GE水煤浆气化技术解析

作者:九州体育 发布时间:2020-08-12 05:57

  GE水煤浆气化技术 2010年10月 齐鲁石化 1.气化单元简介 气化装置采用美国GE公司水煤浆加 压气化技术,在气化压力6.5MPa(G), 气化温度1300~1400℃的条件下,采用 煤作为气化原料,生产粗煤气。该装置 包括磨煤制浆、水煤浆气化、合成气冷 却及碳黑洗涤、锁渣系统、灰水处理系 统等几个主要工艺单元。 2.气体联合装置工艺流程 2.1磨煤单元 在磨煤制浆单元,作为气化原料的原料煤, 在原煤储运系统中被破碎处理成为小于10mm 的碎煤,经皮带输送机送入煤储斗V1101,原 料煤经煤称重给料机W1101计量后进入磨煤机 H1101,与一定量的来自灰水处理系统的灰水 混合,以及按照比例加入添加剂,在煤磨机 中磨成一定粒度分布的约58~64%浓度的水 煤浆。出磨煤机的煤浆储存在磨煤机出料槽 T1102,由煤浆出料槽泵P1102送至煤浆槽 T1201。 2.2气化单元 水煤浆和氧气经德士古烧嘴充分混合雾化后进入 气化炉的燃烧室中,在6.5MPa(G),约1400℃条件下 进行气化反应,生成以CO和H2为有效成份的粗合成 气。粗合成气和熔融态灰渣一起向下,经过均布激 冷水的激冷环,沿下降管进入激冷室的水浴中。大 部分的融渣经冷却固化后,落入激冷室底部,经破 渣机破碎除去大块渣后排入锁斗,定时排入渣池, 再由捞渣机将渣捞出后装车外运。粗合成气沿下降 管和上升管的环隙上升,并经激冷室上部挡板折流 后,由合成气出口管线导出去文丘里洗涤器。在文 丘里洗涤器内合成气经收缩管增速,在喉管内与激 冷水泵来的水充分混合达到增湿的目的,使细小融 渣与合成气分离后进入洗涤塔。 2.3合成气洗涤系统 水与合成气混合进入洗涤塔,沿下降管进 入塔底部的水浴中。合成气向上穿过水层,大 部分固体颗粒与合成气分离,沉降到塔底部。 合成气沿下降管和上升管之间的环隙上升,穿 过四块塔板,由高压冷凝液泵来的变换冷凝液 喷淋,洗去剩余的固体颗粒。合成气在洗涤塔 顶部经过除沫器,除去合成气中的雾沫,然后 出洗涤塔送往净化单元。 2.4烧嘴冷却水系统 德士古烧嘴在1400℃的高温下工作,为了保护烧 嘴,在烧嘴上设置了冷却盘管和头部水夹套,用以 冷却烧嘴防止高温损坏。脱盐水经LV12007送入烧嘴 冷却水槽T1202,控制液位在80%以上。T1202中的 水经烧嘴冷却水泵P1203加压及烧嘴冷却水换热器 E1201冷却后,送入德士古烧咀冷却盘管中。出冷却 盘管的水经烧嘴冷却水分离器V1201靠重力流回烧嘴 冷却水槽T1202中。分离罐V1201内通低压N2作为CO 分析的载气,载气经放空管排入大气。当冷却盘管 泄漏时,安装在放空管上的CO监测仪AIA12001会发 出报警,从而及早提醒操作人员采取相应措施。 2.5锁斗系统 锁斗是一个定期收集和排放固体渣的水封 体系,集渣和排渣均遵照锁斗循环逻辑,并按 一定时序完成 。在收渣阶段,激冷室底部的 渣水经破渣机进入锁斗V1301。锁斗循环泵 P1301从锁斗顶部抽取相对洁净的水送回激冷 室底部帮助排渣。排入渣池的粗渣在前仓经沉 降后由捞渣机送入灰车送出界区。锁斗循环大 致分为减压、清洗、排渣、充压、收渣五个阶 段,由锁斗程序自动控制。 2.6渣水处理系统 出气化炉激冷室的黑水与出合成气洗涤塔底部的黑水经高 压闪蒸、低压闪蒸及两级真空闪蒸,经四级闪蒸后的黑水经过 沉降槽给料泵送至沉降槽沉降分离细渣。沉降后沉降槽底部的 沉降物含固量约20%,由沉降槽底流泵打出后送至真空抽滤机, 脱水后的滤饼装车外运,滤液自流到滤液受槽。再经磨机给水 泵P1507送至磨机作为水煤浆制备的补充水。沉降槽上部溢流 清液自流到灰水槽,灰水槽中的灰水经低压灰水泵加压后至锁 斗冲洗水罐渣一部分经废水冷却器冷却后排至污水处理系统进 行处理,达到排放标准后排放;另一部分灰水进入除氧器,再 经洗涤塔给料泵在灰水加热器中与高压闪蒸汽换热以后,送至 合成气洗涤塔作为系统补充水循环使用。合成气洗涤塔不足的 洗涤水由来自工艺水槽的冷凝液补充。 3.重点设备 3.1磨煤机 3.1.1工作原理 磨煤机为溢流型棒磨机。物料通过鼓型给料器强制进料, 由进料中空轴内进料衬套给入筒体内部,电动机经磨煤机联 轴器、减速器、气动离合器、大小齿轮装置带动装有磨棒的 筒体旋转,物料受到介质棒的撞击以及介质之间、介质与筒 体衬板之间的研磨,达到合格粒度的物料,经排料中空轴内 出料衬套排出,完成研磨过程,研磨后的物料经出料装置筛 分,合格的煤浆进入煤浆搅拌槽,筛上杂物从排渣口排出。 3.1.2结构组成 磨煤机主要由鼓型给料器、主轴承部件、筒体部件、大 小齿轮装置、主电机、主减速器、慢速驱动装置、顶起装置、 出料装置、气动离合器、润滑系统、电控等部分组成。 3.重点设备 3.2高压煤浆泵 该泵采用德国FELUWA公司生产的三缸双软 管隔膜泵,通过活塞在液压缸内作往复运动, 会驱动一定量的液压油,从而使第一软管和 第二软管在特定的时刻被共同挤压。它们始 终按照相同的方向和形状收缩和膨胀。当活 塞向前运动时,软管在液压油的推动下变形 将将物料送出,活塞向后运动时,软管形状 恢复从而吸入物料,通过反复运动来达到输 送物料的目的。 3.重点设备 3.3破渣机 破渣机位于气化炉激冷室底部与锁斗之间,用 来破碎炉中产生的大块炉渣以及气化炉中脱落的炉 衬耐火砖块,保证正常固体粒度的炉渣能顺利进入 锁斗。 破渣机主要分为三部风:主机部分、液压部分 和电控部分。主机部分主要完成对炉渣和脱落的耐 火砖的破碎,液压部分是驱动破渣机主机运转的动 力来源,电控部分通过前面板输入控制命令,控制 破渣机的工作,三部分协调完成以保证破碎气化炉 中排出的大块炉渣或气化炉炉衬耐火砖块,保证气 化炉的正常工作。 4.气化引氧操作 ? 1.主装置引氧 ? 气化确认氧气放空阀FV12007关闭,空分缓慢 提高氧气管线MPa,气化单元反充 压程序完成后,打开氧气界区总阀,缓慢调 节氧气调节阀FV12009至氧流量10000Nm3,引 氧完成后通知空分气化炉准备投料。 4.气化引氧操作 ? 2.第一台气化炉开车后备系统引氧 ? 气化单元稍开氧气总管放空阀FV12007,确认 放空阀打开之后,通知空分准备进行引氧, 氧气通过FV12007放空,同时确保氧气管线时通 知空分引氧完成,气化投料前将氧气放空由 总管改制炉头氧气管线放空。气化炉投料条 件全部具备,通知空分气化炉准备投料。 氧气系统流程 氧气 5.气体联合装置跳车空分应急处理 ? 1.气化炉正常生产过程中突然由于系统故障 触发气化炉联锁跳车,气化立即通知空分进 行调整,保证氧气总管压力稳定。 ? 2.气化炉停车后及时联系空分启动液氮泵对 高压氮气储罐V1205进行充压,确保在最短时 间内V1205压力达到正常值。 6、5bar氮气的作用及流程 作用:①公用站用氮气 ②煤仓氮封 流程: 1100#公用站 煤仓 1200#公用站 1400#公用站 1700#公用站 空分 7、15MPa氮气的作用及流程 ? 来自空分15MPa高压氮气储存在高压氮气储罐V1205, 正常操作压力13.3MPa,其作用如下: 1.气化炉开车引氧前通过氧气管线反充压程序将氧气 管线MPa,防止氧气界区总阀 因高压差动作引起事故;另外引氧过程中,氧气两 道切断阀之间建立高压氮塞,防止氧气切断阀内漏 引起事故。 2.气化炉停车过程中,高压氮气对煤浆管线及氧气管 线进行吹扫,确保系统安全;另外氧气两道切断阀 之间建立高压氮塞,防止原料气反串至氧气管线MPa氮气的作用及流程 To FI To FI Oxygen SLURRY To FI N2 In 8、16MPa氮气的作用及流程 ? 作用: 1.高压冷凝液罐V1401提供高压氮封。 2.当氮气储罐V1205压力低时,紧急进行补充, 保证气化炉安全运行。 8、16MPa氮气的作用及流程 F1201A F1201B F1201C V1205 V1401 9、高压氮气短供后双方应急处理措施 ? 1. 15MPa液氮泵出现故障,及时启动16MPa液 氮泵,气化通过连通阀进行调节,空分及对故 障泵进行处理。 ? 2. 16MPa液氮泵出现故障,气化严格控制高压 冷凝液罐V1401各项工艺参数稳定,降低对 16MPa氮气的消耗,空分及时对故障泵进行处 理,当压力低于6MPa时气化炉做停车处理。 9、DCS控制系统混乱现象及处理措施 2010年11月18日22:07净化单元DCS通 讯出现故障,58台调节阀无法进行调节,其 主要原因为系统软件存在漏洞,具体表现为 PID控制模块打开后,输出无法进行调节,呈 现为绿色。 针对上述情况,净化现场通过调节手动 阀及副线阀控制各项工艺参数 。 齐鲁石化


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