CN101050386B - 气化烧嘴在线投料方法 - Google Patents

气化烧嘴在线投料方法 Download PDF

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Abstract

一种水煤浆气化炉用的气化烧嘴在线投料方法，通过分别建立水煤浆和氧化剂的投料流量，水煤浆的压力比气化炉的操作压力高0.05～2.5MPa，氧化剂的压力比气化炉的操作压力高0.05～4MPa。切断阀后到气化烧嘴的水煤浆和氧化剂管线，均采用保护气体保护。确认压力、流量参数正常，气化烧嘴在线带压投料：水煤浆的循环阀关闭，切断阀打开，保护气体切断阀关闭，水煤浆进入气化炉；氧化剂的放空阀关闭，切断阀打开，保护气体切断阀关闭，氧化剂进入气化炉。调节该气化烧嘴的操作负荷至正常负荷。本发明可以实现气化炉部分烧嘴因非自身原因导致烧嘴停车、修复后能不停炉在线带压连投，可大幅度降低气化炉事故停车概率，提高多喷嘴对置式气化炉长周期运行的可靠性。

Description

气化烧嘴在线投料方法
技术领域
本发明涉及煤气化领域气流床气化炉气化烧嘴在线投料的方法。特别是一种以水煤浆为原料的气流床气化炉在正常操作条件下，使部分停运的气化烧嘴在不停炉的情况下实现气化烧嘴在线带压连投的气化烧嘴在线投料方法。
背景技术
目前，以含碳氢化合物为原料的多喷嘴对置式气流床气化生产煤气过程中，如在中国专利《多喷嘴对置式水煤浆或干煤粉气化炉及其应用》专利号ZL98110616.1，以及《顶部设有喷嘴的多喷嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉》专利号ZL01210097.8中公开的技术，氧气与水煤浆通过多个烧嘴进入气化炉内，形成撞击流，强化混合和热质传递。工程实践证实，多喷嘴对置式气流床气化装置的生产运行稳定，工艺指标先进，氧耗、煤耗低，适合于大型化。气化炉由多个烧嘴进料，多个烧嘴间相互备用，即使其中的一部分烧嘴停车，气化炉仍然可以继续运行，不会导致后系统停车。
在气化炉运行过程中一部分烧嘴停车后，确认不是因烧嘴自身原因导致烧嘴停车，在维持气化炉运行并不影响后系统运行的情况下，如何实现停运的烧嘴在线带压连投，使气化炉恢复到正常运行状态就显得非常重要。这将大大降低气化炉事故停车的概率，提高多喷嘴对置式气化炉的长周期运行的可靠性，对于进一步提高整个生产系统运行的稳定性、连续性具有重要意义。
因此，煤化工企业迫切需要一种多喷嘴进料的气化炉在正常操作条件下，实现气化烧嘴在线带压投料的方法，以进一步体现多喷嘴进料气化炉的优势。
发明内容
为了克服气化炉部分烧嘴因非自身原因导致烧嘴停车、修复后不能在不停炉的情况下实现在线连投的不足，本发明提供一种气化烧嘴在线投料方法，在气化炉运行过程中一部分烧嘴停车后，确认不是因烧嘴自身原因导致烧嘴停车，在维持气化炉运行并不影响后系统运行的情况下，实现停运的烧嘴在线连投，使气化炉恢复正常运行状态，降低气化炉事故停车的概率，提高气化炉的长周期运行的可靠性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
气化烧嘴在线投料方法，在气化炉的水煤浆循环管线中增加压力调节阀或/和限流孔板，在水煤浆泵的出口接压力变送控制装置，该装置的控制端与压力调节阀连接；水煤浆给料管线的切断阀后至气化烧嘴的水煤浆管线经切断阀与保护气体管线连接。在气化炉的氧化剂放空管线中增加压力调节阀或/和限流孔板，在流量调节阀的出口接压力显示控制装置，该装置的控制端与压力调节阀连接；氧化剂给料管线的切断阀后至气化烧嘴的氧化剂管线经切断阀与保护气体管线连接。
其操作方法如下：
①打开水煤浆循环阀，关闭给料管线的两个切断阀，通过与气化烧嘴对应的水煤浆循环管线，建立水煤浆的投料流量；
②打开保护气体管线的切断阀，使保护气体进入气化烧嘴；
③打开氧化剂放空阀，关闭给料管线的两个切断阀，通过与气化烧嘴对应的氧化剂放空管线，建立氧化剂的投料流量；
④打开保护气体管线的切断阀，使保护气体进入气化烧嘴；
⑤调节水煤浆循环管线的压力调节阀或/和限流孔板，使水煤浆的压力高于气化炉的操作压力0.05～2.5MPa；
⑥调节氧化剂放空管线的压力调节阀或/和限流孔板，使氧化剂的压力高于气化炉的操作压力0.05～4MPa；
⑦确认水煤浆和氧化剂的压力、流量参数正常，气化炉运行稳定，进行气化烧嘴在线带压投料：
a.关闭水煤浆循环阀，打开水煤浆给料管线的两个切断阀，关闭保护气体管线的切断阀，水煤浆通过气化烧嘴进入气化炉；
b.关闭氧化剂放空阀，打开氧化剂给料管线的两个切断阀，关闭保护气体管线的切断阀，氧化剂通过气化烧嘴进入气化炉；
⑧调节水煤浆泵的转速和氧化剂流量调节阀的阀门开度，使气化烧嘴的操作负荷至正常负荷。
本发明的有益效果是，可以实现气化炉部分烧嘴因非自身原因导致烧嘴停车、修复后能在不停炉的情况下实现在线带压连投，大大降低气化炉事故停车的概率，提高多喷嘴对置式气化炉的长周期运行的可靠性，对于进一步提高整个生产系统运行的稳定性、连续性具有重要意义。
附图说明
图1是水煤浆气化中水煤浆给料的流程图。
图2是水煤浆气化中氧化剂给料的流程图。
图1中：101-水煤浆槽、102-水煤浆泵、103-切断阀、104-切断阀、105-气化烧嘴、106-气化炉、107-循环阀、108-压力调节阀、109-限流孔板、110-切断阀、PT1-压力变送控制装置。
图2中：201-切断阀、202-流量调节阀、203-切断阀、204-切断阀、205-放空阀、206-压力调节阀、207-限流孔板、208-切断阀、PT2-压力变送控制装置、PIC-压力显示控制装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，水煤浆给料以及循环管线于气化烧嘴在线带压投料前应完成：
①水煤浆给料管线由水煤浆槽101下口接水煤浆泵102入口，水煤浆泵102出口经切断阀103、切断阀104，接气化烧嘴105。切断阀104后至气化烧嘴105的水煤浆管线经切断阀110接保护气体管线。
②水煤浆循环管线由水煤浆泵102的出口经循环阀107、压力调节阀108、限流孔板109返回水煤浆槽101上口。在水煤浆泵102的出口接压力变送控制装置PT1，该装置PT1的控制端与压力调节阀108连接。
保持与该停运气化烧嘴105对应的水煤浆进气化炉106管线上的切断阀103和切断阀104处于关闭状态，开启水煤浆泵102、打开循环管线上的循环阀107，水煤浆通过循环阀107、压力调节阀108、限流孔板109，返回水煤浆槽101，从而建立水煤浆的投料流量。水煤浆的流量通过煤浆泵102的转速来调节。水煤浆的压力可以通过压力调节阀108或限流孔板109单独调节来提高，也可采用压力调节阀108与限流孔板109组合调节的方式来提高，从而使水煤浆的压力比气化炉的操作压力高0.05～2.5MPa，最好高0.4～1.0MPa。切断阀104后到气化烧嘴105的水煤浆管线，采用保护气体保护，即切断阀110打开，通入保护气体。这样可保证投料时，只发生水煤浆流入气化炉105内，而不会发生气化炉105内物质的逆向流动。
如图2所示，氧化剂给料以及放空管线于气化烧嘴在线带压投料前应完成：
①氧化剂给料管线经切断阀201、流量调节阀202、切断阀203、切断阀204，接气化烧嘴105；切断阀201和流量调节阀202之间的管线上接压力变送控制装置PT2。切断阀204后至气化烧嘴105的氧化剂管线经切断阀208接保护气体管线。
②氧化剂放空管线由流量调节阀202后的管线经放空阀205、压力调节阀206、限流孔板207后，至大气。在氧化剂流量调节阀202后，还接压力显示控制装置PIC，该装置PIC的控制端与压力调节阀206连接。
保持与该停运气化烧嘴105对应的氧化剂进气化炉106管线上的切断阀203和切断阀204处于关闭状态，打开进入该气化烧嘴系统的氧化剂切断阀201、流量调节阀202和放空管线上的放空阀205，氧化剂通过切断阀201、流量调节阀202、放空阀205、压力调节阀206、限流孔板207后排入大气，从而建立氧化剂的投料流量。氧化剂的流量由流量调节阀202调节。氧化剂的压力通过压力调节阀206或限流孔板207单独调节来提高，也可采用压力调节阀206与限流孔板207组合调节的方式来提高，从而使氧化剂的压力比气化炉的操作压力高0.05～4MPa，最好高0.5～1.5MPa。切断阀204后到气化烧嘴105的氧化剂管线，采用保护气体保护，即切断阀208打开，通入保护气体。这样可保证投料时，只发生氧化剂流入气化炉内，而不会发生气化炉内物质的逆向流动。
水煤浆切断阀104后到气化烧嘴的水煤浆管线，及氧化剂切断阀204后到气化烧嘴的氧化剂管线，均采用保护气体保护。这样，当气化烧嘴105在线带压投料时，水煤浆管线、氧化剂管线中不会有气化炉内的高温介质进入，水煤浆以及氧化剂就不会在管道内与气化炉内高温介质直接接触，从而保证水煤浆以及氧化剂同时到达气化炉106内进行气化燃烧，避免发生危险的可能性。
确认各工艺参数正常，气化炉106操作稳定，该气化烧嘴105进行在线带压投料：水煤浆的循环阀107关闭，切断阀103和切断阀104打开，切断阀110关闭，水煤浆进入气化炉；氧化剂的放空阀205关闭，切断阀203和切断阀204打开，切断阀208关闭，氧化剂进入气化炉。当水煤浆、氧化剂都通过该气化烧嘴105进入气化炉106后，调节该气化烧嘴105的操作负荷至正常负荷，即调节水煤浆泵102和流量调节阀202，使气化烧嘴105的带压投料时的负荷至正常负荷，带压投料时的负荷约为正常负荷的半负荷。
在不脱离本发明的构思和基本特征的情况下，本发明还可以进行一些改进和变化，但这些也属于本发明的权利要求的保护范围。下面的实施例是对本发明的一个具体实施方案的说明，本发明不应受此实施例限制。
一个日处理1000吨煤的四喷嘴对置式水煤浆气化炉，纯氧气化。气化压力4.0MPa，气化温度1300℃。由于煤浆泵故障，对置的两个烧嘴A、B停车，另一对烧嘴C、D继续运行，气化系统和后续生产系统半负荷运行。C、D烧嘴的水煤浆流量15m3/h(单烧嘴)，氧气流量为6200Nm3/h(单烧嘴)。在处理完煤浆泵故障后，进行A、B烧嘴的在线带压投料。
保持与A、B气化烧嘴对应的水煤浆进气化炉管线上的切断阀103和切断阀104处于关闭状态，打开循环管线上的循环阀107，建立水煤浆的投料流量。水煤浆的流量通过煤浆泵102的转速来调节，每个烧嘴的流量调节为8m3/h。采用压力调节阀108与限流孔板109组合的方式把煤浆压力提高到4.8MPa。煤浆管线切断阀104后到气化烧嘴105的水煤浆管线，采用氮气保护。
保持与A、B气化烧嘴对应的氧气进气化炉管线上的切断阀203和切断阀204处于关闭状态，打开放空管线上的放空阀205，打开进入该对气化烧嘴系统的氧气切断阀201，建立氧气的投料流量。每个烧嘴的氧气流量由流量调节阀202调节为3800Nm3/h。采用压力调节阀206与限流孔板207组合的方式把氧气的压力提高到5.0MPa。氧气管线切断阀204到气化烧嘴的氧气管线，采用氮气保护。
确认各工艺参数正常，气化炉操作稳定，A、B气化烧嘴在线带压投料：水煤浆的循环阀107关闭，切断阀103和切断阀104打开，保护氮气切断阀110关闭，水煤浆进入气化炉；氧气的放空阀205关闭，切断阀203和切断阀204打开，保护氮气切断阀208关闭，氧气进入气化炉。当氧气、水煤浆都通过该对气化烧嘴A、B进入气化炉106后，调节该对气化烧嘴的操作负荷至正常负荷。

Claims (3)

1.一种气化烧嘴在线投料方法，其水煤浆给料以及循环管线连接如下：
1)水煤浆给料管线由水煤浆槽(101)下口接水煤浆泵(102)入口，水煤浆泵(102)出口经第一切断阀(103)、第二切断阀(104)，接气化烧嘴；第二切断阀(104)后至气化烧嘴(105)的水煤浆管线经第三切断阀(110)接保护气体管线；
2)水煤浆循环管线由水煤浆泵(102)的出口经循环阀(107)、压力调节阀(108)、限流孔板(109)返回水煤浆槽(101)上口,在水煤浆泵(102)的出口接压力变送控制装置PT1，该装置PT1的控制端与压力调节阀(108)连接；
其氧化剂给料以及放空管线连接如下：
1)氧化剂给料管线经第七切断阀(201)、流量调节阀(202)、第四切断阀(203)、第五切断阀(204)，接气化烧嘴(105)；第七切断阀(201)和流量调节阀(202)之间的管线上接压力变送控制装置PT2；第五切断阀(204)后至气化烧嘴(105)的氧化剂管线经第六切断阀(208)接保护气体管线；
2)氧化剂放空管线由流量调节阀(202)后的管线经放空阀(205)、压力调节阀(206)、限流孔板(207)后，至大气；在氧化剂流量调节阀(202)后，还接压力显示控制装置PIC，该装置PIC的控制端与压力调节阀(206)连接；
其操作方法如下：
①打开水煤浆循环阀(107)，关闭第一切断阀(103)、第二切断阀(104)，通过与气化烧嘴(105)对应的水煤浆循环管线，建立水煤浆的投料流量；
②打开第三切断阀(110)，使保护气体进入气化烧嘴(105)；
③打开氧化剂放空阀(205)，关闭第四切断阀(203)、第五切断阀(204)，通过与气化烧嘴(105)对应的氧化剂放空管线，建立氧化剂的投料流量；
④打开第六切断阀(208)，使保护气体进入气化烧嘴(105)；
⑤调节水煤浆循环管线的压力调节阀(108)和限流孔板(109)，使水煤浆的压力比气化炉(106)的操作压力高0.05～2.5MPa；
⑥调节氧化剂放空管线的压力调节阀(206)和限流孔板(207)，使氧化剂的压力比气化炉(106)的操作压力高0.05～4MPa；
⑦确认水煤浆和氧化剂的压力、流量参数正常，气化炉(106)运行稳定，进行气化烧嘴(105)在线带压投料： 
a.关闭水煤浆循环阀(107)，打开第一切断阀(103)、第二切断阀(104)，关闭第三切断阀(110)，水煤浆通过气化烧嘴(105)进入气化炉(106)；
b.关闭氧化剂放空阀(205)，打开第四切断阀(203)、第五切断阀(204)，关闭第六切断阀(208)，氧化剂通过气化烧嘴(105)进入气化炉(106)；
⑧调节水煤浆泵(102)的转速和氧化剂流量调节阀(202)的阀门开度，使气化烧嘴(105)的操作负荷至正常负荷；
所述的保护气体为氮气或者二氧化碳。
2.如权利要求1所述的气化烧嘴在线投料方法，其特征在于，所说的水煤浆的压力比气化炉(106)的操作压力高0.4～1.0MPa。
3.如权利要求1所述的气化烧嘴在线投料方法，其特征在于，所说的氧化剂的压力比气化炉(106)的操作压力高0.5～1.5MPa。 
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