壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的使用与维护_李亚东
壳牌煤气化高温高压飞灰过滤器滤芯损坏分析及解决措施
壳牌煤气化高温高压飞灰过滤器滤芯损坏分析及解决措施摘要壳牌煤气化作为一种成熟的煤气化工艺在中国得到越来越广泛的应用，其中的关键设备高温高压飞灰过滤器频繁故障严重影响其长周期稳定运行。
本文简述了飞灰过滤器的工作原理，并对故障判断、原因分析及预防措施等方面进行了重点说明。
关键词壳牌煤气化；高温高压飞灰过滤器；滤芯目前世界上比较成熟的气化工艺有德士古（GE），鲁奇（Lurgi），壳牌（SHELL）等，其中，壳牌气化工艺由于其煤粉转化率高，环境污染小，水处理压力小等优点，在国内得到广泛应用。
自从湖北双环2006年开车成功以来，国内已陆续引进近20套SHELL煤气化装置。
在SHELL煤气化工艺中，粉煤和氧气通入气化炉中，通过调整适当的氧碳比，产生合格组分的合成气。
在燃烧过程中，煤中大量的灰分会随着合成气一起进入下游工序，经过干法除尘、湿法除尘工序后，含灰量小于1mg/Nm3的洁净合成气将会被送到下游工序。
在干法除尘中，高温高压过滤器（S1501）是其中的重要设备，其滤芯的损坏，将直接导致合成气中干灰含量增加，影响压缩机以及下游工序正常运行。
本文着重探讨S1501故障的症状、判断、原因以及处理方法。
1 高温高压飞灰过滤器工作原理来自气化炉的含灰合成气（3.8MPa，340℃）首先进入旋风分离器（S1511），通过旋转离心作用除去约60%左右的灰，再通过高温高压飞灰过滤器除去剩下的飞灰。
在S1501中，合成气从过滤器底部进入，通过陶瓷滤芯过滤（24组，共1152根）进入到容器上部，再通过输气管送到洗涤塔进行洗涤。
过滤出的飞灰会附着在陶瓷滤芯表面，通过容器顶部反吹系统将飞灰吹落，经过排灰系统排出。
1.1过滤系统过滤系统主要由陶瓷滤芯、管板、压板组成。
滤芯有24组，每组48根，共1152根，由PALL公司生产。
滤芯由多孔碳化硅支撑骨架高铝红柱石的过滤膜构成，滤芯为柱状陶瓷过滤管，底部为封闭的，顶部开口，将过滤完的合成气送出。
壳牌煤气化装置载气切换的优化控制
壳牌煤气化装置载气切换的优化控制李亚东【摘要】为了降低合成气中N2含量、提高甲醇产量,可将煤粉输送载气由N2切换为CO2,实现增产减排.比较了壳牌煤气化装置输送煤粉的载气由N2切换为CO2的3种方式,分析了切换过程中的控制难点,总结了切换前后主要参数的变化情况.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2016(043)005【总页数】4页(P53-56)【关键词】壳牌;粉煤气化;载气;切换【作者】李亚东【作者单位】山西晋煤华昱煤化工有限责任公司山西晋城048017【正文语种】中文【中图分类】TQ546在以壳牌粉煤气化工艺制取的原料气生产甲醇的项目中，当气化炉投氧负荷达到80%左右时，净化单元产出的CO2量就能满足煤粉输送的要求。
为了降低合成气中N2含量、提高合成单元的甲醇产量，此时可将煤粉输送载气由N2切换为CO2，即能实现增产减排。
在壳牌气化炉载气(N2/CO2)切换过程中，气化炉的运行工况或多或少都会出现波动，严重时甚至会影响气化炉的安全运行。
其主要原因是载气分子量发生了变化，使得切换过程中实际煤粉输送量与测定值之间出现差异，导致实际氧煤比与控制值产生偏差。
壳牌公司给出的解决煤粉流量测量准确性的方案是将载气密度计算公式的切换功能组态至集散控制系统(DCS)和紧急停车系统(ESD)中，根据现场经验设置“爬坡时间”(图1)。
采用该方案时，由于每次切换时的负荷和CO2量不同，无法准确把握“爬坡时间”，即“爬坡曲线”与实际工况不一致，故仍然会引起波动，且不能解决2种载气长时间混用的工况(负荷较低时，CO2量不足，2种载气必须混合使用)。
经优化后的方案是将载气中CO2含量对应的密度计算公式的切换功能组态至DCS 和ESD中，并通过分析载气中CO2含量的实际值来确定煤粉流量密度计算公式的校正系数，既确定了“爬坡时间”，又解决了2种载气混用的工况(图2)。
2.1 方式一方式一不进行载气密度修正，未投用气化炉蒸汽/热负荷自动控制。
Shell煤气化飞灰过滤器的运行与维护
Shell煤气化飞灰过滤器的运行与维护宋金荣【摘要】This paper introduces the process flow,filtering principle and bridging process of HPHT fly ash filter of shell coal gasification process and summarizes the ways to decide the filter element damage.It also analyses reasons for filter breaking and offers suggestions on maintenance strategy and improvement measures.%介绍了Shell煤气化工艺HPHT飞灰过滤器的工艺流程、过滤原理和架桥过程,并总结了判断滤芯是否损坏的方法.针对滤芯断裂的原因进行了分析,并提出了维护策略和改进措施.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2018(056)002【总页数】4页(P54-56,59)【关键词】Shell煤气化;飞灰过滤器;维护策略;改进措施【作者】宋金荣【作者单位】中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司,内蒙古鄂尔多斯 017209【正文语种】中文【中图分类】TQ545煤气化是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技术和主要手段，是发展现代煤化工、煤制油、燃料煤气等工业化生产的龙头[1]。
Shell煤气化工艺是当今世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一，国内先后有24家单位累计引进32套Shell煤气化装置，但在陆续开车和后期运行中曾暴露出激冷气管线腐蚀、合成气冷却器十字吊架积灰、堵渣[2]、飞灰过滤器滤芯断裂，以及烧嘴和烧嘴罩损坏等一系列问题。
毋庸置疑，飞灰过滤器是煤气化装置的关键设备，一旦核心元件滤芯发生断裂，将导致未经过滤的飞灰进入后续单元，造成洗涤系统、初步水处理系统结垢堵塞，甚至导致整个煤气化装置被迫停车。
SHELL煤气化工艺高温高压飞灰过滤器S1501分析及解决措施
SHELL煤气化工艺高温高压飞灰过滤器S1501分析及解决措施SHELL煤气化装置是近年来国内所引进的先进高温高压煤气化装置。
该装置中陶瓷滤棒由于长期处于高温高压高负荷运行状态下，滤棒本身的过滤性能可能会逐渐降低，当装置整体进入寿命周期末期时还会出现严重的滤棒断裂现象，导致外部合成气中的大量飞灰侵入并形成管道结垢，堵塞设备，造成合成气压缩机损坏。
为了解决这一问题，应该为设备装置中设置S1501飞灰过滤器系统，相比于传统陶瓷滤芯，它采用了真空烧结而成的烧结金属滤芯，它的耐腐蝕性强，渗透性好，强度更高且易于清洗和反清洗，拥有较高的塑性不易断裂，而且过滤精度也相对较高。
本文主要对它的结构构成、故障判断进行分析，最后提出设备故障问题解决措施。
标签：SHELL煤气化工艺高温高压飞灰过滤器S1501在煤气化工艺过程中，原料煤被转化为由CH4、H2和CO所组成的合成气体，这一合成气体可以用作发电燃料或其它裂解产品进料。
目前某些煤制油企业会采用SHELL粉煤气化技术，它以O2为主要气化介质来生产合成气。
一、SHELL煤气化工艺中高温高压飞灰过滤器的工作流程在SHELL煤气化过程中就包含了除灰这一重要工艺，它主要通过合成气冷却器将合成气送至高温高压过滤器进行过滤除灰，保证在过滤后合成气的灰尘含量在2～3mg/Nm3，然后再将过滤后气体送至洗涤塔。
在高温高压过滤器中还设置了反吹系统，它利用超高压合成气对滤芯进行长时间反吹，确保滤芯压降能够始终控制维持在0.03MPa范围内，而高温高压飞灰过滤器所过滤出的飞灰也将被收集于飞灰放料罐中。
从技术角度讲，这部分被SHELL煤气化工艺所过滤产生的飞灰要再经过湿法洗涤或干法脱除才能确保灰尘含量达到生产要求，同时确保设备的下游压缩机部分不会产生灰尘积累现象影响设备装置常规化运行。
在目前，采用干法脱除来过滤灰尘比较常见，它所采用的过滤器为S1501。
该过滤器是否能够正常稳定运行对于SHELL气化装置整体运作相当重要[1]。
Shell气化装置HPHT飞灰过滤器优化改进小结
第3期1 2021年5月中1氮1肥M-Sizel Nitronenone Feiilizna PagassNl931May2021Shell气化装置HPHT飞灰过滤器优化改进小结刘燕，闫昭，尚亚国（河南能源化工集团鹤壁煤化工有限公司，河南鹤壁458000）［摘要］河南能源化工集团鹤壁煤化工有限公司600k/a甲醇装置自2013年投产以来，因Sheli气化炉的积灰、堵渣问题较为突出，系统运行不稳定、负荷率低；2017年、2017年甲醇装置经多项改造后，系统运行逐步趋于稳定，2016年6月2日系统加至满负荷，甲醇日产量最高达1846/但受制于HPHT飞灰过滤器的压差高及漏灰问题（最终导致气化装置被迫停车检修），影响系统产能的进一步提升及消耗的进一步降低。
经分析，Shell气化炉满负荷运行以来，HPHT飞灰过滤器主要存在负荷增大时系统不能稳定运行、飞灰过滤器进气侧和出气侧密封及固定方式不当等问题。
为此，实施了将陶瓷滤棒更换为Fe#Al金属滤芯、对小管板和大管板密封面进行满焊固定的优化改进，由此解决了系统的瓶颈问题，保证了气化装置的稳定、高负荷、长周期运行，使鹤壁煤化气化装置成为国内首套达标达产的大型Shell气化装置。
［关键词］Shell气化装置；HPHT飞灰过滤器；压差高；漏灰问题；优化改进；Fe#Al金属滤芯；管板密封面满焊固定［中图分类号］TQ546.5［文献标志码］B［文章编号］1004-9932（2021）03-0017-031概述河南能源化工集团鹤壁煤化工有限公司（简称鹤壁煤化）660k/a甲醇项目气化装置采用Shell气化工艺，设计有效气（H+CO）产量为179.9km^h，为国内Shel l气化工艺单套设计产气能力最大的装置。
其中，粗合成气净化采用合成气激冷流程、干法除尘和湿法洗涤相结合的工艺：经合成气冷却器回收热量后的粗合成气，温度降至350C,进入HPHT陶瓷飞灰过滤器，99%左右的粉尘被除去，净化后的粗合成气含尘量降至约1~2mg/m2,过滤元件间断采用氮气/二氧化碳系统来的高压反吹气反吹，聚集的飞灰在容器内以半连续（连续+间隔）的方式移至下游排灰系统。
壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的使用与维护
壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的使用与维护壳牌粉煤气化装置是工业生产过程中的重要装置系统，本文对壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的结构以及作用进行介绍，并且分析过滤器使用过程中的常见问题，对相应的维护措施进行阐述，旨在提高壳牌粉煤气化装置运行水平。
标签：壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器维护引言壳牌粉煤气化装置主要采用气体激冷原理，使合成气夹带的煤炭中的矿物质固化，形成飞灰。
为了使得生产过程中的气灰能够充分分离，壳牌粉煤气化装置设置了飞灰脱除单元，其中高温高压飞灰过滤器是整个装置飞灰脱除过程中的核心设备，在整个系统中，除了气化炉之外，飞灰过滤器的投入比例最大。
随着壳牌粉煤气化装置引入国内，在工业生产中开始应用以后，高温高压飞灰过滤器出现的问题逐渐增多，对装置的稳定运行产生严重影响。
对此，在装置系统运行过程中，必须要积极加强壳牌粉煤气化装置飞灰过滤器的使用以及维护，对飞灰过滤器的基本结构、工作原理等进行了解，定期检查，减少故障率。
一、高温高压飞灰过滤器的结构和作用1.高温高压飞灰过滤器的结构壳牌粉煤气化装置中，根据生产项目中的煤灰含量差异，壳牌粉煤气化装置的过滤器规格略有不同，但基本结构形式是相同的，主要由承压容器、内件两个大部分组成，另外，还包括反吹气体环形管、阀门、仪表以及控制装置。
圆柱形的过滤器外壳以及锥形飞灰收集罐是承压容器，设计的承载压力一般为4-5MPa，材料為Cr-Mo钢复合304L。
过滤器的内件主要包括模块式管板、承压板、文丘里管、气体分布器、陶瓷滤芯等部件，其中主管板的结构为Cr-Mo钢加304L不锈钢复合而成，焊接在外壳壁上。
主管板上有圆孔，主要用于模块式管板的安装。
滤芯是过滤器的主要部件，以某企业的壳牌粉煤气化装置为例，该装置中一共有720根滤芯，分为15组，每一组有48根滤芯，按照三角形安装在模块式管板上，滤芯的间距控制在10cm左右。
滤芯的结构是碳化硅多孔支撑骨架，复合粘结1层高铝红柱石细过滤膜。
SHELL煤气化金属滤芯的安装和检查
SHELL煤气化金属滤芯的安装和检查马江涛【摘要】Shell的粉煤气化技术在中国得到了广泛的应用，作为气化核心装置的S －1501高温高压飞灰过滤器陶瓷滤芯断裂的问题，严重影响了系统的长周期运行，力学性能更优的金属滤芯渐渐得到了更多的应用，正确的安装可以保证金属滤芯和系统的长周期运行。
%Shell coal gasification process has been widely used in China, as rupture of S-1501 high-temperature and high-pressure flyash filter ceramic element has seriously affected the long term running of the unit, metal filter element with better mechanical properties has gradually got more ap￣plications, correct installation of metal filter element can ensure a long term operation of metal filter and the unit.【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P51-52,55)【关键词】shell煤气化;金属滤芯;安装和检查【作者】马江涛【作者单位】河南开祥化工有限公司，河南义马 472300【正文语种】中文【中图分类】TQ546Shell煤气化工艺是我国引进的国外先进技术，为洁净利用煤炭资源的技术之一，消化和吸收该技术对我国发展新型煤化工与合理利用煤炭资源有重要意义。
金属滤芯与陶瓷滤芯材质不同，安装时要考虑金属滤芯的膨胀系数，同时还需按步骤每步安装确认，正确地安装金属滤芯是使用金属滤芯的基础。
Shell煤气化装置飞灰过滤器滤芯损坏原因及维护措施
４ ． 结 语
故障诊断 是 电气设备故 障排除 的前提 ， 是 石化企业 正常运 当某 些故障 原 因不易确定 时 ， 为 了不造 成 电气设备 的长时 间停运 和进 一步证 实故障是 否 由某个 可疑 的电器件 引起 ， 可使 转 的必 要保 障 。本文 首先就 石化 企业 电气设备 的典 型故 障 进 并在 此基础 上对于故 障诊 断的步骤 和常用 的故障 诊 用 同型号 的 完好 电器件 进行 替 代实验 。但 当运 用转 换法 进行 行 的分析 ， 断 方法 进行 了探 讨 。本文 结论 对于 石化 企业 设备 维护 工作具 检查 时应注 意认真检 查拆下 的原 电器的完好 情况 ， 只有 确定 了 引起故 障的具体元 器件 ， 才 可换 上新 电器。 有一 定的借鉴意 义。
视界． ２ ０ １ ４ ． １ ５ ． ｉ
接 入 电源进 行试 验 。显然 能够 使熔 断 器再次熔 断 支路 就是 故 ［ ３ ］ 贺庆 涛． 电 气设备 监测 与故 障诊 断 方法研 究ｆ Ｊ ］ ． 科 技 资 ２ ０ １ １ ２ ７ ． 障 位置 ， 下一 步可 以就这条 电路及其 所包含 的 电器元件进行 重 讯
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压速率 ≤ ０ ． １ ５ ＭＰ ａ ／ ｍｉ ｎ ， 以维护 滤芯正 常机械 强度 。气化炉温 度 等 。预案的制 定与学 习要求是 各方面 的 ， 通过对 预案 的学 － ＿ 】 与 有 助于飞 灰过滤 器发生突 发事件 时 员工能 够在 第一时 间 操控 要适 中 ， 避 免温 度太 高 ， 导致 细渣 带到 飞灰过 滤 器对滤 芯 演练 ， 使 问题 得到 及时 有效 的解决 ， 保证 生产 运 行 造成 损坏 。开车初期氧 碳 比尽量提高 ， 正 常运行 时禁止 炉温偏 做 出正 确的操 作 ， 低， 用 以减 少未 燃尽 的煤 粉进 入滤 芯 ， 影响 滤芯 通透 性 。同时 的稳 定。 保持 渣 池和洗 涤塔 液位 的稳 定 ， 操 作液 位 维持在 ５ ０ ％左 右 ， 防 止气化 炉合成 气带 水 ， 使 得飞 灰的粘 度 增大 ， 导 致飞 灰粘 结在
壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的使用与维护
管板 为界 ， 陶瓷 过滤 器 滤 芯垂 直 悬挂 在 过 滤 器管 板 上 ， 原料气侧和上部 洁净 气体侧相互分开 。过滤 以使
器 滤芯的布置见 图 １ 。１ 高温高压飞灰过 Nhomakorabea器 的结构
在壳牌粉煤 气化 工 艺 中， 据 各煤 气 化 项 目煤 根 灰含量 的差异 ， 壳牌粉煤 气化各装置 的过滤器 规格 略
第４卷 ８
第 ４期
化肥设 计
Ｃｈｅ ｃ ｌＦ ｒｉｉｅ ｓｇ ｍｉ ａ ｅ ｔｌ ｒＤｅ ｉｎ ｚ
Ａｕ ． ２ ０ ｇ ０１
・
２１ ０ ０年 ８ 月
３ ・ ７
壳 牌粉 煤 气化 装置 高温高压 飞灰 过滤器 ．
的使 用 与 维 护
李 亚东 ， 王可运
（ 壁 煤 电股 份 有 限 公 司 ， 南 鹤 壁 鹤 河 ４ ８０ ） ５０ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ： ｔ ｏ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｔ ｐ ｎ ｕ ｃ ｉｎ ｆ ｒｈ ｇ ｒ ｓ ｕ ｅ ａ ｄ ｈ ｇ ｅ ｅａ ｕ ｅ ｆ ｓ ｌ ｒｉ ｈ ｌ ｐ ｌｅ ｚ ｄ ｃ ａ ａ ｉ ｃ — ｓｒ ｃ Ａｕ ｈ ｒｈ ｓ ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｔｕ ｔ ｒ ｅ ａ ｄ ｆ ｎ ｔｏ ｏ ｉｈ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｉｈ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｙ ａ ｈ ｆ ｔ ｎ Ｓ ｅｌ ｕ ｖ ｒ ｅ ｏ ｌ ｓｆ ａ ｏ ｙ ｌ ｉ ｅ ｉ ｇ ｉ ｔ ｎ ｐａ ｔ ａ ｎ ｌ ｚ ｄ ｔ ｅ ｅ ｉｔｄ ｐ ｏ ｌｍｓａ ｄ ｒ ａ ｏ ｆ ｒｐ ｔ ｎ ｎ ｏ ｏ ｅ ａ ｉｎ；ａ ｄ ｈ ｒｅ ｙ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ａｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｍａ ｎｅ ａ ｃ ｉ ｌ ｎ ；ｈ ｓ ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｘ ｓｅ ｒ ｂ ｅ ｎ ｅ ｓ ｎ ａ ｔ ｕ ｔ ｇ ｉ ｔ ｐ ｒ ｔ ｏ ｅ ｉ ｏ ｎ ａ ｂ ｆ ｅ ｃ ｅ ｈ ｐ ｌ ｔ ｔｏ ｎ ｉｔｎ ｎ ｅ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｍｅ ｕ ｅ ｏ ｙ ａ ｈ ｆｌ ｒ ｆ ｍ ｐ ｃ ｓ ｏ ｎ ｔｌ ｔ ｎ，ｓａ ｔ ｓ ａ ｒ ｓｆ ｒｆ ｓ ｔ ｒ ｌ ｉ ｅ ｏ ａ ｅ ｔ ｆｉ ｓａｌ ｉ ｓ ａ ｏ ｔｒ —ｕ ｎ ｈ ｔ ｏ ｎ ｐ ｒ ｔ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ ｓ ｐ ｒ ｉｉｎ ｅｃ ｐ ａ ｄ ｓ ｕ ｄ ｗｎ ａ ｄ ｏ ｅ ａｉ ｏ ｔｏ ｎ ｕ ｅ ｖ ｓｏ ｔ ． ｏ
壳牌煤气化装置(SCGP)操作规程精品完整版
壳牌煤气化装置(SCGP)操作规程1、煤气化装置各岗位的岗位职责1.1 磨煤岗位本岗位的职责是将电厂燃料车间送来的碎煤贮存在碎煤仓V-1101A/B中，石灰石贮存在V-1102A/B中，两者混合配比加入到中速磨A-1101A/B中，〉在微负压和惰性气体条件下被磨粉干燥，干燥所需的热量由热风炉F-1101A/B中燃烧合成气或柴油提供，出来的煤粉要求直径范围0.005mm〈 D〈0.09mm，煤粉被输送到袋滤器S-1103A/B，之后送往低压粉仓V-1201A/B。
1.2 现场岗位本岗位的主要职责是做好现场巡查工作，,做好开车前后设备的运行、调试,让每件现场设备具备一次开车成功能力；在开车期间,协助中控岗位做好设备的运行监护,准确无误的做好数据记录，并对未运行设备进行维护、保养,使设备随时处于可备用状态。
(现场设备包括压缩机，汽包，破渣机，火炬系统,各种高低压泵等)。
1.3 分析岗位本岗位的职责是对煤气化工艺所需各种原料进行及时准确的分析,对正常生产中的气体,液体,固体进行取样分析,并把分析结果及时反馈给中控岗位,以协助中控岗位控制好整个煤气化装置的运行。
1.4 中控岗位本岗位的职责是维持磨煤系统(U-1100),煤给料系统(U-1200),气化系统(U-1300),除渣系统(U-1400),干法除尘系统(U-1500),湿法除尘系统(U-1600).初级水处理系统(U-1700)及公共系统(U-3000至3600)的正常运行，并协调与电厂燃料车间,氨厂净化车间,空分车间的生产关系。
磨煤系统(U-1100)的职责是与现场磨煤岗位的协调,将合格的粉煤送往煤给料系统。
煤给料系统(U-1200)由2套完全相同的锁斗加压系统组成,本系统的职责是将磨煤送来的粉煤经煤锁斗加压,再送往气化炉的四个煤烧嘴。
气化系统(U-1300)的职责是将加压后的粉煤以及氧蒸汽混合物通过2对相对的煤烧嘴送入气化炉,使粉煤和氧蒸汽混合物在一定条件发生反应,同时控制好炉内的温度,压力,出口合成气的温度及气化炉内的渣层厚度.并将产生的中压饱和蒸汽导入管网。
Shell煤气化飞灰过滤器的运行与维护
891:#$%&!化肥设计()*+,-./0*12,/,3*14*5,67第!"卷!第#期#$%&年'月A $"++煤气化飞灰过滤器的运行与维护宋金荣"中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司!内蒙古鄂尔多斯!$%Q #$>#摘!要$介绍了O )*//煤气化工艺X W X A 飞灰过滤器的工艺流程%过滤原理和架桥过程!并总结了判断滤芯是否损坏的方法&针对滤芯断裂的原因进行了分析!并提出了维护策略和改进措施&关键词$O )*//煤气化'飞灰过滤器'维护策略'改进措施<=,$%$:;>"> ?:,557:%$$'@&>$%:#$%&:$#:$%"中图分类号$A B !'!!!文献标识码$S !!文章编号$%$$'@&>$%"#$%&#$#@$$!'@$;R W "0%#=(&%&6!%=&#"&%&-"(;#$"F +*21$F =+#"0=&A $"++J %1=;=-%#=(&O =76J ,7F 1=76"+,?(02(%*&(Y '*F ,%)1"2(45%).!2"')%R "#)"=%2(%*9'Z =#3%1&'()2(>!9&?!+,?(0B ))#,C ()-(*'%!$%Q #$>!2"')%#231#0%-#$A ),59.9*1,721=<D -*52)*91=-*55M /=^!M ,/2*1,7691,7-,9/*.7<N 1,<6,7691=-*55=MX W X AM /L .5)M ,/2*1=M 5)*//-=./6.5,M ,-.2,=791=-*55.7<5D ++.1,3*52)*^.L 52=<*-,<*2)*M ,/2*1*/*+*72<.+.6*:a 2./5=.7./L 5*51*.5=75M =1M ,/2*1N 1*.P ,76.7<=M M *155D 66*52,=75=7+.,72*7.7-*521.2*6L .7<,+91=K *+*72+*.5D 1*5:4"*5(061$O )*//-=./6.5,M ,-.2,=7'M /L .5)M ,/2*1'+.,72*7.7-*521.2*6L ',+91=K *+*72+*.5D 1*<=,$%$:;>">(?:,557:%$$'@&>$%:#$%&:$#:$%"作者简介$宋金荣"%>&;年)#!男!陕西汉中人!#$%$年毕业于西北大学化学工艺专业!硕士!工程师!现主要从事煤炭清洁转化与利用方面的工作&!!煤气化是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技术和主要手段!是发展现代煤化工%煤制油%燃料煤气等工业化生产的龙头*%+&O )*//煤气化工艺是当今世界上较为先进的第二代煤气化工艺之一!国内先后有#'家单位累计引进;#套O )*//煤气化装置!但在陆续开车和后期运行中曾暴露出激冷气管线腐蚀%合成气冷却器十字吊架积灰%堵渣*#+%飞灰过滤器滤芯断裂!以及烧嘴和烧嘴罩损坏等一系列问题&毋庸置疑!飞灰过滤器是煤气化装置的关键设备!一旦核心元件滤芯发生断裂!将导致未经过滤的飞灰进入后续单元!造成洗涤系统%初步水处理系统结垢堵塞!甚至导致整个煤气化装置被迫停车&飞灰过滤器运行维护是壳牌粉煤气化装置安稳运行的重要前提&!!./.0飞灰过滤器787!飞灰过滤过程煤粉和氧气在气化炉中反应!产生的合成气进入飞灰过滤器进行干法除灰&含灰合成气从下侧进入飞灰过滤器!由上侧出口去湿洗单元进一步洗涤降温'而固态飞灰被阻挡在滤芯表面!经超高压氮气反吹后脱落%沉积在底部的飞灰收集器中!通过飞灰排放罐间歇排放&飞灰过滤器设计#'组滤芯"也有厂家采用%!组#!每组'&根陶瓷滤芯!其上方均有文丘里和反吹管相对应'两次反吹时间间隔%%5!反吹脉冲#%$+5&飞灰过滤器工作压力为;:>"T W ."6#!工作温度为;'$Z !容积为##!+;&飞灰过滤器结构见图%&图7!飞灰过滤器结构.'!.789!飞灰过滤原理飞灰过滤过程中!滤芯表面会逐渐形成动态滤饼层和稳态滤饼层&打开反吹阀的瞬间!#倍于气化炉压力的超高压氮气进入文丘里管!同时产生脉冲导引气流吹向滤芯中心空腔&动态滤饼层脱离滤芯表面!使滤芯通过反吹得以再生!而稳态滤饼层附着在滤芯表面&飞灰过滤原理见图#&图9!飞灰过滤原理!滤芯架桥及损坏机理滤芯上端卡在管板上!下端由格栅支撑!因此两端剪切应力最小!中间剪切应力最大&当滤芯反吹正常时!飞灰形成的动态滤饼脱落'在反吹中断或者反吹不充分时!飞灰就会在滤芯之间积聚并产生,架桥-&飞灰填满相邻滤芯间隙的时间称之为架桥时间!架桥时间由飞灰负荷和滤芯特性决定&滤芯飞灰架桥后!如果再用高流量气体反吹!就会产生使滤芯弯曲的力!从而引起断裂& !滤芯损坏判断方法"%#过滤器前后压差%!W 4a $$$#&%!W 4a $$$#用于指示飞灰过滤器进出口压差!对判断滤芯是否损坏的作用有限&%!W 4a $$$#压差高低!与灰负荷%反吹气压力%滤芯性能等有关&在多次滤芯损坏事故中!压差指示没有超过设定高报警值;$P W .&而在一次事故中!压差瞬间超过报警值!$P W .!但停工检查发现滤芯并未损坏*;+&"##过滤器出口固含量%!B a $$$%&飞灰过滤器正常运行时!可以过滤合成气中带来的大部分飞灰!合成气中的固含量*!c %$@"&然而!由于所分析介质的特殊性!使得固含量分析仪表%!B a $$$%在实际运行中指示并不是十分准确!有时指示值已经超量程!但实际滤芯并未损坏&因此!固含量%!B a $$$%指示仅供参考&";#反吹气压降%!W a $%$%&反吹阀开关一次!就有超高压氮气通过文丘里管对该组滤芯进行反吹!超高压氮气缓冲罐压力就会有波动&正常反吹阀每动作一次!反吹气压降+$:%!T W ."6#&滤芯反吹一般采用时间模式!反吹压降趋势呈周期性锯齿形变化趋势&反吹气压降过小!可能造成反吹不充分'反吹气压降过大!可能造成超高压氮气过量'反吹气压降不变!则说明反吹阀未动作&反吹异常可能造成滤芯损坏&"'#洗涤系统固含量&一旦滤芯损坏!大量飞灰则会进入合成气洗涤系统&洗涤塔水样混浊且固含量高!静置后取样瓶底部有大量沉淀物!这是滤芯是否损坏最有效且最直接的判断方法&滤芯损坏后洗涤塔水样见图;&图?!洗涤塔水样!原因分析与应对策略D 87!反吹阀动作异常"%#原因分析$"反吹阀的布线错误或布线毁坏!将导致阀门无法接收到开关命令'#仪表气污染!导致颗粒进入电磁阀中!影响反吹阀正常动作'$仪表气中断或压力不足!导致反吹阀无驱动力或驱动力不够'-采用合成气进行反吹!伴热保温不足导致出现冷凝和酸腐蚀!造成反吹阀腐蚀'.阀杆损坏或气缸漏气!导致气缸无法带动阀体动作'0反吹阀自身维护不足!或到达使用寿命&"##应对策略$"通过反吹气压力%!W a $%$%曲线!监控反吹阀是否动作及动作快慢'#仪表气由!:#T W ."6#氮气经%!W g $$#$8(S 减压至$:&T W ."6#提供!防止固态颗粒窜入仪表气系统'$监控仪表气压力%!W a $%$;曲线!冬季要避免仪表气水分冷凝%结冰堵塞管线'-若采用合成气作为反吹气!必须加强伴热!避免露点腐蚀和酸腐蚀'.预存备品备件!并根据供货要求对阀门定期维护&D 89!/X Q 反吹系统问题"%#原因分析$"W C (故障停运'#W C (程序出错'$控制器死机'-空气开关起跳'.反吹间隔时间设置太长'0反吹气脉冲设定太短!不能保证需要的反吹清洁'1选用了差压模式&"##应对策略$"间隔时间应视灰量和飞灰性质变化及时调整!保证有余量防止,架桥-'#在换.!!.第#期宋金荣!O )*//煤气化飞灰过滤器的运行与维护新煤或初始开车时!推荐采用保守的间隔时间'$增加反吹频率会提高清洁频率%减少滤饼厚度!但会增大反吹气消耗%缩短反吹阀寿命!反吹时间设置须综合统筹各种因素考量'-加强现场巡检和中控监控!并编制应急预案!做到及时响应和处理&D 8?!反吹气压力过高或过低"%#原因分析$";$W g $$%;8阀门故障!造成滤芯反吹气压力不足'#飞灰过滤器反吹和气化炉反吹同时动作!超高压氮气消耗量大!造成滤芯反吹气压力不足'$反吹气压力设置过高或过低&"##应对策略$"技改单独布线!为飞灰过滤器提供超高压反吹氮气!新线的压力调节由新增;$W g $$%;S 阀门控制'#一旦;$W g $$%;S 阀门故障!可切旁路阀调节!或临时切回;$W g $$%;8反吹旧线'$修改气化炉反吹顺控%;[O $$$'(%;[O $$$!!反吹阀打开前确认另一组顺控中反吹阀门关闭回讯!避免激冷口反吹和十字吊架反吹同时动作!拉低超高压氮气压力'-装置开车投煤烧嘴前反吹气用旧线!压力控制器;$W a ($$%;8手动设置为#:$T W ."6#!避免反吹气压力过高而损坏滤芯'煤烧嘴投入后以及正常运行期间!反吹气用新线且压力控制器;$W a ($$%;S 投串级!压力为气化炉压力%;W a $$"&的#倍!管板最高只能承受#:#倍气化炉压力&超高压氮气反吹系统流程见图'&图D !氮气反吹流程D 8D !反吹气温度过低"%#原因分析$"反吹气温度低于合成气露点温度!造成局部冷凝%滤饼固化'#反吹气温度低于\X '(/露点!造成\X '(/腐蚀&"##应对策略$"技改在靠近超高压反吹氮气缓冲罐"g %!$"#前增加预热器"Y ;$!!#!加热介质为中压蒸汽!反吹气温度不低于##!Z "氯化铵凝华温度约#$$Z !反吹阀设计工作温度不超过#!$Z #'#加强反吹气管线伴热!确保管线温度满足工艺要求'$开车前打开反吹气放空导淋!进行置换升温&D 8G !过滤负荷大"%#原因分析$"煤质不稳!实际灰分含量超标'#进气量过高!超过过滤器设计值'$部分煤粉未完全反应!飞灰中携带煤粉&"##应对策略$"合理配煤!确保煤质稳定%灰分达标'#进入飞灰过滤器的总气量是激冷量%;0a ($$$&与合成气产量%"0a $$$;之和!根据经验!#'组滤芯的过滤器最大允许进气量不超过;!$$$$\+;()!生产中须严密监控上述参数!避免进气量过大!损坏滤芯'$炉温不可控制过低!增加煤量反控制回路!增加煤烧嘴U ((比低低联锁!联锁值设定$:Q !!延时#$5触发!避免大量煤粉未反应进入过滤器&D 8I !操作失误"%#原因分析$"飞灰收集器料位过高!大飞灰堆积进入滤芯间隙造成,架桥-'#压差高时打开平衡阀!气流对滤芯造成冲击'$飞灰收集器锥部飞灰架桥!,上顶-消桥时滤芯遭受气流剧烈冲击&"##应对策略$"飞灰收集器在原有料位指示报警%!C 8C $$$%和%!C B X $$$#的基础上!技改增加中间料位指示报警%!C 8X %$%$#!生产中应避免%!C 8X $$$#高料位长时间报警'#技改增加联锁保护!当放料阀%!I g $$$#($$$;关闭时!不允许打开均压阀%!I g $$$&($$$>!防止因开阀顺序错误造成滤芯损坏!$规范消桥操作!只允许,下拉-消桥!操作压差约@%$$P W .!不允许超过安全联锁值@;$$P W .&D 8M !设备安装问题"%#原因分析$"滤芯未垂直安装!或者滤芯间存在应力'#反吹管安装倾斜或螺栓脱落%法兰脱口'$文丘里管安装倾斜或固定不牢螺栓松动导致倾斜'-密封圈及密封件损坏&"##应对策略$"确保滤芯垂直安装!避免滤芯压应力过大'#严格按照技术手册要求进行设备安装!确保反吹管%文丘里管与滤芯的同心度'$反吹管%文丘里管螺栓点焊限位!防止运行中因剧烈振动导致螺栓松动'-停工检修时仔细检查密封圈和密封件!一旦损坏!及时更换和维修&D 8N !其他"%#原因分析$"飞灰过滤器及收集器设备本体伴热温度偏低'#反吹气含油"曾有高达#$$+6(+;的例子#!造成油堵塞滤芯内部孔隙'$煤烧嘴%烧嘴罩或水冷壁泄漏!大量水蒸气进入合成气造成飞灰黏性增大'-陶瓷滤芯强度差!抗波动能力弱'.金属滤芯焊缝断裂&"下转第!>页#."!.化肥设计#$%&年第!"卷图D!? 氨冷凝器注$.)气氨进口'N)不凝性气体出口'-)液氨出口'<)(E进口'*)(E出口!其他G87!蒸汽再沸器蒸汽再沸器与蒸汽加热器其实就是蒸汽冷凝器!工作原理与其他冷凝器是一样的!设计注意事项也是一样的&可以立式布置!也可以卧式布置!要注意的是蒸汽冷凝液的顺利排出和不凝性气体的排放&蒸汽加热器的进汽最好是饱和蒸汽!这样可以避免换热管局部温度过高而引起的腐蚀和物料过热等问题&G89!表面冷凝器蒸汽透平表面冷凝器!在发电厂有悠久的应用历史!积累了很多成功的经验!设计很完善!基本形成了定型设计!在设计其他冷凝器时!可以参考其结构&其特点是壳程压力很低"一般是真空状态#!壳体较薄!下部的积液槽可以被设计成各种形状&表面冷凝器的结构见图!&图G!表面冷凝器注$.)透平泛汽进口'N7(N9)不凝性气体出口'-)透平冷凝液出口'<)(E进口'*)(E出口!结语冷凝器在化工生产中应用广泛!其与普通换热器既有相似之处!又有其特殊性!冷凝器内有相变!有两相流!有时还有不凝性气体!在工程设计中既要处理好两相流动问题!还要处理好不凝性气体的排出问题&文中指出了设计中应注意的事项!给出了几个存在严重缺陷的工程设计和两个最佳工程实例!可供设计人员参考&恰到好处的冷凝器设计!即可节能降耗!又可降低设备投资&收稿日期$"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#$%Q@%#@#'"上接第!"页#"##应对策略$"采用高压蒸汽伴热!确保温度在##!Z以上'#确保空分装置供氮除灰%除油%干燥彻底!保证氮气干净不含杂质'$优化操作%加强维护!确保煤烧嘴%烧嘴罩及水冷壁状况良好'-国产金属滤芯的三点抗弯强度要远高于陶瓷滤芯!并表现出良好的韧性%刚度和通透性!采用耐腐蚀%高强度的金属滤芯代替陶瓷滤芯是切实可行的'.金属滤芯为0*;8/合金!早期为两段式!长周期使用后焊缝处变得脆弱&整体成型金属滤芯压溃强度大约是两段式滤芯的#倍!整体成型金属滤芯及更长的#+金属滤芯应用前景十分广阔&使用前后的0*;8/材质金属滤芯见图!&!结语飞灰过滤器是5)*//煤气化的关键设备!滤芯损坏曾一度成为制约装置安稳运行的,瓶颈-问题&飞灰过滤器滤芯损坏的原因多种多样!本文提出判断故障的方法!对各种故障的原因进行了分析!并图G!F"?2+金属滤芯提出多项行之有效的应对策略&这些改进措施和解决方案!是对壳牌煤气化装置运行改进的探索和工程应用的总结!并且得到实践的检验!对其他壳牌煤气化工艺厂家均具有借鉴意义&参考文献$*%+唐宏青:现代煤化工新技术*T+:北京$化学工业出版社!#$%$: *#+宋金荣!李海宾:王军:O)*//粉煤气化炉堵渣处理与研究*J+:化工时刊!#$%;!#Q";#$#Q F;$'*;+冯恩刚:高温高压过滤器滤芯的断裂分析*J+:内蒙古石油化工!#$%%"#$#$!&F"$:修改稿日期$#$%Q@%$@#;.>!.第#期赵新岭!冷凝器折流板的设计与竖向布置。
高温高压飞灰过滤器滤棒更换及维护
合成气中灰尘含量约 1- 2（最大 20）mg/ Nm3，该气体直接送往洗
涤塔 C- 1601。高温高压过滤器设置了反吹系统，利用 7. 87Mpa、
225Ⅳ的超高压合成气对滤芯进行反吹，以保证将过滤器的压降
控制在 0．03MPa 之内。高温高压过滤器过滤下来的飞灰通过
飞灰收集罐落入飞灰放料罐。
二、设备参数
138
2014 年 6 月
高温高压飞灰过滤器滤棒更换及维护
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
任吉利， 赵占彪 河南能源化工集团中原大化公司甲醇事业部 河南 濮阳 457004
化工管理 Chemical Enterprise Management 2014(18)
引用本文格式：任吉利.赵占彪 高温高压飞灰过滤器滤棒更换及维护[期刊论文]-化工管理 2014(18)
设计压力：4. 4MPa 操作压力：3. 96MPa
设计温度：380Ⅳ
操作温度：340Ⅳ
工作介质：合成气、飞灰、二氧化碳
主要部件材质：SA 182 G11 CL2+ 304L
三、施工前的准备工作
检查人孔：检查紧固件是否齐全、完好、无松动损坏，人孔密
封面及罐体密封面是否正常；
反吹管：反吹管有无积灰泄漏现象，反吹管线法兰有无腐蚀
位销钉有无弯曲、断裂；
S1501 A 1 人孔垫：Ｄ型缠绕垫: φ1732× 1648× 1588×
1548× 6. 4× 4. 5 304+ 石墨+ CS 1件；
V1501 A 2人孔垫：24＂600# 齿形垫 1件；
小管板垫片：B 型缠绕垫 944* 936+ 4. 5* 900 + 3. 2 304+
壳牌煤气化气化原理技术说明
壳牌煤气化气化原理技术说明
煤的气化是将煤转化为一种称为合成气的混合气体的过程。
这一步通常在高温和高压条件下进行，以使煤分解为一氧化碳和氢气等气体。
壳牌煤气化技术采用了先进的气化装置，如煤矿泡灰器和气化炉，并使用蒸汽和氧气作为气化介质。
这些装置能够确保煤在高温下充分气化，并生产高质量的合成气。
合成气的净化是将气化产生的合成气中的杂质去除的过程。
这一步通常使用一系列的净化设备，如洗涤塔、吸附剂和催化剂。
壳牌煤气化技术使用高效的净化设备，并通过物理和化学反应将合成气中的硫化物、氰化物和重金属等有毒杂质去除，以获得纯净的合成气。
壳牌煤气化技术具有以下优点：一是可以灵活地适应不同种类的煤和其他化石燃料。
二是可以生产多种化学品和燃料，如甲醇、合成油和天然气。
三是为能源转型提供了一种可持续的选择，因为煤气化过程中产生的二氧化碳可以被捕集和封存，减少对大气的排放。
高温高压飞灰过滤器的安装分析
高温高压飞灰过滤器的安装分析邢学松【期刊名称】《《化工中间体》》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】2页(P58-59)【关键词】高温高压; 飞灰过滤器; 安装技术【作者】邢学松【作者单位】同煤广发化学工业有限公司山西 037000【正文语种】中文【中图分类】T前言飞灰过滤器是壳牌煤气化装置除了汽化炉又一个关键组成部分。
但是对于这个关键部位的安装在实际生活中都会存在不同程度的问题，从而对使用产生影响。
因此，对高温高压飞灰过滤器的安装分析有着鲜明的现实意义。
1.组成结构当下工业生产过程当中所应用到的相关飞灰过滤器为一种通用类型，所以其实际组成部分十分明显。
是由外壳、标准管板、文丘里管以及反吹管等组成。
在实际的应用过程当中，设备的壳体部分是一个整体，但是会按照壳体实际作用情况将其分为上、下两个基础部分，壳体的上部分将会被应用来安装必要的过滤器系统，而其下部分则会被应用到贮灰之上。
在设备发展过程当中，内部的陶瓷过滤管也是一个重要的组成部分，而这个部分将会以48根为一个基础组合。
而这个部分也需要预先安置在现实的标准管板之上，接着再将专用吊装筒也进一步装入到标准管板之上。
最后则会应用文丘里设备将其扣在设备的管束之上并且将其与内部的反吹管进行连接。
2.装置的检验与运输流程(1)针对陶瓷过滤芯片的检验工作第一，陶瓷过滤生产厂家在开箱检验过程中，需要由专业代表、监理部门专业代表以及安装单位的代表人员共同检查，并且详细记录下检查的结果。
第二，陶瓷过滤芯片的存储方式比较特殊，需要放在温暖、干燥以及干净的地方进行保存，同时要保证存储空间的温度，以免出现霜冻的情况，在机器运输过程中要保持干净，防治灰尘和油污的污染。
第三，要使用适合的工具去打开包装箱的塑料袋子，主要过滤芯仍在箱子内部，就不能使用铁锤、凿子等工具，强行撬开箱子。
(2)运输陶瓷过滤芯的流程第一，需要具有充气轮胎的液压叉车进行运输，将过滤芯从仓库运输到与安装现场最近的地方，但是确保周围的安全性以及环境，要缓慢的放置下来，防止出现振动与碰撞。
SHELL煤气化飞灰输送过滤器滤芯断裂原因分析及改进措施
煤化工与甲醇化 工 设 计 通 讯Coal Cemical MethanolChemical Engineering Design Communications·8·第47卷第4期2021年4月过滤器是SHELL 煤气化装置中飞灰排放处理系统中的一个重要设备，位于飞灰输送相关罐体的泄放气体管线上，主要作用是过滤泄放气体的煤粉，满足气体排放环保要求。
在现有各项目的运行过程中，该过滤器有时出现滤芯断裂损坏现象，使泄放气体带灰，排放不达标，污染大气环境，严重时导致整个煤气化装置停车。
因此，分析泄压过滤器滤芯断裂的原因，制定出相应的改进措施，对提高煤气化装置的开车率和长周期运行具有很大意义。
1 过滤器使用工况简介过滤器是SHELL 煤气化装置飞灰排放1 500单元中的重要设备，从气化炉冷却器出来的粗合成气，经过飞灰过滤器进行气固分离后将过滤下来的飞灰输送至飞灰排放罐，经降压后再输送至飞气提/冷却罐进行气提降温，然后再输送至中间飞灰贮罐进行间歇式外排。
在这个过程中的每个飞灰罐都配有一台过滤器用于过滤掉泄放气体中的飞灰，使排放气体达到国家环保要求。
过滤器工作时还采用高压氮气对滤芯进行反吹再生，以保证过滤器滤芯恢复过滤效果，满足过滤器的长周期连续运作要求。
目前，过滤器均采用烧结金属滤芯，滤芯固定方式为管板悬挂式，过滤气体流向为下进上出。
2 滤芯断裂状况在多个SHELL 煤气化项目现场，尤其是开车初期，都出现过滤器滤芯断裂现象，在对滤芯断裂状况进行总结归纳后发现：滤芯的断裂状况大都相似，断裂部位大都在滤芯的根部、并且往往伴随有滤芯管体的弯曲现象。
图1是的过滤器滤芯断裂后的设备现场照片[1]，这很具有代表性，滤芯断裂后过滤器设备内部管板上积灰，滤芯间灰饼架桥，并有个别滤芯断裂脱落。
图2是典型的滤芯断裂照片，（a ）是一支没有出现裂纹但已经弯曲的滤芯，滤芯管体已弯曲得与管嘴法兰成一定角度，并且滤芯管体的弯曲不是直线弯曲，而是略带S 形弯曲，（b ）是完全断裂滤芯的残余管体部分，断口都在烧结金属管体上，有的断口比较毛糙、断面沿轴向参差不齐，有的断口比较平整，断口附近的管壁有外翻凸起现象。
Shell粉煤气化系统中高温高压过滤器应用注意事项
ｌ 流 程简 介
高温高压 过滤 器及其 相关 装置见 图 １ 。
系统 中主要 的 除灰装 置 ， 内装 ２ ４组 （ 每组 ４ ８根 ） 陶瓷滤棒 。此 陶瓷 滤棒 的微 孔仅 ５ ｍ， 过 滤后 经
的合成气 中微 尘 含量 通 常 ≤３ｍｇ ｍ 。Ｓ１０ ／ 一５ １的
ｃ ｏ ｓ ａ ｄ ｂ ｅ ｋ ｂ ｅ，ｉ ｉ ｆｔ ｅ ｕ ｍｏ ｔｉ ｏ ｔｎ ｅ ｔ ｉｔ ｉ ｌ ｈ ｏ ｓ ｉｕ ｎ ｒ ａ ａ ｌ ｔ ｓｏ ｈ ｔ ｓ ｍｐ ｒａ ｃ ｏ ｍａｎ ａ ｎ ｗｅｌｔ ｅ ｒ ｄ ．Ｐｏｎ ｓ ｆｒ ａｔｎ ｉ ｎ ａ ｅ ｉ ｔ ｏ ｔｅ ｔｏ ｒ ｓ ｍｍｅ ｐ ｆｒｔ ｅ ｒ ｄ ｎ ｏ ｅ ａ ｉｎ，ａ ｄ ａ ｃｄ ｎ ｎ ｈ － ｏ ａ ｄ ｉｇ ｕ ｄ ｕ ｏ ｈ ｏ ｓｉ ｐ ｒ ｔ ｏ ｎ ｃ ｉ ｅ ｔａ ｄ ｓ ｕｔｄ ｗｎ ｈ ｎ ｌ ． ｎ Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ Ｓｈ ｌ ｐｕｖ ｒｚ ｄ ｃ ａ ａ ｉ ｃ ｔｏ ｈ ｇ ｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｎｄ ｈｉｈ ｐ ｅ ｓ ｒ ｌｅ ｐ ｉ ｔ ｒ ｅｌ ｌｅ ｉｅ ｏ ｌｇ ｓｆ ａｉｎ ｉ ｉｈ－ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｇ ｒ ｓ ｕ ｅ ｆ ｔｒ ｉ ｏｎ ｓ
ｆ ｒａｔｎ ｉ ｎ ｏ ｔｅ ｔｏ
煤 经高 温 、 气化 反应后 ， 中大量 的灰分 高压 煤
以渣 的形式直 接 排放 至 除 渣工 段 ， 量 则 以 飞灰 少 形 式 随合成气 进入 后系统 。飞 灰的存 在对后 系统 的正 常工作存 在严 重 危 害 ， 因此 必须 将 其尽 可能 从 合成气 中分 离 出来 。
Ｐｏ ｎ ｓ ｆ ｒ Ａｔｅ ｉ ｎ ｉ ｅ ｏ ｉ ｈ－ ｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ ａ ｇ Ｐｒ ｓ ｕｒ ｌｅ ｉ ｔ ｏ ｔ ｎｔｏ ｎ Ｕｓ ｆＨ ｇ Ｔｅ ｒ ｔ ｒ ｎｄ Ｈｉ ｈ－ ｅ ｓ ｅ Ｆｉ ｒ ｔ
壳牌煤气化装置高温高压陶瓷过滤器断芯原因分析
２４ 仪表 故 障 ．
生 产运 行 过 程 中若 出 现 反 吹 阀故 障 ， 导 致 将
２ ４组反 吹 气 中 的某 组 或 多 组 不 能 正 常 工 作 ， 灰 飞 将 积 聚在 陶瓷滤 芯 上 ， 压 差 增 大 ， 使 当气 化 炉 负 荷 波 动 或反 吹 气 压 力 波 动 时 ， 有 可 能 吹 断 陶 瓷 滤 就 芯 。因此 ， 作 人 员 应 加 强 反 吹 阀 的 现 场 巡 检 和 操 维 护 ， 果发 现 某组 反 吹 阀 出现 不 动 作 的故 障 ， 如 应
的问题 。公 司采 取 的技改 措施是 以离 心式 Ｃ 缩 Ｏ压 机替 代现 有 的往 复式 Ｃ 缩 机 ， Ｏ压 以从 根本 上 解 决 反 吹气 带油 的问题 。 ２３ 水汽 系统 泄漏 ．
第５ ０卷
第 ５期
化 肥设 计
Ｃｈｅ ｉａ ｒｉｉｅ ｓｇ ｍ ｃ ｌＦｅ ｔ ｚ ｒＤｅ ｉ ｎ ｌ
０ｃ ． ｔ２０１ ２
・
２１ ０ ２年 １ ０月
３ ・ ３
壳 牌煤 气 匕装置 高温 高压 陶 瓷 过 滤 器 断 芯原 因 分析
张鸿 儒
（ 河南龙宇煤化工有 限公 司， 南 永城 河
２２ 反 吹气 含油 ．
面 ， 度达 到 ６ｍｍ， 障滤 芯 间 的飞 灰 形 成架 桥 。 厚 故
本次 滤 棒 折 断 的 主 要 原 因是 水 汽 系统 管 件 断 裂 ， 水 汽 泄 漏 ， 大量 的水 汽 带 入 干 法 除 灰 系 统 ， 致 将 导
飞灰 和水 汽 在 较 低 温 度 下 粘 结 ， 粘 结 在 陶 瓷 滤 并 芯上 ， 堵塞 了 滤 芯 筛 孔 ， 滤 芯 压 差 过 大 ， 致 滤 使 导 芯在 反 吹气 反 吹 时 折 断 。笔 者 建 议 在 日常 生 产 过 程 中要 严 密监 视 水 汽 系统 工 艺 参 数 和合 成 气 组 分
壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的使用与维护_李亚东
第48卷 第4期2010年8月化肥设计Che m ical Fertilizer DesignAug .2010生产技术壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的使用与维护李亚东,王可运(鹤壁煤电股份有限公司,河南鹤壁 458000)摘 要:介绍了壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的结构形式及作用;分析了其投用后存在的主要问题及原因;从设备安装、开停车、操作监控等方面简述了飞灰过滤器的使用方法及维护措施。
关键词:壳牌粉煤气化装置;飞灰过滤器;故障;使用;维护中图分类号:TQ 051.8 文献标识码:B 文章编号:1004-8901(2010)04-0037-04U sage andM aint enance f or H igh P ressure and H igh Te m perat ure Fly A sh F ilter of ShellPulver ized Coa lGasification P lantL I Ya -dong ,WANG K e -yun(H ebi Coa l E lect ricit y S tock C o mpany L td.,H ebiH enan 458000 C hina )Abstract :Author h as i ntrodu ced the struct u re typ e and functi on f or h i gh press u re and h i gh t e m perat u re fl y as h filt er i n Shell pu l verized coal gas ifica -ti on p lant ;h as anal yzed the ex i sted prob l e m s and reason after pu tti ng i nto operati on;and has b ri efl y descri b ed the app lication m ethod and m ai n tenance m eas u res for fl y as h filter fro m as pects of i ns t allation ,start-up and s hu t do w n and operation con trol and s upervision etc .K ey w ords :Shell pu l veri zed coal gas i fi cati on p l ant ;fl y ash filter ;fail u re ;usage ;ma i ntenan ce壳牌粉煤气化工艺采用气体激冷使合成气夹带的煤中矿物质固化,形成飞灰,为了充分进行气灰分离,壳牌粉煤气化装置设置了飞灰脱除单元。
壳牌煤气化飞灰过滤器滤棒故障的处理
壳牌煤气化飞灰过滤器滤棒故障的处理张寰【摘要】首先介绍壳牌煤气化飞灰过滤器滤棒的结构和功能,然后主要对壳牌煤气化飞灰过滤器滤棒故障的处理措施进行分析,进一步提高滤棒的质量,通过对滤棒故障原因分析后提出可行的处理措施.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2018(038)002【总页数】3页(P105-106,201)【关键词】壳牌煤气化;滤棒故障;处理措施【作者】张寰【作者单位】同煤广发化学工业有限公司,山西大同 037000【正文语种】中文【中图分类】TQ545引言壳牌煤气化是指在高温、高压的条件下，煤粉、氧气以及少量蒸汽进入汽化炉内发生变化的过程。
它在我国有着很广泛的使用范围，并具有碳转化率高、气体质量高等优点。
但是在发展的过程中仍然存在着不同程度的问题，本篇文章将对壳牌煤气化飞灰过滤器的结构和功能、过滤器滤棒故障原因以及处理措施进行思考分析，进一步提高生产质量。
1 壳牌煤气化飞灰过滤器的结构和功能壳牌煤气化的技术在我国应用的范围十分广泛，它产生了很大的效益。
在煤气化的工程中，其中飞灰过滤器是其中的重要设备。
在实际的生产生活中可以发现飞灰过滤器发生故障的几率比较大，要进一步提高生产的质量首先需要对壳牌煤气化的结构和功能有基本了解，接下来就具体对它们进行介绍。
1.1 功能在除灰的过程中，合成的气体会经过过滤棒的过滤使得其中的灰尘去除。
在经过过滤后的灰尘的量是要严格控制，一般每标立方中只能有20 mg。
1.2 结构过滤器是以管板为基础的过滤容器所组成的，过滤的容器处于一个悬挂的状态之中，这会使得上面的净化煤气和下面的原始煤气分离开来，使得工作的质量进一步提高。
过滤器内部的组成比较复杂，里面有较多的零件。
1.3 使用寿命较短过滤器的使用寿命比较短，这一方面会消耗一定的经费，另一方面也对于生产造成一定的影响。
过滤器在使用的过程中会受到一些外界因素的影响，比如因为温度较高使得过滤器发生一些问题，也会因为过滤器内部的一些零件的受损而使得整个过滤器不能再使用。
壳牌煤气化S1501反吹系统仪表维护经验谈
壳牌煤气化S1501反吹系统仪表维护经验谈郭明治【摘要】在某煤制油厂煤气化中心S1501反吹系统仪表维护过程中,为了减少高温高压反吹过滤系统装置正常运行的过程中出现的故障报警,影响装置生产波动,仪表维护人员通过长时间的生产维护经验的积累,针对阀门容易出现的故障问题进行认真分析,通过技术改造,直接减少了反吹系统的阀门故障误报警的次数,为日后的仪表技术人员处理故障提供借鉴.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2017(024)004【总页数】6页(P101-106)【关键词】陶瓷滤芯;反吹扫阀;电磁阀;回讯器;PLC【作者】郭明治【作者单位】岳阳长炼机电工程技术有限公司鄂尔多斯分公司,内蒙古鄂尔多斯017209【正文语种】中文【中图分类】TH86某煤制油厂煤气化中心S1501脉冲阀反吹系统是德国PALL公司研发生产的一个高温高压飞灰过滤器设备，此设备处于工艺中的飞灰收集工序的顶端，过滤器将气化炉生成的合成气中的绝大部分粉尘（大于30um）滤掉，使合成气达到一定的标准后进入湿洗工序进一步洗涤和进入K1301激冷气压缩机用作激冷气。
1.1 作用S1501是一个高温高压的飞灰过滤器，能把煤与氧气在气化炉反应产生的生成的99%飞灰过滤干净。
1.1.1 组成部分首先是过滤系统部分，与反吹扫阀一一对应的存在着十五组陶瓷滤芯，每组陶瓷滤芯中又包括了48根陶瓷管，这些陶瓷管束与合成气中的飞灰直接接触，是过滤系统中至关重要的组成部分，他们的好坏直接关系到合成气的除灰成败。
这些陶瓷管束非常脆弱，当反吹出现故障时引起的陶瓷管附着的飞灰过多，将挤破陶瓷管甚至损坏整组滤芯，问题十分严重,造成装置停车。
过滤器原理图如图1所示。
1.1.2 执行设备其次是执行设备，15个吹扫阀门。
他们的动作命令来自于PLC发出的指令，指令控制阀上的电磁阀是否通电进而控制汽缸的进气方向来控制阀门开关。
阀门的开关控制着是否对过滤器进行反吹，来实现过滤的目的。
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第48卷 第4期2010年8月化肥设计Che m ical Fertilizer DesignAug .2010生产技术壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的使用与维护李亚东,王可运(鹤壁煤电股份有限公司,河南鹤壁 458000)摘 要:介绍了壳牌粉煤气化装置高温高压飞灰过滤器的结构形式及作用;分析了其投用后存在的主要问题及原因;从设备安装、开停车、操作监控等方面简述了飞灰过滤器的使用方法及维护措施。
关键词:壳牌粉煤气化装置;飞灰过滤器;故障;使用;维护中图分类号:TQ 051.8 文献标识码:B 文章编号:1004-8901(2010)04-0037-04U sage andM aint enance f or H igh P ressure and H igh Te m perat ure Fly A sh F ilter of ShellPulver ized Coa lGasification P lantL I Ya -dong ,WANG K e -yun(H ebi Coa l E lect ricit y S tock C o mpany L td.,H ebiH enan 458000 C hina )Abstract :Author h as i ntrodu ced the struct u re typ e and functi on f or h i gh press u re and h i gh t e m perat u re fl y as h filt er i n Shell pu l verized coal gas ifica -ti on p lant ;h as anal yzed the ex i sted prob l e m s and reason after pu tti ng i nto operati on;and has b ri efl y descri b ed the app lication m ethod and m ai n tenance m eas u res for fl y as h filter fro m as pects of i ns t allation ,start-up and s hu t do w n and operation con trol and s upervision etc .K ey w ords :Shell pu l veri zed coal gas i fi cati on p l ant ;fl y ash filter ;fail u re ;usage ;ma i ntenan ce壳牌粉煤气化工艺采用气体激冷使合成气夹带的煤中矿物质固化,形成飞灰,为了充分进行气灰分离,壳牌粉煤气化装置设置了飞灰脱除单元。
高温高压飞灰过滤器是飞灰脱除的核心设备,其是除气化炉之外,在壳牌粉煤气化装置设备投资中所占比例最大的关键工艺设备。
壳牌粉煤气化工艺引入国内以后,高温高压飞灰过滤器先后出现诸多问题,制约了装置的长周期稳定运行。
笔者拟结合生产实践,就高温高压飞灰过滤器的使用与维护进行如下论述。
1 高温高压飞灰过滤器的结构在壳牌粉煤气化工艺中,根据各煤气化项目煤灰含量的差异,壳牌粉煤气化各装置的过滤器规格略有不同,但其结构形式基本上是一样的。
以河南鹤壁粉煤气化装置飞灰过滤器为例,其主要由承压容器和内件两大部分组成,另外包括反吹气体环形管、阀门、仪表和控制装置。
圆柱形的过滤器外壳和锥形的飞灰收集罐共同构成承压容器,总高21.88m ,内径为5.7m,设计压力4.4MPa ,设计温度380e ,材料为Cr -M o 钢复合304L 。
过滤器内件包括模块式管板、承压板、文丘里管、气体分布器、陶瓷滤芯等部件。
主管板的结构设计为C r -M o 钢加304L 不锈钢复合,焊接在外壳壁上。
主管板上有24个圆孔,用于安装模块式管板。
1152根滤芯分为24组,每1组有48根滤芯并按三角间距布置安装在模块式管板上,滤芯的安装间距为100mm 。
滤芯材质为碳化硅多孔支撑骨架复合粘结1层高铝红柱石细过滤膜,滤芯尺寸为D o /D i @L =60/40@1520mm ,总过滤表面314.9m 2。
以管板为界,陶瓷过滤器滤芯垂直悬挂在过滤器管板上,以使原料气侧和上部洁净气体侧相互分开。
过滤器滤芯的布置见图1。
图1 过滤器滤芯的布置重大项目:河南省重大煤化工项目。
作者简介:李亚东(1976年-),男,河南夏邑人,1996年毕业于郑州工业大学化学工程与工艺专业,工程师,从事壳牌煤气化装置工艺技术及生产技术管理工作。
#37#2 飞灰过滤器的作用从合成气中除去飞灰是在飞灰过滤器中完成的。
从合成气冷却器出来的富含灰尘的合成气由底部进气管进入过滤器,经气体分布器进入4根上升管分布,含尘气体从滤芯过滤膜的外面向里进入,气体携带的飞灰颗粒被截留在滤芯的过滤膜外,纯净的气体自过滤器经净气管口进入过滤器的顶部。
沉积于滤芯外面的灰尘颗粒形成1层飞灰滤饼。
反吹气按与主气流相反的方向自里向外脉冲穿过滤芯,滤饼靠重力下落至飞灰收集锥体内。
滤芯反吹过程通常是同组滤芯同时完成,每组滤芯都由1个单独的管线自反吹气体缓冲罐(容器顶部环管)引至过滤器里的文丘里喷嘴,各组滤棒依据气流压差,定期按顺序反吹。
反吹频率取决于灰尘负荷、流经过滤器的气体流量。
文丘里管的工作像泵一样,吸入洁净气体用以清洗滤芯,部分反向喷射动能被转换成压力,在过滤器元件腔体内产生的压力使过滤气流方向逆转,以克服过滤方向的压降并防止灰饼粘结。
文丘里喷射器使穿过每组滤芯横切面的气流对称分配,并沿滤芯均匀分布,通过半连续的排放系统将除下的飞灰排出系统。
经过飞灰过滤器过滤后的干净合成气的灰尘含量为1~2(最大为20)mg /m 3。
除灰系统的飞灰最大处理量为3.0kg /s ,按设备设计指标,其可接收最差煤种中约40%的灰含量。
3 飞灰过滤器的故障及原因过滤器运行故障的最终结果是滤芯堵塞或折断。
已投料运行飞灰过滤器故障通常有以下几种情况。
3.1 文丘里管振动颇尔(Pall)公司在2007年1月之前设计的反吹管较长,导致反吹管易偏心,反吹气喷射不正,反吹时文丘里管振动过大。
这种周期性的振动和温度变化导致固定螺栓疲劳失效,文丘里管倾斜歪倒,因此滤芯得不到有效反吹而损坏折断。
改进的设计是通过导向固定装置将反吹管口对正,并使用强度更高的法兰环将文丘里固定在主管板上,由此解决了文丘里管振动的问题。
3.2 反吹阀故障反吹阀故障的主要原因:¹电磁阀接线错误,接线断裂或未接线;º仪表风较脏,颗粒物将电磁阀内部堵塞,反吹阀无法操作;»反吹阀内部受到反吹气(合成气)的腐蚀,缺少保温和电伴热导致凝露和二氧化硫腐蚀;¼反吹阀缺少预防性维护。
上述反吹阀的故障并非阀门本身的质量问题,更多的则是阀门的操作和维护不当。
如果反吹阀出现故障,特别是当其无法开启时,反吹过程无法进行,滤芯则无法清洁。
若灰尘持续附着在滤芯上并最终形成滤棒间飞灰搭桥的时间超过1h ,滤芯就会因受径向力的挤压而导致滤芯断裂。
3.3 飞灰性质改变进入过滤器内的飞灰性质时常超出设计范围,尤其是灰尘的性质,如黏性和粒径分布出现偏差。
(1)煤质量超出范围,原料煤偏离设计煤种的要求较多,飞灰组成发生变化。
(2)非正常操作条件或气化炉内部损伤导致异常颗粒进入到过滤器导致滤芯刮伤,如负荷增加过快,激冷不够造成飞渣。
(3)气化炉反应不充分并产生异常灰分,例如残碳。
(4)蒸发的湿气或换热器泄漏,导致蒸汽部分凝结形成更黏的滤饼。
超出使用范围的飞灰导致滤饼无法从滤芯表面清除,将使滤芯表面和滤芯之间形成搭桥,有可能导致滤芯断裂。
3.4 反吹气不合格大部分壳牌用户使用8.0M Pa 的氮气/二氧化碳作为反吹气,也有厂家以湿洗塔出口合成气作为反吹气,反吹气不合格有如下情况。
(1)反吹系统的腐蚀。
合成气作为反吹气,出现了反吹阀以及部分管线的腐蚀,严重影响正常反吹。
(2)反吹气压力不稳定。
气化炉的激冷口吹扫和过热器十字架吹扫与过滤器滤芯反吹共用1个缓冲罐,同时用气时会使反吹气消耗过大,压力降低导致清洁效率低。
(3)反吹气质量超出使用条件。
往复压缩机含油的反吹气导致滤芯内部受到油污染,堵塞滤芯的孔道,反吹效率降低,清洁效果下降,滤芯收集到的飞灰无法有效被移除,进而形成搭桥。
这种情况下飞灰自身会不断积累,滤饼厚度逐渐增大,最终导致搭桥,搭桥后滤芯断裂的风险非常高。
滤芯间搭桥的情况见图2。
图2 滤芯间搭桥#38#化肥设计2010年第48卷3.5操作失误(1)工艺管路泄漏,导致火灾损坏反吹阀,阀门失灵,无反吹而导致搭桥。
(2)飞灰排放压力平衡时压差太大,导致平衡孔附近滤芯损坏。
4飞灰过滤器滤芯的维护4.1正确安装正确安装滤芯和内件,如小管板,文丘里管和定位板等部件。
(1)按照Pa ll公司的指导手册进行。
(2)使用Pa ll公司提供的原厂配件进行滤芯固定,以保证正确的配件能提供工艺需要的性能。
(3)更换滤芯时建议采用Pall公司的指导。
滤芯生产厂家颇尔(Pall)公司检测了一些使用过的滤芯样品,预期滤芯在不进行外部清洗的情况下寿命最低可达1.6万h,并可进行2次外部清洗,以延长使用寿命。
该预期寿命基于飞灰过滤器所有操作条件在设计工作范围内。
当需要更换滤芯时建议用一整套新滤芯代替旧滤芯,旧滤芯清洗后作为备用,用于下一个操作周期。
4.2正确开停车正确开车和停车,确保进入过滤器的合成气温度不低于其露点(200e),飞灰过滤器的正常操作温度>200e,与合成气直接接触的所有设备必须保持高于这个温度,以避免氯化铵冷凝腐蚀。
设备在操作中仅通过气流加热来保证这个温度是不够的,还必须使用伴热。
停车时,飞灰过滤器最好保持在80e以上,以避免湿含量使过滤器的滤芯渗透性不可逆转的下降。
另外推荐在第1个煤烧嘴运行约1h后,排放出第1次飞灰产品,因为开车时产生的飞灰会因量少而具有更好处理的特性。
4.3保证合适的工艺和操作参数(1)合成气流量、压力、温度应满足指标要求。
(2)生产操作所使用的煤和灰分特性在正常操作参数范围内。
(3)反吹气应干燥、无油、无颗粒物,其压力保证至少2倍于过滤器内部压力,最低可接受压力为1.8倍过滤器内部压力,且只能短时间操作。
4.4加强监控4.4.1过滤工艺流程监控(1)监控过滤器压差。
压差反映当前过滤器的状态,可向操作人员显示过滤器工作是否正常,操作良好的过滤器压差和合成气流量正相关。
(2)监控反吹间隔时间。
反吹间隔时间由过滤器的压差决定(PLC程序控制),PLC会根据程序更改反吹间隔时间,开车时建议的设定值是根据设计指标得到的,这些设定值可以根据实际运行的具体条件进行优化,错误的间隔时间将可能导致搭桥和滤芯损坏。