煤气化装置工程设计中安全环保技术应用

探讨 ， 希 望对 从事 煤 化 Ｔ行 业 ， 尤其 是 从事 水 煤浆 气化 装 置设 计 的人 员能 有所 启示 。
１ 装 置概 述
某公司的Ｇ Ｅ 水煤浆气化装置 ， 由磨煤 、 气化 、 灰水处理 ３ 部分组成 。磨煤 系统为 ２ 套； 气化炉系
统２ 套； 黑水 闪蒸部分为 ２ 套， 与气化炉系统一一 对应 ； 灰水处理系统共 用一套 。气化炉 ２ 开一备 ， 为激冷流程 ， 灰水闪蒸 为高压 、 低压 和 ２ 级真空闪
氧
爆 破 片
３ 关键 管 道材料 选择 ３ ． １ 氧气 管道
高 纯 氧气 的高压 输送 具 有较 大 的危 险 性 。根
高 氮气吹扫罐
据 欧 洲 Ｔ业 气 体 协 会 （ Ｅ Ｉ Ｇ Ａ） 的标准 ， 氧 气管 线 如 采用 ３ ０ ４ 不 锈钢 材 质 ， 氧气 压 力在 小 于 １ ０ Ｍ Ｐ ａ 时， Ｐ Ｖ ＝ ４ ５ ＭＰ ａ ・ ｍ ／ ｓ ， 本 装置 氧 气压 力 ６ ． ８ ＭＰ ａ ， 即流 速 限值 为 ６ ． ６ ｍ ／ ｓ 。 本ｌ 丁程 设 计 中 ， 从 空 分装 置到 气 化 装 置 的氧 气 总 管采 用 ３ ０ ４ 不锈钢 ． 最 高流 速 ４ ． ７
置在 工 程设 计 过 程 中 的一些 Ｈ Ｓ Ｅ相 关 问题 进 行 了
水 煤浆 气 化 装置 的安全 性 一 直都 是 人 们关 注 的重 点 ， Ｇ Ｅ在不 断 地 改进 。 国 内的煤 气 化 装置 用 户 也 在 气 化 装 置 运行 实 践 中 发 现 了很 多 问题 ， 并 提 出了改 进建 议 。本煤 气 化装 置 在设 计 阶段 已经 根 据 已有 煤 气化 工 厂 的实 际 运行 经 验 和一 些 成熟 的改 进 建 议 进 行 了优 化 设 计 ， 着力 提 高水 煤 浆 气 化装 置 的 系统安 全性 ， 主要改 进如 下 。
安 全 技 术
．
氧 气 管线 、 水煤 浆 管线 进 行 吹 扫 和氮 气保 护 ， 保 证
而 引起 激 冷 水 流 量 不 足 时 ， 紧急 联 锁停 车 。这 些
增加 了气 化 炉本 质安 全 性 ， 在开 、 停工和故障时气化炉系统 的安全 。本气化 安 全 联锁 措 施 的引 入 ， 强 化 了对气 化炉 系统 的安 全保 护 。 装置在设计时采用 Ｇ Ｅ对 超 高 压 氮 气 系 统 的最 新 ２ ． ３ 烧嘴 冷却 水 系统 改进 改 进… ， 新、 老 超高 ， 乐系统 的对 比见 图 １ 、 图２ 。 本 装 置 在设计 中对 烧 嘴冷却 水 系统 改 进 主要 有２ 项： 一是 为烧 嘴冷 却水 贮槽 和烧 嘴冷却 水 分液 罐 增 加 了氮 封 ； 二 是在 烧 嘴 冷 却 水 分液 罐 上 设 置
图１ ＧＥ 原 高压 氮 气系统
ｍ ／ ｓ ， 满足流 速限值的要求 ， 应该是安全的 。但气 化 炉 附近 的 氧气 管线 上 ， 装有 氧 气 流量计 、 限流 孔
板 等 节流 元件 ， 以及 氧气 管线 上 包 含 的控 制 阀 、 手 动 阀等在 开关 操 作 时 ， 局部 流速 会 高 于 ６ ． ６ ｍ ／ ｓ ， 因 此 气 化 炉 炉 头 附 近 的 氧 气 管 线 和 管 件 采 用 普 通
核煤 工 况 用 于装 置 最 大 能力 设 计 ， ２ 个煤 种 和 ２ 个
自２ ０世 纪 ８ ０ 年 代 末 我 国引 进 第 一 套 德 土古 水煤 浆 加 压 气 化装 置 以来 ， Ｇ Ｅ公 司 的水 煤 浆 气化 装 置 已有 ４ ４ 套 在 中 国落 户 ， 在 运 行 装 置 的煤 处 理
专用高压 氯气 缓 冲罐 两门 ｉ 氯气吹 扫罐
蒸组成的４ 级 闪蒸 系统 。
２ ． １ 超高压氮气系统改进 超高压氮气用于开 、 停 车， 对气化炉和炉头的
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ０ ３
作者 简介： 曲友 方 ， 毕业于辽宁石油化工 大学， 现 为 中国石 化 南京 工 程有 限公 司工 艺 系统 室工 安 全 Nhomakorabea 健 境
安 全 技 术
２ ０ １ ３ 年 第 １ ３ 卷 第 １ ０ 期
曲友 方 ， 裴 志
（ 中国 石 化 南 京 工程 公 司 ， 江苏南京 ２ １ １ １ ０ ０）
摘
要： 从 工 程设 计 角度 ， 对 水煤 浆 气化 装 置
作煤 ， 一种是校核煤 。操作煤是正常的设计煤种 ，
能力 为 ３ ６ ０～ １ ５ ０ ０ ｔ ／ ｄ， 压力 为 ２ ． ６ ～ ８ ． ７ ＭＰ ａ 。经
工况 共 同决定 了该 气化 装 置最 终 的流 程 配 置 和装
置能 力。 ２ 工 艺安全 方 面的 改进
过３ ０ 多年 的 ＿ Ｔ厂 实 际运行 ， 积 累 了大 量 的操作 、 运 行 和 管 理 经 验 。本 文 就 某 公 司 Ｇ Ｅ水 煤 浆 气 化 装
该 气 化装 置 采 用 ２ 个 煤 种进 行 设 计 ， 一 种 是操
程师 ， 从事化工设计工作 。
＠ Ｓ Ａ Ｆ Ｅ Ｔ Ｙ Ｈ Ｅ Ａ Ｌ Ｔ Ｈ ＆ Ｅ Ｎ Ｖ Ｉ Ｒ Ｏ Ｎ Ｍ Ｅ Ｎ Ｔ
２ ０ １ ３ 年 第 １ ３ 卷 第１ ０ 期
友力 ‘ ， 等 ． 煤 气 化 装 置 ： Ｉ ： 设 计 安 伞 环 保 技术 应 用
校 核煤 是极 端 情 况 下 的最 差煤 种 。设 计 Ｔ 况 有 ２
在 工 程 设 计 过 程 中安 全 环 保 技 术 应 用进 行 了探 索， 为水 煤 浆 气化 装 置安 全运 行提供 保 障。
关键词 ： 煤 气化 装 置 安 全 环 境 保 护
个， 一是 １ ０ ０ ％操作煤 工况 ； 一是 １ ０ ０ ％校核煤 ＿ 丁 况。１ ０ ０ ％操 作 煤 工况 用 于工 艺流 程设 计 ， １ ０ ０ ％校