万华化学(宁波)煤气化运行优化总结

WanhuaChemical(Ningbo)Co.,Ltd(宁波）有限公司万华化学万华化学（宁波）煤气化运行优化总结2016年11月8日邹杰目录一、万华化学企业介绍二、万华宁波煤气化装置改造成果三、万华化学煤气化最近两年的改进优化四、万华化学煤气化装置倒炉运行模式推荐Contents目录一、万华化学企业介绍二、万华宁波煤气化装置改造成果三、万华化学煤气化最近两年的改进优化四、万华化学煤气化装置倒炉运行模式推荐ContentsOCNCH2NCOCH2NCOnn=0,1,2,3……纯MDIMDI-100、MDI-50聚合MDIPM-200、PM-2010等OCNNCOCH2主要产品分子式万华产品及用途产品用途保温建筑材料、胶黏剂等人造皮革、氨纶等交通运输1.1万华化学企业介绍-产品北京：万华化学（北京）有限公司烟台：万华化学集团股份有限公司上海：上海万华科聚化工科技发展有限公司宁波：万华化学（宁波）有限公司万华化学（宁波）容威聚氨酯有限公司香港：万华化学（香港）有限公司广东：万华化学（佛山）容威聚氨酯有限公司万华化学（广东）有限公司成都：万华化学（成都）有限公司（筹建）美国：MDI项目筹建处万华产业布局匈牙利：博苏化学有限公司（BorsodChem）1.2万华化学企业介绍-产业布局2003年8月8日，项目正式开工建设；2005年11月，一次投料试车成功；2008年10月，二期MDI项目开工；2010年12月，二期项目全面建成投产；……位置万华化学（宁波）有限公司介绍时间节点万华宁波工业园园区关联企业1.3万华化学企业介绍-万华宁波简介目录一、万华化学企业介绍二、万华宁波煤气化装置改造成果三、万华化学煤气化最近两年的改进优化四、万华化学煤气化装置倒炉运行模式推荐Contents2.1多喷嘴煤气化扩能情况万华化学（宁波）煤气化装置，采用“四喷嘴”煤气化技术，炉径3200mm，设计单炉进煤量1000t/d，氧气50000Nm3/h，操作压力6.5MPa，两开一备，项目投产于2010年10月。设计有效气总量140000Nm3/h，CO-27万吨/年，17500Nm3/h;H2-3.5万吨/年，平衡最大产能54000Nm3/h;CH3OH-20万吨/年；液NH3-8万吨/年。万华化学（宁波）煤气化装置，采用华理四喷嘴煤气化技术，炉径3200mm，单炉进煤量1400t/d，氧气65000Nm3/h，实现有效气总量180000Nm3/h，CO-27万吨/年，30000Nm3/h;H2-7万吨/年，平衡最大产能108000Nm3/h;CH3OH-20万吨/年；液NH3-16.5万吨/年。扩能2.2多喷嘴煤气化扩能联产流程2.3多喷嘴气化扩能后运行数据2015、2016年煤浆浓度情况有效提升，带来产气率的提升：二、运行数据2015、2016年比氧耗数据：产1WNm3有效气耗氧量（Nm3/h），2016年氧气负荷62000-63000Nm3/h.二、运行数据4.0004.5005.0005.5006.0006.5007.0007.5008.0001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月煤单耗201520162015、2016年比煤耗数据：产1WNm3/h有效气耗煤量（t）（湿基统计）---2016年换算为干基约为550。2.4多喷嘴扩能改造后气化炉损耗数据炉砖•拱顶砖寿命：最长10761小时，平均10000小时左右；•筒体砖寿命：最长22000小时，平均20000小时左右；•渣口装寿命：最长10422小时，平均7000小时。烧嘴•整体寿命：最长使用89天，状态良好，平均70-80天；•中心氧寿命：三个周期更换•外环氧寿命：损耗很低，根据情况更换•外喷寿命：龟裂增大，深度3mm，根据情况更换。灰水系统•积灰：积灰情况与运行时间关系不大，关键是看排水线路通畅程度；•结垢：系统结垢可以满足两个烧嘴周期，连续运行180天没有问题。潜力•多喷嘴有很好的负荷提升空间，为产业链的优化提供了很好的基础；•多喷嘴烧嘴间隙对气化效率的影响不大，使烧嘴的使用寿命延长；优势•负荷操作弹性大60-125%，能够很好的应对产业链的波动；•烧嘴运行周期长；•炉砖寿命持续优化、延长，满足长周期运行的需要劣势•对抗煤灰黏温弹性差的煤，适应能力偏弱；---公司技术部采购粘温特性仪，根据情况提前试烧或掺混同时开展对助熔剂研究。建议：华东理工大学能够在改善煤黏温特性的方面做更深入的研究，开发出优于石灰石的助熔剂。2.4多喷嘴扩能改造后小结目录一、万华化学企业介绍二、万华宁波煤气化装置改造成果三、万华化学煤气化最近两年重要的改进优化四、万华化学煤气化装置倒炉运行模式推荐Contents3.1最近两年重点优化项目——锁斗排渣振动情况介绍项目背景：锁斗系统排渣10#关闭时，V0708到V0707的整条冲洗水管线强烈振动，管道会对五楼、四楼穿楼板部位产生撞击，气化框架的振动较大，同时管道内水击声音较大，现场噪音很大，给气化运行带来很大的安全隐患。这个状况从开车到2014年一直存在，只是程度的不同，虽然经过几次多次改进，但都收效甚微。2015年装置经过对振动源的检测和分析，找到了水锤的根本原因。从而从根源上解决锁斗振动的问题。3.2最近两年重点优化项目——锁斗振动原因分析锁斗振动的原因可以归纳为以下两个方面：（1）锁斗冲洗过程冲洗水瞬间流量大：锁斗冲洗水罐（V0708）直径2.8m、容积45m3，每一次排渣操作过程冲洗水罐（V0708）液位从90%降至10%，每次冲洗水量约30m3,冲洗时间26S，按此计算，冲洗的瞬间流量将达到4150m3/h，管道流速达到9.18m/s，远远超出给水管道高压给水流速2-6m/s的规定，所以在排渣阶段管道介质流速噪音偏大。这项是工艺固有特性，基本无法改变。（2）锁斗排渣过程结束点形成空穴的原因：锁斗内产生空穴的原因是进水、排渣管路的阻力降存在差异，而导致排渣流量大于进水流量。锁斗排渣分为进水、排渣两段管路，一段：锁斗冲洗水罐出口至锁斗入口管线配置一台切断阀（13#）、一台止逆阀、DN400管线25m、2个DN400弯头；二段：锁斗排渣至渣池，一台切断阀（10#），DN400管道7m。3.2最近两年重点优化项目——锁斗振动原因分析配置段阀门[3]止逆阀弯头管道合计当量长度m个Le=10D个Le=100D个Le=14D米Le=L1段14140211.2252588.22段1400007711表1：冲洗、排渣两段管路特性对照表（管件阻力降采用当量长度核算）公式符号描述计算公式一段管道二段管道ΔP阻力降Kg/cm2ΔP=S2*f*(Le/D)*(1/2*ρ*V^2)1.4494010.180764S21.2X10-50.0000120.000012f摩擦系数0.0130.013Le当量长度88.211D管道内径m0.40.4ρ介质在工作条件下的密度Kg/m310001000V介质在管道内的平均流速m/s9.189.18表2：基于范宁（Fanning）公式计算得出的管道阻力降从表1、表2中可以看到，锁斗冲洗水与排渣管线的固有阻力降远大于排渣管道，在同等条件下，排渣流量大于冲洗水流量，在排渣期间锁斗排渣流量仅受到排渣阀（10#）开关速度与排渣管线的管路特性影响。管路设计特性的因素导致在排渣结束时锁斗内产生空穴，所以解决问题的从两个方向入手：一是调整10#开关速度，来改变排渣速度；二是改变固有管路特性来改变排渣速度。3.1短期解决方案通过延长10#阀关闭的时间，来解决锁斗排渣流量大于冲洗量的现象，降低锁斗内产生空穴的概率，来解决振动问题。效果验证：通过对阀门开关速度的调整幅度是有限的，能够在一定程度上解决锁斗振动，不能彻底解决，通过延长阀门的开关时间也带来了阀门冲刷快的不良影响。该方案优点是见效快3.2长期解决方案在排渣阀（10#）后增加缩颈，改变固有管路特性的方法提高排渣阀（10#）排渣管道的阻力降，达到冲洗水量大于排渣水量的目的，避免锁斗内产生空穴，从而避免水击现象。效果验证：通过改造前后管道振动测量对比振动幅度大大降低，改造前锁斗弹簧支撑处垂直方向振值139mm/s,改造振值26mm/s。该方案的优点是投资小、见效快，解决彻底；缺点是该段管线材质、壁厚需要考虑冲刷，设计有足够的腐蚀余量，避免冲刷腐蚀。3.3最近两年重点优化项目——锁斗振动解决方案3.4最近两年重点优化项目——锁斗振动解决方案实施在下锁渣阀KV0710底部增加变径，DN400*300，变径处包焊加强。A系统未改造的振动值A系统改造过的振动值3.4最近两年重点优化项目——锁斗振动解决方案实施3.5最近两年重点优化项目——低压闪蒸汽取代S4供变换汽提项目背景：V0803低压闪蒸汽(0.25MPa)进V0804预热低压灰水，闪蒸汽量较多，有15t/h富余量，需要用循环水冷却后放空火炬。T0901\T09201为气提塔(0.12MPa)，用S4作为热源气提变换冷凝液，用量约6-7t/h。改造：V0804富余的低压闪蒸汽配管至T0901\T09201，取代S4，作为气提热源。项目投用后，低压闪蒸汽可正常输送至气提塔，气提各项参数运行稳定。改造成效：1、降低V0804热负荷，降低循环水用量约115t/h；2、节省T0901\T09201S4蒸汽用量；每年节省4公斤蒸汽6.72wt蒸汽3.6最近两年重点优化项目——灰水系统自动加药改造项目背景：708灰水系统，添加药剂为分散剂、絮凝剂，分散剂来料为桶装原液，需要人工配制稀释液，一天3罐，打到系统；絮凝剂为干粉人工配药，一天6罐，操作量大，同时因人工配药效果差，泵经常堵塞，絮凝剂用量大、灰水指标差。改造：新增分散剂原液罐和原液泵，直接向系统中加分散剂原液，降低人工配药操作量；新增一套絮凝剂自动配药装置，实现自动配药，可调节配药浓度和加药量。成效：1、每班次减少配3罐药的人工操作量；2、因加药方式改变，灰水水质好转，分散剂2015年用量较2014年用量降低40%；3、因自动配药效果好，絮凝剂用量，由原来5-6ppm灰水含量降低至2-3ppm灰水含量；4、灰水水质明显改善，悬浮物指标由100ppm左右，降低至30ppm左右，有效缓解了灰水系统结垢情况；3.6最近两年重点优化项目——灰水系统自动加药改造项目背景：现阶段706磨煤机正常运转过程中，加入大量各种废水，其中含有硝基酚氨、氨、甲醇、乙二醇、醚等有机物，煤浆出口温度大约55-60℃，大量热蒸汽从放空管线经过706磨煤厂房屋顶轴流风机排放至大气中，伴随着溢出蒸汽含有异味气体，散发在706厂房周围，气味极其严重，严重影响现场环境空气质量，对巡检、检修等造成工作人员造成影响。该问题也严重背离了万华化学安全环保理念。3.7最近两年重点优化项目——磨煤尾气净化改造3.7最近两年重点优化项目——磨煤尾气净化改造改造方案（项目正在实施）：在磨煤废气放空总管上甩头，增加废气处理流程：安装离心式风机、洗涤塔、换热器，用PW水洗涤废气后排放大气。洗涤塔H0601ABC风机离心泵水冷器CWRCWS流量计流量计AV20000m3/h，风压5kpa40t/h，扬程100m50t/h，入口60℃，出口35℃水系统3t/h30t/hPW3t/h目录一、万华化学企业介绍二、万华宁波煤气化装置改造成果三、万华化学煤气化最近两年重要的改进优化四、万华化学煤气化装置倒炉运行模式推荐Contents4.1煤气化装置倒炉运行模式万华宁波煤气化处于在产业链的最前端，整个产业链开停一次需要2-3天时间，损失非常大，所以，万华宁波生产运行理念奉行的安全第一、稳定第二、负荷第三的理念。万华宁波装置设计两开一备，目前采用单气化炉周期对应两个烧嘴周期的运行模式，该模式下可以延长气化炉检修周期，大大降低检修工作量。下表为倒炉计划表：气化炉123456789101112A开开修备开开换开修备开开B开开换开修备开开换开修备C修备开开换开修备开开换开根据我装置的运行经验，气化炉维持两个烧嘴周期检修一次（约140-