DD289285A5

DD289285A5 - METHOD FOR AVOIDING INTERNAL COATINGS

Info

Publication number: DD289285A5
Application number: DD33482089A
Authority: DD
Inventors: Lutz Groeschel; Roland Weber; Horst Burkhardt; Gerhard Richter; Frank Schaefer; Andrea Poeschk; Joachim Heynisch; Johannes Slabik; Joachim Mueller; Karl Sowka
Original assignee: Veb Gaskombinat "Fritz Selbmann",
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1991-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Innenmantelschaeden. Die Loesung bezieht sich auf Innenmaentel von Festbettdruckvergasern, die mit einem wassergeschuetzten Doppelmantel ausgeruestet sind, und speziell auf den Anfahrbetrieb der Festbettdruckvergaser. Erfindungsgemaesz wird zur Inbetriebnahme des Festbettdruckvergasers der mit Speisewasser gefuellte Doppelmantel sofort mit Anfahrbeginn mit Heiszwasser aus externer oder interner Anlage gefuellt, wobei das Heiszwasser eine Temperatur aufweist, die stets gleich/groeszer der Sattdampftemperatur ist, die dem Druck im Innern des Festbettdruckvergasers in jeder Anfahrphase entspricht. Anwendbar ist die Loesung an allen Festbettdruckvergasern zur Vergasung von Weichbraunkohlen und nichtbackenden Steinkohlen.{Festbettdruckvergaser; Innenmantel; Schutz; Anfahren; Heiszwasser; Reaktordruck; Sattdampftemperatur; Weichbraunkohle; nichtbackende Steinkohle}The invention relates to a method for avoiding Innenmantelschaeden. The solution relates to inner cases of fixed-bed pressure carburetors equipped with a water-resistant double jacket and especially to the start-up operation of fixed-bed pressure carburetors. To operate the fixed-bed pressure gasifier, the double jacket filled with feed water is filled immediately with start-up with hot water from external or internal equipment, the hot water having a temperature which is always the same / greater than the saturated steam temperature which corresponds to the pressure inside the fixed-bed pressure gasifier in each start-up phase , The solution is applicable to all fixed bed pressure gasifiers for the gasification of soft lignite and non-baking coal. {Fixed bed pressure carburetor; Inner sheath; Protection; start; Heiszwasser; Reactor pressure; Saturated steam temperature; Lignite; non-baking hard coal}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Festbettdruckvergasung von Weichbraunkohle und nichtbackende Steinkohle, speziell auf den eigentlichen Festbettdruckvergaser, der als Wärmeschutz einen wassergekühlten Doppelmantel aufweist.The invention relates to the field of fixed bed pressure gasification of lignite and non-baking coal, especially on the actual fixed bed pressure carburetor, which has a water-cooled double jacket as heat protection.

Characteristic of the known state of the art

In der chemischen Verfahrenstechnik ist es üblich, Reaktoren für die Festbettdruckvergasung mit Doppelmantel auszurüstenIn chemical engineering, it is customary to equip reactors for fixed bed pressure gasification with double jacket

(W. Pete/s, Kohlevergasung, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1976). Zwischen dem Innen- und Außenmantel befindet sich das Kühlmedium, zumeist Wasser, das eine Aufheizung des Außenmantels über die dem Reaktordruck entsprechende Sattdampftemperatur hinaus verhindert. Der Innenmantel dient der Aufnahme der hohen Temperaturen im Innern des Festbettvergasers, wobei dieser Innenmantel oft durch eine zusätzliche feuerfeste Ausmauerung unterschiedlichen Materials geschützt ist. Im DD-WP 215623 werden dazu Auskleidungen aus Magnesiasteinen mit einem Kohlenstoffmasseanteil von 5-30% sowie unterschiedlichem SiO₂-Gehalt vorgeschlagen.(W. Pete / s, coal gasification, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1976). Between the inner and outer sheath is the cooling medium, usually water, which prevents heating of the outer sheath beyond the saturated steam temperature corresponding to the reactor pressure. The inner jacket serves to accommodate the high temperatures inside the fixed bed gasifier, this inner shell is often protected by an additional refractory lining of different material. DD-WP 215623 proposes linings made of magnesia bricks with a carbon mass fraction of 5-30% and a different SiO ₂ content.

Üblicherweise werden in der Kohlevergasung auch Schamotte- und Hochtonerdesteine sowie SiC-Ausmauerungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet. Da bei ausgemauerten Reaktoian Verschlackungen am Mauerwerk nicht verhindert werden konnten, wird die Fahrweise mit blankem Innenmantel ebenfalls angewendet. Dazu wurden sowohl Kohlenstoffstähle als auch hochlegierte Stähle erprobt. Eine wesentliche Ursache für die kurzen Betriebszeiten von Innenmänteln war die auftretende Korrosion am Innenmantel in der Anfahrphase, und die dabei auftretenden Temperaturdi'ierenzen führten zu Spannungsrißkorrosion.Normally, chamotte and high-grade earth stones as well as SiC high-conductivity wallings are also used in coal gasification. Since bricked Reaktoian slagging on the masonry could not be prevented, the driving style with bare inner shell is also applied. Both carbon steels and high-alloyed steels were tested for this purpose. An essential reason for the short operating times of inner shells was the occurring corrosion on the inner shell in the start-up phase, and the occurring Temperaturdi'ierenzen led to stress corrosion cracking.

Edelstahlausführungen von Innenmänteln haben die Korrosion vermindert, wobei die Schweißnähte nach wie vor Schwachpunkte blieben.Stainless steel versions of inner shells have reduced corrosion, leaving welds weak points.

Die Ursachen der Korrosion wurden nicht beseitigt.The causes of corrosion were not eliminated.

Das in der CS-PS 146810 genannte Verfahren zur Verkürzung der Anfahrzeit von Gasgeneratoren, in dem man von der Inbetriebnahme mit Luft und Dampf auf die Inbetriebnahme mit Sauerstoff und Dampf übergeht, verringert zwar die Korrosionszeit, nicht aDer die Korrosion an sich.Although the process for shortening the start-up time of gas generators, which is referred to in German Pat. No. 146810, in which steam and steam are put into operation with oxygen and steam, reduces the corrosion time, not just the corrosion per se.

Im DD-WP 133818 wird zum Ausgleich von Kondensationserscheinungen an der Generatorwand vorgeschlagen, zusätzlich Hochdruckdampf an den Randzonen einzuspeisen. Auch dieses Verfahren löst die Korrosionsprobleme nicht. Gleiches trifft auf den auch bekanntgewordenen Einbau von Leitblechen zwischen Innen- und Außenmantel zu.In DD-WP 133818 is proposed to compensate for condensation phenomena on the generator wall, in addition to feed high-pressure steam at the edge zones. Also this method does not solve the corrosion problems. The same applies to the well-known installation of baffles between inner and outer sheath.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Lebensdauer der Innenmäntel von Festbettdruckvergasern wesentlich zu verlängern bei gleichzeitiger Erhöhung der Anlagensicherheit.The aim of the invention is to significantly extend the life of the inner shells of Festbettdruckvergasern while increasing the plant safety.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, den Inbetriebnahmeprozeß von doppelmantelgekühlten Festbettdruckvergasern ohne Schiidigung des Innenmantels in der Anfahrphase zu entwickeln und Verschlackungen zu verhindern.The object of the invention is to develop the commissioning process of double jacketed Festbettdruckvergasern without Schiidigung of the inner shell in the start-up phase and to prevent slagging.

Die bisherige Verfahrensweise sieht eine mehrmalige Auf- und Abspeisung des gesamten Inhalts des Wassermantels vor der Inbetriebnahme mit ca. 100⁰C heißem Wasser vor. Danach erfolgt die Inbetriebnahme des Festbettdruckvergasers entweder mit einem Luft- und Dampfgemisch oder sofort mit einem Sauerstoff-Dampf-Gemisch. Durch die Bekohlung des Festbettdruckvergasers mit relativ kalter Kohle und die Inbetriebnahmezeit von mehreren Stunden kühlt sich das im Innenmantel befindliche Wasser ab, so daß mit Beginn der Inbetriebnahme des Festbettdruckvergasers eine Auskondensation von Dampf am Innenmantel dieses Festbettdruckvergasers erfolgt.The previous procedure provides for multiple supply and withdrawal of the entire contents of the water jacket before commissioning with about 100 ⁰ C hot water. Thereafter, the commissioning of the fixed bed pressure carburetor takes place either with an air and steam mixture or immediately with an oxygen-steam mixture. By coaling the Festbettdruckvergasers with relatively cold coal and the commissioning time of several hours, the water contained in the inner jacket cools down, so that with the start of commissioning of Festbettdruckvergasers a condensation of steam takes place on the inner shell of Festbettdruckvergasers.

In dieser Phase beginnt die Korrosion am Innenmantel, die erst ca. 8 Stunden nach Netzschaltung des Festbettdruckvergasers und nach Erreichen der dem Betriebsdruck entsprechenden Sattdampftemperatur innerhalb des Doppelmantels beendet wird.In this phase, the corrosion on the inner shell begins, which is only about 8 hours after mains connection of the fixed-bed pressure carburetor and after reaching the saturated steam temperature corresponding to the operating pressure within the double jacket is terminated.

Gleichzeitig wird das eingestellte Dampf-Sauerstoff-Verhältnis durch die Auskondensation vor allem in den Randzonen des Generators verfälscht. Die Verschlackungsgefahr ist bei der Inbetriebnahme mit Sauerstoff größer als bei der mit Luft, da die kühlende Wirkung des inerten Stickstoffs fehlt.At the same time, the set steam-oxygen ratio is falsified by the condensation, especially in the peripheral zones of the generator. The danger of slagging with oxygen is greater at start-up than with air, since the cooling effect of inert nitrogen is absent.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Innenmantel des Festbettdruckvergasers zu jedem Zeitpunkt mit einem solchen Medium beaufschlagt wird, welches eine Temperatur besitzt, die gleich, größer der Sattdampftemperatur entsprechend dem jeweils herrschenden Betriebsdruck des Generators ist.According to the invention the object is achieved in that the inner shell of Festbettdruckvergasers is acted upon at any time with such a medium having a temperature equal to, greater than the saturated steam temperature corresponding to the prevailing operating pressure of the generator.

Durch kontinuierliche Abschlämmung des Generatorinnenmantols wird ein genügend hoher Wärmeeintrag zu jeder Zeit gesichert. Die Drucksteigerung bis zur Netzschaltung erfolgt unter Berücksichtigung der im Innenmantel herrschenden Temperatur. Mit dieser Lösung wird sowohl die Korrosion am Innenmantel in der Anfahrphase als auch eine Verfälschung des eingestellten Dampf-Sauerstoff-Verhältnisses mit Verschlackungsgefahr sicher verhindert. Weiter wird mit dieser Lösung die Manteldampfproduktion ab Beginn der Inbetriebnahme gesichert und damit eine Inertisierung der nicht durchströmten Rohrleitungen gewährleistet. Gleichzeitig ist zu jeder Zeit der Inbetriebnahme im Wassermantel ein solches Wärmepotential vorhanden, daß eine schlagartige Entspannung mit Gefahr für den Innenmantel nicht möglich ist.By continuously blowing the generator inner mantle a sufficiently high heat input is secured at all times. The pressure increase up to the mains connection takes place taking into account the temperature prevailing in the inner jacket. With this solution, both the corrosion on the inner shell in the start-up phase as well as a distortion of the set steam-oxygen ratio with danger of slagging safely prevented. Furthermore, with this solution, the jacket vapor production is secured from the start of commissioning and thus ensures an inerting of the non-flowed through pipes. At the same time at any time of commissioning in the water jacket such a heat potential exists that a sudden relaxation with risk to the inner shell is not possible.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll mittels eines Beispiels an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der erforderlichen Anlagenteile.The invention will be explained in more detail by means of an example with reference to a drawing. The drawing shows a schematic representation of the required system parts.

Der Festbettdruckvergaser 1, ausgerüstet mit einem Innenmantel 2, ist über eine Ausgleichsleitung mit dem Hochdruck-Dampf-Sammler 3 gekoppelt. Der erzeugte Dampf wird entweder in das Drehrostdruckgehäuse 4 oder in die Rohgasleitung 5 eingespeist. Vor Inbetriebnahme wird der Innenmantel 2 mit Speisewasser 6 gefüllt und im Anschluß daran auf die Heißwassetleitung 7 umgestellt. Das im Wärmetauscher 8 erzeugte Heißwasser hat zu jeder Zeit bei Vorhandensein einer Anlage, bestehend aus einer Vielzahl von Festbettdruckvergasern, eine Temperatur, die gleich/größer der Sattdampftemperatur entsprechend des im einzelnen Festbettdruckvergasers herrschenden Druckes ist.The fixed-bed pressure carburetor 1, equipped with an inner jacket 2, is coupled via a compensation line to the high-pressure steam collector 3. The generated steam is fed either into the rotary grate pressure housing 4 or into the crude gas line 5. Before startup, the inner shell 2 is filled with feed water 6 and then switched to the hot water line 7. The hot water generated in the heat exchanger 8 at any time in the presence of a system consisting of a plurality of Festbettdruckverggasern, a temperature equal to / greater than the saturated steam temperature corresponding to the pressure prevailing in the individual fixed bed pressure carburetor pressure.

Mit dem in der Anfahrphase erzeugten Dampf im Hochdruckdampfsammler 3 werden die Eigendampfleitungen des Generators zur Herstellung einer inerten Atmosphäre gefüllt, und die sicherheitstechnisch notwendige Strömungsrichtung wird gewährleistet. Das dem Generator zugeführte Vergasungsmittel 10 wird unverfälscht für den Vergasungsprozeß wirksam, und da es zu keiner Auskondensation von Dampf im Innenmantel kommen kann, wird die Korrosion am Innenmantel in der Anfahrphase sicher verhindert. Nach Netzschaltung wird die Einspeisung von Heißwasser 7 aus dem Wärmetauscher 8 fortgesetzt. Die Aufspeisung des Hochdruckdampfsammlers 3 erfolgt dann nur noch entsprechend dem Wasserstand. Gleichzeitig werden die Niederdruckdampferzeuger zur Erhöhung ihres thermischen Wirkungsgrades ebenfalls mit Heißwasser 7 betrieben.With the steam generated in the start-up phase in the high-pressure steam collector 3, the internal steam lines of the generator are filled to produce an inert atmosphere, and the safety-relevant flow direction is ensured. The gasification agent 10 supplied to the generator is effective for the gasification process, and since there is no condensation of steam in the inner jacket, the corrosion on the inner shell in the start-up phase is reliably prevented. After mains switching, the feed of hot water 7 from the heat exchanger 8 is continued. The feeding of the high pressure steam collector 3 is then only according to the water level. At the same time the low-pressure steam generator to increase their thermal efficiency are also operated with hot water 7.

Claims

1. A method for preventing inner jacket damage to fixed bed pressure carburetors, which are equipped with a double jacket, especially in the startup of a fixed bed pressure carburetor, characterized in that before startup with feed water (6) filled inner shell (2) of Festbettdruckvergasers (1) for commissioning with hot water (7) is fed, which has a temperature which is always equal to / greater than the saturated steam temperature corresponding to the prevailing inside the Festbettdruckvergasers (1) pressure in the respective starting state of this fixed bed pressure carburetor (1).

2. The method according to claim 1, characterized in that the hot water is supplied from an externally operated heat exchanger.

3. The method according to claim 1, characterized in that the hot water is supplied from a heat exchanger which is integrated within the waste heat recovery of the respective generator.

4. The method according to claim 1-3, characterized in that the pressure increase of the generator takes place in dependence on the temperature of the water in the inner jacket.

5. The method according to claim 1-3, characterized in that the low-pressure steam generation to increase the thermal efficiency with hot water (7) is fed.