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浅谈BGL气化炉重点参数及控制方法
摘 要:本文针对BGL气化炉重点参数的分析控制,操作方法的优化,以及对装置整体的影响等多方面进行分析研究,总结的阐述了在生产过程中,一些重点参数控制的重要性,对于长周期运行的影响,应采取的合理的调整措施,能尽快的将工况恢复正常,维持装置稳定运行。
关键词:BGL气化炉;加煤温度;石灰石配比;床层压差;排渣压差;负荷;
1 BGL气化炉工艺流程概述
BGL气化工艺是采用英国ADVANTICA的碎煤加压熔渣气化技术,为年产50万吨合成氨装置提供合成气。气化装置以原料块煤为原料,采用3台直径3.6 米的BGL气化炉(无备用气化炉),在4.0MPa(g) 压力下气化。从气化炉出来的粗煤气依次经过洗涤冷却器B1206、废热锅炉W1201两级除尘,然后经粗煤气气液分离器F1207后送往变换装置。
2 BGL气化炉重点控制参数及控制方法:
2.1 加煤温度对气化炉的影响分析
加煤温度是指气化炉出口粗煤气的控制温度,加煤时机的选择决定着气化炉出口粗煤气温度的高低,同时也影响气化炉粗煤气中尘含量的高低。BGL气化炉正常工况下加煤温度控制340-380℃,若床层出现沟流偏烧的情况,侧要适当提高加煤温度,控制在420-470℃。
若气化炉出现偏烧,床层分布不均匀,粗煤气温度就会偏高,如果低温加煤,就会加剧工况的恶化。同时要注意控制好气化炉炉体料位,在床层偏烧的情况下,如果气化炉炉体下料位触发,就要及时加煤,防止煤层过低,偏烧导致火层穿透,发生事故。再者,气化偏烧的情况下,加煤尽量和排渣时间错开,防止排渣的同时进行加煤,对床层的冲击太大,不利于工况的调整。
2.2 排渣压差对气化炉的影响分析
BGL气化炉排渣压差是指气化炉渣池中熔融状态的液态渣的多少,设计49kPa,目前控制35-49kPa。渣池压差的控制是BGL气化工艺的重中之重,也直接决定气化炉是否能长周期,稳定的运行下去。
由于原料煤的灰分变化不定,因此排渣压差就会出现较大的波动,若灰分上涨较大,气化炉排渣压差会同时上涨,此时要及时的将产出的熔渣排出来,否则气化炉整体工况就会出现较大的波动,排渣压差上涨到一定数值,鼓风口就会出现波动,若鼓风出现超温切除,气化炉就要被迫降负荷运行。
排渣压差的调整要综合分析具体情况和原因,不同的情况采取对应的措施,才能快速的将工况调整至正常状态。若是原料煤的灰分上涨,根据灰分的具体数值,计算出石灰石的添加的多少,由于灰分影响着液体熔渣的流动性,若添加不合理,排渣难度增加,排渣压差会出现上涨,气化炉整体工况就会出现大的波动,产气量也会出现一定的降低。
从表中数据可以看出,灰分越高,渣的流动温度就越高,对气化温度要求就要越高,因此日常操作中及时关注煤质灰分的变化,同时做出相应的调整。
若是气化炉排渣口出现堵塞,就要分析具体的堵塞的原因,是析铁导致,还是渣池中混入了不熔物堵塞了排渣口,若是析铁,就要及时调整烧嘴火焰温度、蒸氧比,同时分析原料煤的灰分,重新计算石灰石的配比是否合适。若是渣池中出现了不熔物,侧适当延长搅拌时间,增加渣的流动性。
2.3 床层压差对气化炉的影响分析
床层压差是指BGL气化炉熔渣层以上至煤层最上层的高度,可以认为是气化炉内原料煤的高度。床层压差的指标,可以间接反应出气化炉熔渣层是否在合适的范围内,若床层压差出现上涨,说明排渣压差出现了一定的问题,需要分析具体原因,是原料煤的灰分变化了,还是液态渣在渣池内积累过多。此时就需要重新分析原料煤的灰分,做出进一步的调整,或者及时将过多的熔渣排出气化炉,才能使床层压差维持在合理的范围内。床层压差可以说是一个辅助指标,通过床层压差的指标判断,就能判断出原料煤的煤质是否发生了变化。
2.4 鼓风口温度对气化炉的影响分析
BGL气化炉采用六只鼓风口对置的方式分布在气化炉内,鼓风口良好的运行,决定气化炉能否高负荷稳定运行。由于鼓风口是易损部件,设计使用寿命60天,金新化工经过多年的运行总结,将鼓风口改造为双盘管冷却,大大增加了使用寿命。
正常工况下鼓风口温度控制在260-400℃,鼓风口温度,可以作为判断熔渣池工况好坏的指标,若鼓风口温度出现一定的波动,说明渣池内熔渣液位过高,此时就需要及时降低渣池液位。
若鼓风口出现超温切除,气化炉就需要降低负荷运行。而鼓风口频繁切除,会扰乱渣池内熔渣的分布,影响正常排渣,从而导致气化炉整体工况出现波动。因此,鼓风口温度也是气化炉工况判断的重点参数。
2.5 石灰石配比对气化炉的影响分析
由于BGL气化炉是液态排渣,因此对渣的流动性有着严格的要求,控制好熔渣的流动性,气化炉产出的渣才能顺利的排出炉内,而石灰石的添加直接影响着液态渣流动性的好坏。石灰石的添加是根据原料煤中灰分大小来决定,需要控制在一个合适的范围内。
从三元相图中可以看出在其中一个SiO2与CaO相交的角形区域内有一个1266℃的低熔点三相区是最理想的调整目标区域。
通过计算后,添加一定比例的石灰石,将煤的灰熔点控制稳定,同时将渣中氧化钙的含量控制在一定比例,才能保证液位渣稳定的排出气化炉,避免不能正常下渣的情况出现。
3 总结
本公司BGL煤气化技术的重点控制参数颇多,看似散乱,实则是相辅相成的,日常生产中,只有控制好每一个指标参数,出现偏离,分析具体原因,找出症结所在,最后再对症下药,才能保证气化炉长周期、稳定的运行下去。否则如果原因判断错误,调整方向选择不正确,将会导致出现气化炉检修、甚至停车等不良后果。
参考文献
[1] 呼伦贝尔金新化工制气装置操作手册.
[2] 王剑力.原料煤灰分与流动温度关系预测.油气冶炼.2013.
[2]王超,王华.原料煤灰分对灰熔点的影响.电力技术.2019.