壳牌气化炉垮渣事故的原因及处理_张彦民

壳牌气化炉垮渣事故的原因及处理

张彦民,侯刘涛

(河南煤业化工集团龙宇煤化工有限公司,河南永城 476600)

摘 要:河南煤业化工集团龙宇煤化工有限公司50万t/a甲醇项目采用Shell粉煤加压气化工艺。介绍了一起Shell气化炉跳车垮渣事故的经过;分析了垮渣事故的原因;提出了提高炉温、更换煤种、添加石灰石等处理措施。结果表明,通过优化操作,该气化炉再也没有发生类似事故。关键词:Shell粉煤气化;气化炉;垮渣;原因;处理措施

中图分类号:TQ545 文献标识码:B 文章编号:1004-8901(2010)03-0040-02

ReasonandDisposalforSludgeCollapsingAccidentinShellPulverizedCoalGasifier

ZHANGYan-min,HOULiu-tao

(LongyuCoalChemicalEngineeringCompanyLtd.,YongchengHenan 476600 China)

Abstract:Shellpulverizedcoalpressuregasificationprocesswasadoptedinthe500000t/amethanolprojectbyLongyuCoa-lChemicalEngineeringCompanyLtdofHenanCoalIndustryChemica-lGroup.AuthorhasintroducedtheprocessofthetripaccidentcausedbythesludgecollapsinginShellgas-ifier;hasanalyzedthereasonofthesludgecollapsingaccident;haspresentedthedisposalmeasuresofincreasingthegasifiertemperature,exchangingthekindofcoalandaddinglimestoneandsoon.Resultindicatesthatsimilaraccidentneveroccursthroughoptimaloperation.

Keywords:Shellpulverizedcoalgasification;gasifier;sludgecollapsing;reason;disposalmeasures

河南煤业化工集团龙宇煤化工50万t/a甲醇项目气化装置采用壳牌粉煤加压气化工艺,其加压气化炉炉膛采用水冷壁结构和耐火材料衬里。气化炉运行期间,液态的渣层挂在耐火材料上向下流动,从而对水冷壁起到保护作用,可使气化反应在1400e~1600e的较高温度下进行,因而碳转化率较高,有效气成分(CO+H2)和冷煤气效率也较高。由此可见,液态渣层的正常状态对气化炉的稳定运行至关重要。笔者拟针对一起气化炉垮渣跳车事故的原因和应对措施进行分析和总结。

2 入炉检查结果

气化炉经过置换合格和冷却后,打开A1人孔对气化炉内部情况进行检查,发现落渣口没有堵塞,煤烧嘴和烧嘴罩亦无异常,但见烧嘴上方部分区域渣层较薄,露出固定耐火材料所用的销钉,销钉头部有熔化的痕迹,故初步判断为渣层出现垮渣现象,而渣中发现的金属颗粒则是裸露的销钉在高温下头部被熔化所致。随后又对破渣机进行空试,亦未发现任何异常情况。

1 垮渣跳车过程

2009年11月2日凌晨2时06分,中控室操作人员发现气化炉落渣口压差从1.5kPa左右上涨到3kPa,并有继续上涨的趋势,于是操作员根据以往操作经验提高氧碳比,以便提高炉温,增强渣的流动能力,降低该压差;到2时10分,压差升至8kPa,操作员又数次提高氧碳比,但炉温没有明显的上升;到2时16分该压差又上升至14kPa,紧接着直线升至32.6kPa,触发13UZ0001连锁,气化炉跳车;随后破渣机也突然跳车,之后该压差迅速下降至0kPa。气化炉跳车后检查渣样时,发现有较大的渣块和少量的金属小颗粒。

3 垮渣原因分析

3.1 炉温控制较低

炉温控制较低是垮渣事故的直接原因。通常气化炉跳车可直接反映炉温的汽包小室产气量为3.0kg/s,正常运行时该值一直控制在5.0~5.5kg/s。该值偏低表明在较低温度下渣的流动能力变差,渣层逐渐变厚,这也就是虽大幅提高氧碳比,炉温也没有上升的原因。当渣层积累到一定的厚度后,在重力作用下大量的熔渣从炉膛内剥落,从而造成

重大项目:河南省煤化工重大项目

作者简介:张彦民(1984年-),河南虞城,2005年毕业于中国矿业大学化工学院化学工程与工艺专业,从事壳牌煤气化生产技术管理工作。

落渣口压差瞬间增高,造成跳车事故,而破渣机也由于瞬间过载而跳车。3.2 配煤的影响

(1)没有及时添加石灰石。由于壳牌气化炉普遍存在的合成器冷却器积灰导致换热效果差的问题,我公司气化炉开车之初也一直被该问题困扰,拟通过摸索配煤比例或煤种来解决该问题。当

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时配煤的方案为1本地煤和2外购煤,按1B1进行

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掺烧。1煤是灰含量较高的无烟煤,2煤是灰含量和灰熔点都比较低的褐煤,配煤后的灰熔点(FT)仅为1340e,因此没有添加石灰石。实际运行中,由于负荷提高后激冷比较低,激冷量不够,飞灰在较高的温度下具有一定的黏性而在过热器处结垢,因此炉温控制得较低。

(2)配煤时2种煤的混合不均匀。由于煤混合

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得不均匀则有可能使灰含量较多的1煤在某个局部或某一时段集中燃烧,此时,煤的灰熔点偏高,在较低的炉温下就容易发生垮渣。

比例,但应根据灰熔点适当添加石灰石,同时改进配煤工艺,使2种煤的混合更加均匀。

5 结语

(1)这次垮渣事故是我公司在摸索配煤方式以解决合成器冷却器积灰问题时发生的,并非装置设计和制造的原因。

(2)由于及时总结事故教训和经验,在之后的运行中再也没有发生过垮渣事故,而且优化了操作,降低了生产成本,确保了气化炉的长周期运行。参考文献:

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版社,1995.

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收稿日期:2010-01-05

4 整改措施

(1)提高炉温。将气包小室产气量的值控制

在4~4.5之间,以提高渣的流动能力,并根据渣水固含量和合成器冷却器出入口温度等关键参数的变化,及时调整氧碳比,避免气化炉在较低温度下运行,从根本上解决垮渣问题。

(2)更换煤种。更改配煤比例,并添加石灰

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石。将2煤更换为一种灰含量更低,灰熔点与1煤更为接近的煤种。为降低生产成本,可提高1煤的

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(5)效益。按吨蒸汽100元,电价0.397元计算,副产蒸汽:100@50000@1.2=600(万元)。节电:0.397@120000@50=238.2(万元)。仅此2项每年可创经济效益838.2万元。

(5)还原操作的关键是控制好还原气的H2浓

度,防止温度猛升和出水太快,否则会影响催化剂的活性、强度和寿命。因此要安装补氢气流量计,以准确控制补氢流量。

(6)催化剂层适宜温度是220~280e,温度通过调节汽包压力来控制,宜低温操作,温度波动要尽量小,进口原料气CO组分要保持稳定。

(7)入塔气中CO2含量不宜过高,但保持适当含量可使催化剂床层温度易于控制,能够保护铜基催化剂和抑制甲醇脱水生成二甲醚。

(8)原料气中硫化物、氨、油必须严格控制,变脱工段不宜用氨脱硫。参考文献:

[1]贺永德.国内外MTO、MTP技术 …… 此处隐藏：2463字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……