中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司(简称湖北化肥)合成氨“煤代油”改造采用壳牌(Shell)煤气化技术,由于该技术在引进我国以前,国外仅有1套煤气化装置运行,且用于IGCC发电,引进我国后首次应用于合成氨生产,可供借鉴的经验很少,其系统设备结构复杂,工业化运行时间短,装置投产后暴露出较多的问题。自2006年12月投料以来,煤气化装置一共经历了30次故障停车,投产初期的2006~2007年停车21次,2008年和2009年分别停车5次、4次。经过3a的运行实践,随着对壳牌煤气化技术和设计理念的消化和吸收,从完善设计、改进设备、提高原煤质量、优化操作入手,通过进行烧嘴罩、循环气压缩机(K1301)、陶瓷过滤器、渣水系统机泵、通气锥等一系列的攻关和改造,大部分问题基本得到了较好的解决,停车次数逐年减少,连续运行周期逐步延长。
但从湖北化肥煤气化装置运行情况来看,困扰装置长周期稳定运行的问题仍未得到彻底解决,目前主要存在气化炉堵渣、汽水系统堵塞、氮气消耗高、粉煤输送系统不稳定、腐蚀等问题。现就这些问题的原因进行分析并提出相应的解决措施。
1 堵渣
1.1 原因分析
壳牌煤气化装置发生了2次气化炉堵渣引起停车。第一次为气化炉渣放料罐堵渣,发生在2007年1月。原因为烧嘴罩泄漏,局部温度较低,熔渣在靠近漏点附近被迅速激冷形成大渣,大渣不断塌落,在渣池里不能被激冷水有效冷脆,成为较大的块渣。由于当时没有设置破渣机,较大的块渣聚集在气化炉渣放料罐里产生架桥,最终引起堵渣。
第二次为气化炉渣池堵渣,发生在2009年9月。起因是气化炉反应室内熔渣在渣口处凝成大渣块,大渣块掉入气化炉渣池,尺寸超过渣池底部下渣口直径,形成架桥,最终导致堵渣。大渣块形成原因初步分析认为:直接原因是渣口处温度低于气化炉反应区温度,炉膛内熔渣向下流动时,温度逐步下降,灰渣黏度逐步上升,到渣口时温度接近甚至低于灰渣临界黏度温度而逐渐凝固,直至形成大渣块;具体是由于在切换煤种时,没有根据煤种变化及时调整氧煤比、控制好炉膛温度、选择合适的助熔剂配比,造成炉膛温度偏低,灰渣黏度增大,导致大渣块形成。
1.2 解决措施
从堵渣原因分析来看,解决堵渣关键在于避免大渣块的形成。对于气化炉渣放料罐堵渣主要从以下....