水煤浆加压气化技术改造小结

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水煤浆加压气化技术改造小结
杨贵州，王军，杨国强(山东兖矿鲁南化肥厂机动处 滕州 277527) 日期：2002-2-16


兖矿鲁南化肥厂水煤浆加压气化装置自1994年3月10日通过生产考核以来，根据实际情况对不适应系统稳定生产的设备、装置进行了一系列的改造，目前整个工艺系统运行平稳，达到了设计能力。
1  技术改造主要内容
    (1)文氏洗涤器增设除垢装置
    当气化系统运行一段时间后(一般为5～7d)，洗涤器开始结垢，垢层逐渐增加，直到气化炉压差过大，使激冷水供应不足而导致停车。在￠150的管道内结垢曾经达到52mm，对系统的长周期稳定运行带来了非常不利的影响。据分析，结垢较快的主要原因是系统带灰过多所致，因此在文氏洗涤器增设水力喷管，洗涤器结垢问题得到了控制。
    (2)气化炉上升管支撑的改造
    气化炉内上升管原采用4条拉筋和4个角钢支架支撑，在开停车过程中由于压力的骤变而产生巨大的振动，使支架变形、断裂，导致整个上升管脱落。本着弹性减震和刚性保护相结合的方针，在上升管的底部增加1个托盘，使上升管通过弹性支架支撑在托盘上，上部的拉筋仅起到定位作用。改造后彻底解决了这一现象。
    (3)闪蒸系统管道的改造   
    在运行过程中闪蒸系统的工艺管道存在一定的设计和工艺问题。气化炉至高压闪蒸罐管线原先从激冷室底部出来，垂直向下15m再折流向上进入高压闪蒸罐。这就使黑水中的灰尘沉积在折流处，造成堵塞，影响生产的正常进行。我们把这段管线改为水平布置，减少了灰垢在管道中的沉积。
    (4)气化炉渣口的改造   
    气化炉渣口的尺寸对气化各项工艺参数影响很大。为了能达到最佳的工艺状态，从1998年开始先后与华东理工大学、西北院等进行了交流和论证，在取得充分理论依据的前提下，将气化炉渣口由￠625改为￠525。改造后合成氨产量提高了近8％，渣的可燃物含量由42.95％降为39.03％，大大改善了工艺状况。
2  不断深化设备、材料、备品配件的国产化工作
    进口设备、材料、备品配件的国产化是一项需要长期坚持的工作。在确保长周期稳定运行的同时，不断开展和深化设备、材料、备品配件的国产化工作为我厂带来了较好的经济效益。
    (1)气化炉耐火材料的国产化   
    气化炉耐火材料在德士古装置的安装和运行过程中占有相当重要的地位，属于造价高、损耗快的易损材料。最初进口1炉耐火砖折合人民币约600多万元，使用寿命在5 000～8 000h左右。由于价格高、使用周期短，直接影响了生产成本。因此，实现气化炉耐火材料的国产化是德士古技术国产化任务中最艰巨、最重要的部分。
    1993年8月，在原化工部国产化办公室的协调下，组成了由鲁南化肥厂、洛阳耐火材料研究院和新乡耐火材料厂共同参加的八五科技公关小组。经过努力，第一套气化炉用国产耐火砖于 1994年11月在我厂投入使用，寿命达到6 002h，基本达到国产化指标。以后的几年我们立足于国内，完全解决了耐火材料的质量问题，使国产耐火砖的寿命达到了13000h，其价格在6～8万元／t，大大低于进口耐火砖的价格，为降低我厂的生产成本作出了很大的贡献。
    (2)气化炉烧嘴的国产化
    烧嘴是气化装置的关键部件之一，我厂最初的4套烧嘴均是从德士古公司进口的，每支烧嘴的价格约10万美元。在使用过程中，发现烧嘴的一次氧部位在7个月内全部损坏，且存在价格高和到货不及时的现象，严重制约着我厂的长周期运行。为此，先后与北京钢铁研究总院、华东理工大学、镇海烧嘴研究所和国营9327厂等单位联合，在较短的时间内解决了这一难题。目前所使用的烧嘴全是国内自制，最长使用寿命达到90d，完全满足了气化炉的工艺要求。
    (3)高、低压煤浆泵的国产化
    高、低压煤浆泵负担着工艺运行过程中煤浆的传送任务，系从国外引进。由于煤浆中含有大量的微小颗粒，对设备的磨损快，普通的柱塞泵根本满足不了气化装置的工艺要求，而隔膜泵在我国尚未开发。为此，与上海大隆机器厂和沈阳有色冶金机械厂联合，通过现场测绘和更新设计，初步完成了该泵的国产化工作，并对原低压煤浆泵的擦盘式变频器进行了改造，目前已在我厂投入使用。
3  存在问题
    德士古气化装置在我厂已运行了近8年，虽然进行了一系列的改造，还是存在一定问题。
    (1)热电偶   
    由于气化炉的操作温度较高，环境较为恶劣，热电偶的保护套管在开车1周左右即被损坏，我们先后与多家科研机构和厂家联系，并积极进行试验和合作，但效果都不是很理想。   
    (2)灰水系统阀门结垢
    气化炉灰水系统多采用不锈钢球阀，常因灰垢而造成阀门无法开关。而阀门本身仍就非常完好，给我厂造成了较大的浪费。
    (3)炉底**兰和破渣机的密封
    由于需经常拆卸气化炉炉底法兰，导致密封口损坏而出现泄漏。目前这一问题仍旧没有得到解决。   
4  结语
    经过我厂广大工程技术人员的共同努力，8年来已较好地掌握了德士古水煤浆加压气化技术，创造了单台气化炉连续运行77.34 d的记录。而且所开发的多喷嘴对置新型炉获得了国家专利，提高了水煤浆加压气化装置的生产能力。
    德士古水煤浆加压气化技术在我厂成功运用，并取得了可观的经济效益和社会效益。该装置通过技术引进、建设并迅速达产，表明了在引进国外先进技术时，采取设计、科研、生产相结合的体制，是消化吸收国外先进技术的有效方式。同时根据我国煤炭资源储量丰富的实际情况，为我国化学工业在原料路线的选择上探索出了一条新路。