Shell粉煤气化装置运行情况总结

Shell粉煤气化装置运行情况总结胡益民（岳阳中石化壳牌煤气化公司，湖南岳阳 414003）1 装置简介空分装置：采纳林德公司的空分技术和进口[wiki]设备[/wiki]，氧气产量48000 m3／h，同时生产超高压氮气28360 m3/h，中压氮气27530 m3／h和低压氮气32500 m3/h。

装置要紧由空气压缩和预冷系统、分子筛、氮气循环压缩机、制冷系统、精馏系统、液氧内压缩系统、氮气产品压缩机系统和液氮后备系统。

要紧设备为主空压机和氮气循环压缩机并由1台汽轮机驱动、分子筛装置、空冷塔、冷箱、膨胀机、液氧泵、氮气压缩机等。

磨煤装置：由中国华电集团设计，采纳中速磨磨煤，粉煤在氮气气氛中输送和干燥，氧含量小于8％，粉煤粒径大于5 μm而小于90 μm的占80％，小于5 μm的和大于90 μm 的各占10％。

该装置共有3条独立的磨煤能力为43 t／h的磨煤干燥系列，2开1备运行，其中2条线制粉煤能力能满足气化炉100％负荷要求。

装置要紧由原煤仓、称重给磨煤机、循环风机、密封风机、惰性气体发生炉、燃烧风机、螺旋输送机、粉煤罐、石灰石卸料、储存和加入系统、过滤器、皮带等组成。

粉煤气化装置：采纳壳牌粉煤加压气化技术，特点是采纳较高的气化温度（1400～1600 ℃），转化率高、残碳含量低、煤的使用范畴较宽（但要求在相对时刻内煤的组成稳固）。

装置设计处理煤（灰分含量17.6％）2000 t／d，最大设计处理煤（灰分含量25％）2500 t／d，粗合成气产量142000 m3/h［以100％（CO＋H2）计］，粗合成气中有效气组成89％（CO＋H2）。

该装置共有7个单元，即粉煤加压和给料系统、气化系统、渣系统、飞灰系统、湿洗涤系统、废水汽提和澄清系统以及公用工程系统（氮气、液化气、冷却水、工艺水、蒸汽／冷凝液、外表空气／工厂空气、酸碱系统）。

要紧设备有气化炉、合成气冷却器、陶瓷过滤器、粉末放料罐和给料罐、渣收集罐、洗涤塔、捞渣机、汽提塔、澄清池、各类容器、机泵、管道、[wiki]阀门[/wiki]、外表、电气设备等。

整个工厂于2003年10月动工兴建，2006年1月开始试车，当年12月19日投产试运行。

2 装置试车差不多情形2.1 空分装置1）试车通过2006年3月9日至3月12日，通过改变升速曲线和解决齿轮箱漏油问题后，12日10：50汽轮机开始升温顺管，当天共进行3次脱扣试车。

第一次转速800 r／min跳车以检验逻辑的可靠性，第二次转速2000 r／min跳车检验其重复性，第三次升速到设计的跳车转速5065 r／min联锁停机，汽轮机试车完成。

3月20日9：00开始，主空压机完成4次防喘振测试，空压机试车终止。

3月22日开始空冷塔和分子筛装填料，4月3日液氧泵（P2466A ／B，P2467A／B）运行正常。

2006年4月30日21：00，氮气循环压缩机完成2次防喘振测试；5月3日15：00打开HV2615阀并开始冷箱吹扫；5月4日10：00膨胀汽轮机试车成功，增压机防喘振测试。

5月5日10：00膨胀机运行裸冷，5月7日8：00裸冷终止。

2006年5月9日至5月13日，冷箱内气密检查和消漏。

5月14日至5月21日，冷箱内脚手架拆除。

5月19日至6月1日，冷箱装珠光砂。

6月2日膨胀机箱装珠光砂。

2006年6月7日11：00，空分系统第一次开车。

6月10日11：38分膨胀机启动，18：43由于振动高跳车，后多次启动，11日1：03由于轴承温度高跳车。

后经检查叶轮损坏。

6月15日17：00再次开车，6月17日9：32备用转子不能启动；6月18日调整轴向间距，6月20日19：38开始运行膨胀机。

6月22日8：22，上塔和下塔液位正常，得到合格氧气和氮气。

液氧泵P3568A运行差不多正常，P3568B有待进一步调试。

6月26日21：15因膨胀机轴承温度高跳车。

经检查，叶轮和轴封均已损坏。

在膨胀机检修期间，进行了外表空气压缩机和氮气压缩机的试车。

2006年7月1日，低压液氮泵运行正常。

7月3日，高压液氮泵完成试车，整个空分装置的试车工作终止。

2）试车中显现的要紧问题①主空压机和氮气循环压缩机漏油。

第一次主空压机漏油是由于油箱负压小引起的；第二次漏油是由于使用的密封胶不耐油引起的；第三次氮气循环压缩机漏油是由于密封气孔板孔径改小，入口压力无法开释引起超压造成的。

这些问题均已解决。

②汽轮机上下缸体温差大引起跳车。

缘故是在原先的升速曲线中没有停留过程，缸体受热不均，温差大。

后来改变了升速曲线，在2200 r／min时设置了停留时刻，依照冷开车或热开车不同能够有不同的时刻，问题得到解决。

③氮气循环压缩机一级出口管线振动大。

缘故是在升速过程中，显现了轻微的喘振，加上支架设计不符合要求。

解决方法是扩大了防喘振阀通道，同时对支架重新加固，对操作条件进行调整，入口导叶开度由原先的35％改为50％。

④温度点故障、振动值高跳车。

由于设计中有多处单点温度联锁，其中5次温度点故障跳车以及增速箱瓦质量问题导致振动值高跳车。

8月15日停车检修通过对温度点移位，采纳二选二和三选二差不多解决，之后再未显现外表开路造成跳车的情形。

⑤操纵阀执行机构弹簧选型不符合要求阻碍试车的正常进行，更换后差不多正常。

⑥膨胀机叶轮由于共振而损坏。

目前已更换了叶轮，喷嘴由14个改为17个，并设置了2个非停留区域。

⑦循环氮气压缩机二段出口密封圈损坏导致出口压力低，温度高。

目前已更换密封圈，性能测试期间表现良好。

依照壳牌专家的报告，循环氮气压缩机末级叶轮尺寸不符合设计要求，差不多在2007年9月更换。

⑧外表空气压缩机主油泵无法建立初始油压。

目前已更换油路，并增设了排气阀，解决了问题。

2.2 磨煤装置1）试车通过磨煤装置工艺较为简单，试车要紧包括惰气发生炉的烘炉、系统的气密、动设备（螺旋、皮带、风机）的试车、外表、操纵系统测试、试磨石灰石、磨煤机试车，通过调整磨煤机各参数以获得满足使用气化要求粒度的粉煤。

从7月初开始试车到8月底3条线磨煤试车完成，历时近2个月的时刻。

要紧是循环风机振动大返厂修理、布袋过滤器／粉煤过滤器顶盖、本体漏、伴热管线漏点多、粒度分析仪调试不行、惰气发生炉点火枪故障、[wiki]露点[/wiki]仪故障等阻碍了试车。

阻碍最大的是循环风机振动问题和过滤器泄漏问题。

2）试车存在的要紧问题①循环风机振动大。

7月5日循环风机开启后不到1d，发觉轴承温度高、振动值高跳车。

拆开检查轴承上下瓦损坏，随后循环风机开启后也存在同样的问题。

拆转子送厂家更换新轴，重新做动平稳，更换轴承到7月底解决了问题。

②磨煤机首次试车振动大。

8月8日磨煤B系列试车，磨煤机振动专门大，赶忙停车。

分析缘故为首次加入磨煤机的煤量太少（设计为500 kg）造成振动大。

次日重新试车，将加入煤量800 kg后启动磨煤机，同时加载力降到0.1 MPa，试车成功。

③布袋过滤器、粉煤过滤器本体和顶盖泄漏。

由于过滤器制作时施工错误，导致循环氮气侧和布袋侧之间的密封板未满焊从而氮气中的粉煤从放空管中溢出。

同时顶盖密封设计不合理导致氮气泄漏。

通过整改解决了粉煤从放空管中溢出和过滤器顶盖泄漏问题。

④露点仪、火焰检测仪、氧含量分析仪故障。

露点仪、火焰检测仪故障多，露点仪要紧是粉煤污染所致，火焰检测仪可能由于液化气夹带液体损坏，考虑增加分离罐来解决。

2.3 煤气化装置1）试车通过①气化炉。

2006年1月完成了气化炉的煮炉，要紧通过操纵化学药剂的浓度、炉水温度直到分析药剂浓度不再下降为合格，一共进行2次。

从2006年3月10日开始，到3月底完成了气化炉烘炉。

②烘炉终止后，开始进行水通道检查，发觉部分水冷壁管的孔板堵塞，割管后清理重新焊接，发觉有气化炉内件在国外施工和国内组装时留下的杂物如焊条、焊渣、细金属罐等。

第一次处理完后重新进水循环并进行第二次水通道测量又发觉有新的管道堵塞，再次处理后进行第三次测量，仍旧有新的管道堵塞。

因此决定进行反冲洗，通过测量后，只剩下为数不多的几根堵塞，最后割管清理重新焊接，通过第四次测量后合格，整个水通道的处理花了将近3个月的时刻，直到8月18日才告完成。

③从磨煤试车成功后，即8月中旬开始煤循化测试，要紧检验速度计、密度计的准确性和可靠性，通过测试回来粉煤流量计校正系数，通过解决速度计易损坏、不稳固、粉煤管道磨蚀穿孔等问题后，4条粉煤循环线的测试到12月6日终止，同时由于粉煤循化2次后变得太细不能再循环而需要排放，通过临时管线接到飞灰系统低压部分测试顺控逻辑从而完成该单元的实物试车。

④渣系统的试车除陶瓷管内衬破裂进行更换和改进外，试车较为顺利，9月完成了系统水循环和顺控的测试试车、检验了有关的测量外表和逻辑操纵。

⑤废水汽提和澄清系统，通过水联运试车能够检验机泵、测量指示、操纵外表、逻辑回路，到6月20日装置联动试车完成。

⑥急冷气压缩机试车。

2006年9月25日油循环完成，10月3日送干气密封后发觉损坏，当压力在0.8 MPa条件下无法盘车，通过增加干气密封固定螺栓数量和强度，改成无压力条件下盘车和启动压缩机方案，于11月10日完成了汽轮机脱扣试车。

随后进行了消缺，于11月28日正式开车运行。

⑦烧嘴冷却水系统首次试车时，过滤器压差高、厂家设计的过滤面积偏离基础设计工艺包要求。

后通过改进扩大面积后解决。

⑧11月29开始点火烧嘴点火试验，通过多次试点和更换液化气孔板后，于12月5日完成。

与此同时11月29日开始开工烧嘴柴油管线和氧气管线充氮模拟测试，测试阀门开关时刻和顺控系统工作是否正常并确定柴油流量操纵阀、压力调剂阀的预设开度和所有阀门开启的时刻设定值。

12月6日至8日开始进行开工烧嘴点火试验，共进行了7次试点，通过调整有关参数和时刻设定与12月8日点火成功。

⑨从11月27日开始对4条粉煤输送线的氧气线充氮气分别为0.7，1.5，2.5，4.0 MPa 时，测试氧气阀门的开关时刻。

11月29日开始模拟投料测试，粉煤输送线压力分别升到0.1，1.5，2.5，4.0 MPa测试有关阀门的开启时刻和顺控逻辑，于12月2日完成。

⑩2006年12月19日一次投料成功。

2）试车过程中的要紧问题①静设备。

通气锥易损坏：由于工艺设计不完善导致粉煤加压过程中，通气椎的实际压差明显高于设计的运行最大压差，导致损坏。

通过增加压差显示和改变升压速度，严格操纵压差小于1.0 MPa，解决了压差过高导致设备损坏问题。

烧嘴隔焰罩漏：由于设计不能满足生产工艺要求，运行数天后就会损坏，通过更换材料、增加水流量等措施现差不多解决。

但没有在满负荷条件下检验。

S1201／S1202／S1501过滤器：设备制作时质量操纵不严，存在缺陷，后解决。

换热器漏：E3051氮气加热器，压缩机油冷却器因制造质量不行泄漏，已解决。