作者/来源:郭文元1 段新群2 蒋自平2(1.中国石化集团宁波技术研究院;2.中国石化集团宁波工程有限公司,浙江 日期: 2009-04-24 点击率:1615
1 概述
目前国际上知名的煤气化技术主要有GE(原Texaco)水煤浆气化,壳牌(Shell)的SCGP和KrupUhde的Prenflo粉煤气化,鲁奇(Lurgi)固定床煤气化、德国未来能源公司的GSP气化技术等。国内目前投AT业化的有华东理工大学“四喷嘴对置”水煤浆气化技术和西北化工研究院“多元料浆”水煤浆气化技术,西安热工院“两段式干煤粉加压气化技术”、清华大学“非熔渣—熔渣分级气化技术”等。其中,以GE、华东理工大学“四喷嘴对置”为代表的水煤浆气化技术和以壳牌SCGP煤粉气化技术最具有发展前途,在国内建成或正在建设10套以上的工业化装置。与水煤浆气化相比,干粉煤气化具有对煤种适应性广,气化温度高,耗氧量少,单台设备(气化炉)能力大,有效气产量高,环境效果好等特点。基于此,对轻油和渣油为原料的合成氨装置进行以干粉煤气化工艺为主导的煤代油“能源替代”原料路线改造,以及制备羰基合成气与氢气,是大型化肥(合成氨)、甲醇等企业生存发展及提高经济效益首选路线。
国内某2000t/d投煤量煤气化装置采用Shell粉煤气化工艺,其气化及合成气冷却工段的关键设备包括气化炉、导管及废热锅炉(即合成气冷却器),在总体结构上主要由内件和承压外壳组成,其操作条件苛刻,技术难度大,如外接管口达260多个,气体返向室的大直径斜开孔结构应力计算难度大,恒力弹性吊挂支撑难度大,如图1所示。要求,在废热锅炉侧采用恒力弹簧吊架吊挂支撑。
由图1看出,为保证气化炉系统整体强度,必须对各部件进行强度计算。由于气化炉和废热锅炉连接成一整体,且气化炉侧采取在气化炉底部裙座固定式支撑(在35m框架上),为了保障该系统整体在操作状态下无任何限制(约束)而较自由热膨胀,在废热锅炉侧采取恒力弹簧吊挂方式。这样特殊的“固定+弹性”支撑方式如采用“常规设计”无法进行承压外壳的强度计算。因为:①由于在废热锅炉侧采取恒力弹性吊挂,传递给作为固定处的气化炉裙座有多大的力和力矩;②相应地,由于在气化炉裙座处固定支撑,分担了多少废热锅炉侧的质量,恒力弹簧的承重按多大的质量计算,恒力弹簧的行程量按多少进行设计;③....