水煤浆气化炉炉温异常原因分析与应对措施分析.pdf
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1、58石油化工引言现阶段,我国煤化工领域的发展,将煤气化作为主导的洁净煤技术作为基础。促进洁净煤相关技术在我国发展,可以发挥出我国煤炭资源具备的优势,提高煤炭能源的利用成效,同时促进我国能源消费结构转型,做到对各种化石能源的清洁利用,最终使“双碳”发展战略真正在我国得到落实。水煤浆气化炉在诞生以后,一直在我国化工生产领域发挥着巨大作用,所以需要妥善解决气化炉在运用过程中,出现的炉温异常问题,积极寻找问题出现的原因,然后利用有效的措施加以应对。一、控制水煤浆气化炉温度的过程水煤浆和氧气会根据一定的比例,被输送至气化炉内部,如果,煤的种类没有出现变化,那么氧煤比与炉内温度之间会呈现出对应关系。如果,
2、氧气达到了一定的数值,煤浆的浓度下降,气化炉的温度上升,反之气化炉的温度就会下降。如果,水煤浆浓度达到了一定的数值,氧气的流量增加,气化炉的温度上升,反之气化炉的温度也会下降。不同的温度会与不同的气体相对应,在所有气体之中,甲烷的敏感性最高,因此,在正常的温度下,需要及时绘制甲烷含量与温度相对应的关系曲线,然后结合不同的工艺指标,对气化炉的温度进行调整。传统的气化炉操作温度,就是将煤灰分的熔点作为基础,然后上调50,然而我国现阶段的原煤供应逐渐减少,因此部分原料煤的供应商,会选择在原料煤之中,添加熔点高的灰分,导致气化炉的稳定运行被制约。为了使水煤浆气化炉可以稳定地操作运行,当前通常将灰分的黏
3、温特性,作为确定气化炉温度的基础,同时考虑到水煤浆内部灰分的熔点。这不仅要求气化炉的温度处于稳定的状态,同时也要求气化炉的温度不宜过高,过高则表示气化炉的温度异常,需要采取一系列措施降低温度。二、影响水煤浆气化炉炉温的原因分析1.水煤浆的质量在衡量水煤浆质量的时候,需要将三个指标作为依据,分别为:煤浆的浓度、黏度以及粒度。在经过研究之后不难看出,决定水煤浆实际质量的重要因素,就是煤浆的浓度以及黏度。煤浆质量会直接决定水煤浆的输送、雾化过程,进而对气化效率、有效气成分、煤炭的转化率等造成影响。粒度分布则是衡量水煤浆之中,煤炭颗粒的粗细成本,这一指标在变化之后,会使水煤浆的浓度与黏度出现变化。水煤
4、浆气化炉在正常运行的过程中,炉内化学反应产生的能量处于平衡状态,但如果煤浆的浓度偏低,而其他条件仍旧保持稳定状态,那么,水煤浆带入的水分,在汽化的时候消耗热量,导致炉内的温度迅速上升,煤浆在炉内发生的化学反应,会造成较大的热量损失。2.煤的质量水煤浆气化炉对于煤的质量提出较高的要求,尽管我国的煤炭类型较为多样化,但是真正适合水煤浆气化炉的煤种较少。煤的质量在出现变化之后,煤浆的浓度必然会下降,或者低位发热量出现显著变化,灰渣的黏温特性也会因此而改变,最终导致炉温出现异常,影响对水煤浆气化炉的优化操作。由此可见,水煤浆气化炉运用的煤,必须在投入运用之前进行初步筛选,判断煤的适用性,以及煤质是否与
5、气化炉的要求相符合。在通常情况下,对气化炉用煤的评价指标,主要分为以下几种:内水分与外水分、固定碳含量、挥发分、热值、灰熔点、哈氏可磨指数、黏温特性、成浆性。3.氧煤比的参数正式应用水煤浆气化炉的过程中,氧煤比参数发生的变化,可以直接反映出气化炉温度的变化,进而使气化炉可以顺利运行,所以这是气化炉操作运行之中的关水煤浆气化炉炉温异常原因分析与应对措施分析朱朋国能榆林化工有限公司【摘要】在我国化工领域之中,水煤浆气化炉的作用十分重要,而且能够在化工生产过程中,发挥出较大的价值。水煤浆气化炉在正式运行的过程中,必须保证其温度处于正常状态,如果气化炉的炉温出现异常,不仅会导致正常的生产过程遭遇障碍,
6、甚至会埋下较大的安全隐患。导致水煤浆气化炉温度异常的原因有很多种,在实际应对过程中,需要做到具体问题具体分析。基于此,通过分析水煤浆气化炉的控制过程以及影响气化炉炉温的原因,进而分析炉温异常的原因,给出一系列应对措施。【关键词】水煤浆气化炉;炉温异常;异常原因;应对措施。【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.15.02059石油化工键点。单位时间内进入气化炉参与化学反应的氧气、水煤浆量的比例,往往成为衡量以及评估气化炉温度的实际变化。在氧煤比增加之后,气化炉内部的氧气会呈现出过量状态,化学反应能够更加充分地进行,在这一过程中放热量变大,气化炉的温度上升,碳的转
7、化、气化效率上升,且可以产出更多的气。需要注意一点,如果单纯地为了化学反应而盲目选择增加氧煤比,会使气化炉的温度过高,埋下较大的安全隐患。但如果氧煤比下降,也就是出现了氧气含量较少,或者煤浆量较大的情况,气化炉内部雾化的水煤浆难以充分地燃烧,也无法完全实现化学反应,这时候气化炉的温度就会下降,导致气化炉的液态排渣作业无法顺利开展,然而炉内有效气的成分含量会上升。所以在操作水煤浆气化炉的过程中,气化炉的温度必须保持在平稳的状态,在生产标准的范围内,合理控制气化炉的温度,避免温度过高或者过低的现象产生,从而使气化生产工作圆满完成。4.合成气的成分氧气与水煤浆在进入气化炉之后,由于受到高温、高压条件
8、带来的作用,必然会产生化学反应,进而生成一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气等气体,其中一氧化碳和氢气为有效气成分。上述气体的生成与水煤浆气化炉的温度直接,有着十分紧密的联系。如果,气化炉的温度在正常的操作范围内,那么有效气成分的含量会上升,二氧化碳含量降低,甲烷含量也会上升。气化炉的温度无论过高还是过低,都会导致合成气的成分出现较大变化。由此可见,气化炉内部的温度,能够决定反应生成的合成气不同组分的含量。三、水煤浆气化炉炉温出现异常的原因分析1.烧嘴压差与渣口压差出现了剧烈波动煤浆的压力与气化炉压力之间存在的差异,就是烧嘴压差,可以反映出气化炉烧嘴的磨损量,以及气化炉的雾化效果,会直接决定气化炉是
9、否能够稳定地运行。在一般情况下,烧嘴压差最小不低于0.23MPa,最大不高于0.25MPa,如果其波动的范围处于0.010.03MPa之间,属于正常现象。烧嘴的质量与间隙磨损需要得到合理设计,其位置必须超出燃烧室10cm。如果烧嘴的长度少于10cm,那么烧嘴会直接烧蚀气化炉的炉壁,进而使气化炉的温度异常。与此同时,渣口压差为合成气出口压力与气化炉压力之间的差异,如果渣口压差保持正常,气化炉可以顺利进行排渣,排出渣质量为玻璃状,其压差则保持在0.10.15MPa之间。如果原料的煤灰分含量较大,那么灰成分中的化学物质含量必然出现变化,导致黏温特性出现变化,熔融状态的灰渣会在烧嘴的头部凝固,形成厚度
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