原料煤的煤質(zhì)、氣化爐爐溫的精確慶分公司SCGP裝置長周期運(yùn)行停工后檢查情況控制。SCGP氣化爐設(shè)計采用液態(tài)排渣系統(tǒng),當(dāng)渣看，在氣化爐相對低溫操作工況下,4個燒嘴頭部的流動性低于臨界值時,就會造成渣口堵渣。但由均出現(xiàn)熱裂紋泄漏，其使用壽命為4000~5000h,于渣口到渣池間存在一-定的距離，當(dāng)渣的流動性若要更換燒嘴就必須停車，說明單臺氣化爐要實(shí)太好或是煤質(zhì)波動就會在渣屏(渣口到渣池間的現(xiàn)更長連續(xù)運(yùn)行周期有很大難度。水冷壁)上累積,當(dāng)累積到- -定程度后,渣塊掉落最終將渣池底部落渣管道堵塞。4下一步攻關(guān)方向原料煤的煤質(zhì)對氣化的運(yùn)行至關(guān)重要。煤質(zhì)中國煤化工同類裝置使用低應(yīng)滿足SCGP氣化用煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),同時應(yīng)確保穩(wěn)鐵煤、bMHCNMHG,嘗試使用高灰熔定。煤中硅鋁比央定了氣化爐爐溫的操作窗口,煤點(diǎn)低鐵煤,逐步降低人爐粉煤氧化鐵含量減少渣342013年第 36卷屏堵渣機(jī)率。腐蝕嚴(yán)重的管道進(jìn)行更換處理。合成氣激冷氣壓2)擴(kuò)大原料煤資源。積累混配煤使用經(jīng)驗(yàn),完縮機(jī)進(jìn)、出口管線和返回管道材質(zhì)可升級為內(nèi)襯善人爐煤種預(yù)評價和后評估數(shù)據(jù)庫，為優(yōu)化配方Inconel825的復(fù)合碳鋼管道。和擴(kuò)大原料煤資源提供技術(shù)支持。6)提高煤燒嘴使用壽命。改進(jìn)煤燒嘴頭部設(shè)3)延長高溫高壓飛灰過濾器濾芯使用壽命。計,開發(fā)和試用國產(chǎn)新型粉煤燒嘴。制定濾芯特護(hù)指令,確保反吹閥門工作正常;制定7)優(yōu)化氣化操作,提高氣化效率。確保排渣穩(wěn)濾芯再生程序和質(zhì)量檢驗(yàn)程序，控制濾芯再生質(zhì)定的前提下，結(jié)合開發(fā)適宜煤種，優(yōu)化人爐煤配量,只有經(jīng)檢驗(yàn)合格的濾芯才能再次投人使用,濾方,提高灰熔點(diǎn)到1350~1 430，逐步提高氣化爐芯清洗一般不超過2次;關(guān)注國產(chǎn)陶瓷濾芯、金屬操作溫度，降低灰渣中碳含量,提高碳轉(zhuǎn)化率到濾芯和保安濾芯的試用情況。98%以上。4)預(yù)防十字吊架結(jié)垢。優(yōu)化激冷比、水氧比和人爐煤配方,預(yù)防十字吊架結(jié)垢,延長開車周期。5結(jié)束語5)預(yù)防合成氣管道泄漏。充分利用RBI專家中國石化3套殼牌粉煤氣化裝置經(jīng)過6年多系統(tǒng)的歷史檢測數(shù)據(jù),完善預(yù)防性管線檢測計劃。的運(yùn)行,通過開展技術(shù)攻關(guān)、實(shí)施技改項(xiàng)目、創(chuàng)新做到定點(diǎn)定時檢測,消除隱患。利用大修機(jī)會對所煤質(zhì)管理體系、優(yōu)化工藝控制推進(jìn)設(shè)備的預(yù)防性有合成氣管線和相關(guān)的管線進(jìn)行全面的檢測,對維修管理,裝置運(yùn)行可靠性正不斷提高。SHELL COAL GASIFICATION RUNNING ANALYSIS ;Wu Changbao(Chemical Dept of SINOPEC, Bejing 100728)Abstract:This paper presents running performance of 3 Shell coal gasification plants in SINOPEC,summarizing long- -time running experience , analysing bottleneck limiting further extension of running time andaddressing next technical breakthrough direction.Key words :Shell coal gasifiation;bttleck ;technical breakthrough(上接第75頁)[7]申樹芳, 王換榮.二氧化碳的排放與分離控制技術(shù)簡介[J].與天然氣化工,2006:354- -358.化學(xué)教學(xué),2008,21(2):72-73.[5] 李慶釗,趙長遂.燃煤電站二氧化碳控制技術(shù)研究[J].鍋爐[8] 房昕.溫室氣體二氧化碳的分離回收與綜合利用[J].青海技術(shù),2007 ,38(6):65- -69.環(huán)境,2009,19(1):34 -38.[6] 高潔,郭斌.溫室氣體二氧化碳的回收與資源化[J].污[9] 張輝，羅玉.二氧化碳的資源化利用[J].遼寧化工, .染防治技術(shù),2007 ,20(1):56-59.2011 ,40(6):601-607.DISCUSSION ON RECOVER AND UTILIZATION OF CO2 FROMRECTISOL TAIL GASWu Shengjun, Yang Lei ,Feng Delin,Li Kai,Li Ying(Lanzhou Branch of Changzheng Engineering Co. ,Ltd. ,Lanzhou 730050)Abstract:An introduction is given to the rectisol process linked up with the pulverized coal- -basedsynthetic ammonia. An analysis for flow- -rate and composition of tail gas is made. The technical characteristicsof adsorption and rectification of CO2 recover technology matching with the rectisol unit is discussed. The re-sult indicates that adsorption and rectification of CO2 recover tech中國煤化工ce in the compre-hensive utilization of resources，lowering down carbon emission, eYHC N M H Gogical protection.Key words :rectisol ;CO2; energy saving and emission reduction ;recover and utilization