测温导线。通过每一小区的温度测量,可以迅速指出在炉壁外表面上出现的任何一个热点温度,从而可预示气化炉内衬的侵蚀情况。
⑸ 激冷室内件有激冷环、下降管、上升管、分离挡板组成。激冷环是关键部件,现在是德士古公司的专利产品,激冷环直接与高温煤气和熔渣接触,工作条件恶劣,必须选用特种钢材,构造见下图:
⑹ 为了减少热损失,改善工作环境,激冷室壳体外保温,而燃烧室壳体外部不保温是为了降低壳体温度。 四、工艺烧嘴
工艺烧嘴是德士古的专利设备。它的主要功能是籍高速氧气流的动能,将水煤浆雾化并充分混合,在炉内形成一般有一定长度黑区的稳定火焰,为气化创造条件。目前使用的烧嘴是三流道,最里流道是氧气,通常称为中心氧,中心氧流量应是总氧量的12%;最外流道也是氧气,氧气的大部分在此通过。中间流道是水煤浆。中心氧能提高氧气和水煤浆的返混程度,外环氧能减轻水煤浆对炉膛内壁的冲刷磨损,烧嘴头部有冷却水盘管前端有水夹套冷却,以保持烧嘴不被烧坏。 结构详见图:
烧嘴的主要材料是lncone1600,夹套头部是Haynes188,在烧嘴头部流速最大处,都在主材表面堆焊一层stellite 6耐磨层。 为了得到较好的雾化效果,气化剂在喷嘴内必须保持较高的流速,为此要产生一定压力下降,此压力降通常用喷嘴前后的物料压力的比值来表示,称作膨胀比。膨胀比增加,雾化效果好,但膨胀比过高将使氧气压缩功耗增加。
水煤浆与氧气混合物出喷口后的喷射角称雾化角,它决定了火焰的直径和长度,为了避免气流与火焰对气化炉内衬的直接冲刷,要求喷出的火焰的直径必须小于气化炉膛直径,长度必须小于炉膛的有效高度。
在正常运行期间,烧嘴头部煤浆通道出口处的磨损是不可避免的,烧嘴一般可使用1.5~2个月,更换时将头部切下来进行堆焊修理,烧嘴损坏有两方面原因:一是喷口在具备一定温度煤固体颗粒的冲刷下,喷口产生磨损,高温下金属硬度下降,喷口金属磨损加快。为此,水煤浆爱那个的流速应有一最佳值。二是烧蚀。由于烧嘴雾化角不当而造成的气化炉内回流,回流的高温气体对烧嘴产生烧蚀,这就要求喷嘴与气化炉相匹配,形成适当的流场,减少烧嘴长“胡子”现象,降低烧嘴的烧蚀。
正常生产时要监测冷却盘管泄漏:正常情况烧嘴冷却水气水分离器防空样中CO含量为零,当1000ppm时要停炉,因有时冷却盘管有一个小孔,灰可能把小孔堵死,因此在CO含量连续在20~300ppm波动时,应准备进行计划停车。 五、合成气洗涤塔 结构见图
合成气洗涤塔的功能是用以清洗粗煤气。由气化炉产生的粗煤气经文丘里洗涤器除尘增湿后,沿洗涤塔下降管,下降碰到塔底水时,部分尘粒、水滴落入水中,再沿上升管和下降管之间环形通道上升时又夹带大量塔内的水,以二相流流型进一步洗涤煤气中的灰尘,气体夹带的水滴被挡板分离后上升到塔板。在塔板上和干净的变换冷凝器相遇使尘粒被最后一次洗涤,气体再经塔顶折流板除雾器除去雾滴后出塔,出塔气含尘量可达<1mg/Nm3,其技术特性:
操作压力 3.85~4.05MPa(G) 操作温度 220~230℃ 设计压力 4.2MPa(G) 设计温度 260℃
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设计规格 Φ2600×17696(D×H) 设备材质 16MnR+IncoLoy 825 六、真空泵
真空闪蒸系统的真空是由真空泵抽吸系统内的气体产生的。真空泵分干式和湿式两大类:干式真空泵只能从容器中抽吸干燥气体,故我公司采用湿式水环真空泵,其特点是除了轴承和密封盖之间的密封之外,设有其他阀和活塞等机械接触部分,因此不需要内部润滑,结构简单易于制造及维修,操作可靠,寿命长,排气也连续均匀。轴封形式采用软填料,轴封用水采用从泵腔取水的内供水形式。 工作原理:
真空泵的叶轮偏心的安装在泵壳中,启动前在泵工作室内灌入规定高度的水,当叶轮转动时带出水一起旋转,由于离心力的作用,将水甩向泵体壁,形成一个旋转的水环,叶轮端面与分配器之间隙被液体密封,水环上部内表面与叶轮轮毂相切,叶轮的前半圈在旋转过程中,水环的内表面逐渐与轮毂离开,因此各叶片之间由于密封的空腔容积逐渐扩大,压力降低从进气口吸入气体。在后半圈中,水环的内表面逐渐与轮毂接近,各叶片与水环形成的密封空腔容积逐渐缩小,其气体也逐渐压缩而排出泵体。
这样叶轮自转一圈,叶片与叶片之间的密封空腔容积从小到大,再由大变小,每两片见的水好像液体活塞一样往复运动一次,泵的连续旋转就能连续不断地抽吸与排出气体。 我公司水环真空泵型号是 2BE1253—OBV2—ZP660: 转速 660 r/min 电机功率 45kw
进口体积流量 1800m3/h 最大抽吸量2100 m3/h 最低吸入真空度 -0.064MPa 环流液流量 3~3.4 m3/h 环流液温度 15~40℃ 七、火炬
火炬是我公司甲醇生产过程中的安全排放设施,以免污染大气和人员中毒事故发生。按用途不同可分为开工火炬和事故火炬。 开工火炬:气化炉开车后完成升压之前产生的粗煤气送至开工火炬用长明灯点火燃烧后排放大气,气体流量按一台气化炉70%负荷设计,69500Nm3/h。 事故火炬主要用于:
1、正常生产时变换气提塔尾气、甲醇精馏尾气排放。
2、事故时,全厂紧急停车时可燃气体的排放。 3、安全阀启跳后可燃气体的排放。 4、开车期间可燃气体的排放。
总火炬按198503Nm3/h的气体流量计计,去总火炬的气源虽然很多,但每次排放只有一种。 只要装置开车,低压氮气将连续不断地经开工火炬气体管线和事故火炬气体管线送至火炬装置,并保证微正压状态。
长明灯的燃烧气是石油液化气,开工火炬、事故火炬使用前必须先行将各自的长明灯点着。 开工火炬和事故火炬设有地面点火和高空点火器,高空点火器各三个,以保证可燃性气体点火无误。两火炬均高50米。 火炬头是火炬中最关键的部件,它能保证将可燃气完全燃烧。在火炬头上设热电偶将温度信号传至控制室。供操作人员监视燃烧时火炬头的温度并判断排放气体是否点燃。开工火炬周围有()套长明灯,事故火炬头沿周围均布()套长明灯。
分子封、罐内设有升降管,由于密封N2分子量比空气小而浮于升降管上部,它可保证在排
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放气中断后阻止空气倒流到火炬筒内,确保再次排放时不会发生回火或爆炸。 事故火炬工艺流程:
各工段排放的可燃气体进总火炬管网,依次通过总火炬排水罐(V7201A/B/C/D),分离掉可燃气体中夹带的少量蒸汽冷凝液,经事故火炬水封罐(V7203),冲破水封沿事故火炬筒径分子封(X7202)最后在火炬头(X7201)燃烧后放空。 开工火炬工艺流程:
气化排放的可燃气体进开工火炬管网,在开工火炬排水罐(V7202A/B)分离掉少量蒸汽冷凝液,进入开工火炬水封罐(V7204),冲破水封沿开工火炬筒径分子封(X7204),最后在开工火炬头(X7203)燃烧放空。 火炬系统消耗:石油液化气 200Nm3/h
蒸汽 0.5MPa 200kg/h 间断
第五章 开停车方法
气化装置系统在所有设备安装完毕,单体设备试车和运转试验合格,系统联动试车发现的问题已解决后,方可进行化工试车——原始开车。
第一节 原始开车前的检查准备工作 首先制定试车方案,并按期要求逐条逐步地进行核检查,执行人和检查人要分开,责任到人。多次训练,拆除预热烧嘴、安装预热烧嘴的工作,以便达到半小时内完成更换烧嘴工作要求。 1、对照PID图,系统的全面检查工艺管线是否合乎要求。 2、设备、管道内的清洗和吹除结束,系统地气密性试验合格。 3、氧气管线的吹除和()工作合格后充N2保持微正压。 4、转动设备润滑油系统及油位检查正常,并盘车灵活。 5、电气保护及绝缘检查合格,根据要求送电备用。
6、气化炉头所有的给料阀、吹扫阀,必须按要求进行泄露检查,规定双向密封的阀门要进行两个方向的检验。
7、仪表和控制系统的检查。调节阀的行程,运行方向及故障位置是否合理正确;利用组态模拟工艺信号检查控制系统,特别是连锁系统的控制仪表,都必须模拟试验。
8、气化炉安全系统和阀门必须每次开车前在DCS控制屏上检查一遍并做一次试验运行。 9、所有压力联锁阀应进行试验并调整压力。 10、检验和校正气化炉表面温度传感系统。 11、检验和校正气化装置的气体分析仪。
12、水、电、气、汽及原料煤等公用设施都已完成,并能供应正常。
13、检查界区内所有工艺阀门均关闭。凡是临时盲板均已拆除,操作盲板也已就位。 14、再次对生产现场做清理工作,特别是易燃易爆物品不得留在现场。 15、用于开车的通讯器材、工具、消防和气防器材已准备就绪。
16、接收各物料至各使用单元最后一道阀前,并调整压力、温度等指标到符合界区各系统的要求。
17、试运行磨煤机及制浆系统,制得合格水煤浆。
18、大煤浆槽有合格煤浆后,试运行高压煤浆泵并利用液位变化校正煤浆流量计,煤浆槽的贮量不少于()小时用量。 19、试运行激冷水系统,检验备用激冷水泵P1301的自启动及辅助激冷水阀HV1304的动作。
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20、试运行其它的自启动系统。如:高压灰水泵P1303、冷凝液泵P1302等。 21、试运行锁斗,充分检查锁斗的逻辑控制系统。
22、烧嘴冷却水系统检查并用软管连接后试车,检查内容如下: ⑴ 供水流量、压力
⑵ 备用水泵切换供水功能 ⑶ 消防水泵的自启动供水试验 ⑷ 事故水槽贮水与供水试验 ⑸ 出软、硬管供水切换情况 23、全面检查气化炉安全系统
⑴ 必须分别检查开车、停车的每一个功能,以确保其正常。 ⑵ 检验停车启动器
⑶ 测定每一个与气化炉安全系统有关的阀门动作时间
⑷ 验证只有烧嘴冷却水系统故障停车触发器造成气化系统停车时,烧嘴冷却水进、出口阀关闭
⑸ 验证锁斗的事故阀XV1213关闭是由于激冷室液位低低触发器造成的。 24、清理、检查工艺烧嘴,并记录所有尺寸,建立档案。 25、利用模拟态做火炬的点火试验。
第二节 气化炉的烘炉
气化炉的燃烧室内衬耐火材料,筑炉后新的耐火材料应根据耐火材料制造厂家说明,必须在筑炉后14天内进行大约一周时间的自然干燥养护,然后安装好预热烧嘴,通入柴油与压缩空气燃烧进行烘炉,具体步骤如下:
1、开辅助激冷水泵P1306向激冷环供循环水,冷却激冷环、下降管。激冷水流量必须不小于正常流量的50%。
2、打开气化炉水封槽的手动阀并导通盲板,当水封槽充满水后溢流到渣沟。水封槽水封高度可用挡板调节,以维持激冷室液位处于下降管和上升管下口之间,不得超过下降管下口,否则造成水封影响抽引器正常工作发生回火。
3、当清水池水位上升至正常,应启动冲洗水泵P1401及灰水冷却器E1401,将水送到污水处理工序,激冷环的冷却水就这样循环起来。
4、若V1205不能满足排放要求,可同时打开开工管线去真空闪蒸罐V1305的阀门,即QWBD→LV1201→V1305→LV1305→V1308→V1309,或直接由锁斗阀排放至渣沟。 5、预热水循环路线为:CW→V1309→P1306→FT1308→FV1308→V1204 →R1201→V1205→渣池→清水池→P1401→FV1401→E1401→污水处理 6、洗涤塔T1301气体出口所有阀门及人孔必须关闭,以防气体倒流。
7、打开抽引器的进口阀,倒通其后盲板,缓慢打开抽引器的低压蒸汽阀,抽引器开始工作并调节抽引程度。
8、点燃预热烧嘴,烘炉开始并连续进行,需要的柴油量和压缩空气量要及时调节,以满足下述烘炉进度表:
等厂家提供烘炉温度控制曲线图
对于炉内耐火砖已经过烘烤的气化炉开车,我们称为正常开车,它可根据耐火材料制造商推荐的额定速率约50℃/hr,一直升到1400℃,并在1400℃恒温最少4小时后开车。
9、当气化炉温度升到开车温度后需待2—3天才能化工投料,可继续维持这一温度。若开车还要延长一段时间再进行,应停止加热让其缓慢降温。气化炉膛温度250℃以上时,必须保
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