PKM气化工艺操作与技术

PKM气化工艺操作与技术要点PKM加压气化炉简介1、在21#共设有五台原民主德国PKM加压气化炉，分两期工程，Ⅰ期三台气化炉，Ⅱ期两台气化炉，在正常生产负荷下，有一台处于备用状态2、PKM加压气化是一种自热式、逆流移动床生产工艺，我厂采用依兰长焰煤为原料，在2.8Mpa（表压）压力下，900℃～1000℃的温度条件下，用高压蒸汽和氧气为气化剂进行气化，生产粗煤气。生产的煤气经净化，一部分作为城市燃气，另一部分用于甲醇合成的原料气。PKM气化炉结构1、炉体采用双层夹套式外壳，夹套采用中锅水冷却，产生中压蒸汽，用作气化剂一部分。2、主要部件：煤锁，炉篦，灰锁，汽包，洗冷器，废热锅炉PKM优点和不足之处PKM优点：—生产的煤气，具有较高热值。—氧气耗量低，标准立方米煤气耗氧0.17346标准立方米。—采用逆流原理，热效率高，所以由气化炉排出的粗煤气和灰温度较低。不足之出：由于煤气中含有煤的干馏产物，从而使回收利用和消除环境污染的附属装置较为复杂。所生产的粗煤气不适宜做合成原料气（代用天然气除外）。因为煤气中的CH4组分及其同系物对于合成及加氢工艺属惰性组分，对生产不利。生产能力Ⅰ期—53395标Nm3/h时粗煤气（干基）Ⅱ期—61605标Nm3/h时粗煤气（干基）整个装置—115000标Nm3/h时粗煤气（干基）单台气化炉，粗煤气的能力为35000Nm3/h，当整个装置的负荷增加到120%时，干基粗煤气的总产量可达到138000Nm3/h。产品说明状态介质压力温度产量来源（Mpa）℃Ⅰ期Ⅱ期出处去处粗煤气2.7518053395Nm3/h61605Nm3/h气化炉后续工号废热蒸汽0.5-0.5515834478Kg/h39779Kg/h0060总厂管网组分分析水9-重量%灰26-重量%挥发分32-重量%固定碳33-重量%100-重量%生产过程基本原理煤的气化，在本质上是将煤由高分子固态物质转变为低分子气态物质。煤是一种固体化石燃料，与一般燃料比较，其元素组成中C、H比较高，将煤由固态转变为气态过程，也就是改变燃料C、H比结构的过程。气化剂参数中压蒸汽氧气操作温度操作压力操作温度操作压力正常400℃3.50Mpa（表压）40-100℃2.85Mpa最小400℃3.50Mpa（表压）40-100℃2.8Mpa（表压）最大420℃3.70Mpa（表压）40-100℃2.9Mpa（表压）气化过程主要反应1、碳的氧化反应：C+O2→CO2+393.8KJ/mol2、二氧化碳还原反应：C+CO2→2CO-221.1KJ/mo3、水蒸汽分解：C+H2O→H2+CO-131.5KJ/mol主要操作条件1、气化压力在PKM加压气化过程中，生产操作压力是气化工艺过程中的一个重要控制参数。气化压力对煤气组成，蒸汽消耗量，氧气消耗量，气化炉生产能力以及煤气生产率都有不同程度的影响。2气化温度对气化过程的热力学和动力学均产生决定性影响，生产证明提高操作温度是强化生产的最重要手段，可减少投资，降低成本。汽氧比不同的汽氧比，对煤气生产过程的影响主要有：在一定的热负荷条件下，水蒸汽的消耗量随汽氧比的增加而增加；氧气的消耗量随汽氧比增加而相对减少。随汽氧比的升高，水蒸汽的分解显著降低。汽氧比的改变对煤气组成的影响很大。汽氧比改变和炉内温度的变化对付产品的产率和性质也有影响。气化装置与其它装置（工号）联系1、空分：氧气、仪表空气、工作空气、无油氮气、低压氮气。2、电厂：高压蒸汽、低压蒸汽、高压给水、低压给水、电能由电厂供给3、备煤:原料煤接收灰渣。4、净化：粗煤气送往净化，接收净化23#、24#、25#、26#的废液，送至酚雨水池。5、32#：21#产生的酚水、焦油送往32#进行液态产品分离和副产品回收，21#所需部分酚水则由32#供给。6、水厂：新鲜水，生活用水，消防用水。7、机修分厂：为21#提供配件，协助21#部分设备的维修和保养。气化装置的岗位1、中控岗位：负责气化装置整体操作和控制2、巡检岗位：负责现场操作与巡检3、化验岗位:负责21#粗煤气成份化验和分析4、液压班组：负责液压中心、现场控制系统的操作与维护21#安全阀安全阀号地点工作压力安全排放压力数量（个）MPaMPa一期和二期SV06废锅后粗煤气管线2.752.9532SV02废热蒸汽管线0.5-0.750.8532SV004酚水站1.7-2.02.3公共2个SV005SV003高压蒸汽(冲压）3.0公共1个SV001气化剂管线2.75-2.953.032原材料单位指标针对单台气化炉粗煤气生产能力为35000Nm3/h而言，原材料有下列单位指标。1、煤单位需要量:bR=1.0kg煤/Nm3粗煤气2、气化蒸汽单位消耗量dS=0.857kg/Nm3粗煤气3、气化氧气单位消耗量：Os=0.1736Nm3/Nm3粗煤气,当O2为100%，Os=1.170Nm3/Nm3粗煤气。煤锁操作1、吹扫2、关下阀3、泄压4、加煤5、关上阀6、冲压7、开下阀气化炉开车步骤（一）检修结束确认后交工艺，班长确认盲板主操配合仪表做功能试验建立夹套、废锅液位、投废热蒸汽确认现场管线启动润滑泵（开车前，60分钟）旋风分离器投运（检查底部排放是否有水）气化剂管线预热、提压气化炉开车步骤（二）投加煤筐吹扫氮气、气化炉加满煤确认压力箱、灰锁吹扫氮气胶管拆除灰锁、煤锁阀门确认，投自产蒸汽管线补充蒸汽投洗涤酚水气化炉预热注意炉压的变化气化炉排粉煤或灰确认灰溜槽是否正常气化炉点火(O2:700H2O:4.2t/h)通知化验分析（30分钟取样分析）气化炉开车步骤（三）间断启动炉篦、排冷凝液切至开工煤气管线、釜底切至闪蒸罐釜底并网：0050-32#、0060-0240粗煤气管线排冷凝液（254导淋）第一次热紧（1MPA)15分钟提100负荷气化炉并网第二次热紧（2MPA)射源（已摘除或关闭）复位对气化炉进行全面检查通氧点火的前提条件：1）火炬顶部的温度测量点TT526指示超过100℃。2）气化炉压力不超过0.2Mpa（表压）。3）加煤筐N2吹扫量FT001300Nm3/h。4）煤锁温度TT505100℃。5）LIC411及LIC425液位正常。6）洗涤冷却器0050，废热锅炉0060釜底畅通。LSA410、LSA428低报出现。7）气化炉内加满煤，LSA406出现。通氧先决条件1）驱动蒸汽进入气化炉，FRCA0042.4t/h。2）密封无油N2送抵O2密封段，PIA207脱离“L3.5Mpa”。3）喷射器前的氧气TRA502脱离“H200”。4）送往自产蒸汽管线的吹扫蒸汽TRA527脱离“L300℃”。5）蒸汽管线上的电动阀YV900“关”。6）气化剂管线上的气动阀YV904“开”。7）没有紧急停车信号。点火过程中气化炉系统监测O2含量合格之前，煤锁禁止操作，防止煤锁发生爆炸。氧气量、蒸汽量、酚水量检查，偏差重新调节。洗涤冷却器、废热锅炉釜底焦油酚水通过料位测量自动排放情况。汽包液位LIC411、废锅液位LIC425是否正常。气化炉压力P218。汽包和气化炉压差PD390。气化炉的粗煤气出口温度T517。煤锁、灰锁、压力箱料位情况、阀位情况。旋转炉篦按要求启停，化验员及时上报粗煤气化验数据。监测气化炉各种工艺参数信号，工艺方面的要及时调整处理。其他专业的问题，配合处理气化炉预热时让操作人员观察气化炉YV914放空管的蒸汽量是否正常，预热结束后，再次观察是否正常。切换到冷煤气火炬前提条件1）氧含量手动分析连续4次，低于0.6%，并且呈下降趋势，最后一次低于0.1vol%。2）CO2含量应在25～30vol%之间。3）粗煤气出口温度TRSZA517180℃。4、调节器FIC004和FIC005在“自动”位置，并对流量进行最佳调节气化炉并网氧负荷为1400～1800标米3/小时。粗煤气中氧含量小于0.1vol%，CO2含量25—30vol%。粗煤气出口温度TRSZA517300℃。气化炉压力PRZA218≥2.75Mpa（达到粗煤气系统压力，粗煤气总管已投入进行或置换合格）。须对气化炉系统的参数的检查，无异常现象；现场对气化炉密封性进行检查，无泄露。保压停车气化炉的开车—不许有紧急停车信号。—气化炉保压停车时间不长于1小时。—粗煤气出口温度TRSZA≥300℃。—气化炉压力PRZA218≥2.6Mpa。—分析测量粗煤气中氧含量≤0.1vol%。—气化炉仍与管网相连。—吹扫蒸汽通过YV925送往压力箱。气化炉工况评价—煤的转化过程根据区域温度TT509~516、TRSZA517/518、（已烧坏）TRA507/508—粗煤气中O2和CO2含量分析。—灰中残碳量和灰的外观（颜色和块度）。—气化炉负荷。—粗煤气出口温度、灰锁温度、压力箱温度旋转炉篦停车1）手动停车。2）压力箱中的LSA412H。（料位）3）压力箱TRA524H2。（温度）4）气化炉紧急停车。5）LSA22402L2。（油箱油位）气化炉操作各阶段气化剂参数点火600Nm3/h—700Nm3/h并网1400Nm3/h—1800Nm3/h正常操作状态2200Nm3/h考虑夹套蒸汽3400Nm3/h设计值7000Nm3/h幅度值100Nm3/h负荷降低量10%驱动蒸汽最小量3t/h混合蒸汽最大量13.5t/h提高负荷步幅之间的最低时间差5—15分钟允许调节误差蒸汽±2.5%×i氧气±2.5%×i正常操作条件下给定的蒸汽/氧气比5开车时给定的蒸汽/氧气比6蒸汽/氧气比额定值与实际值允许误差0.2停车几种方式1、紧急停车信号2、控制电压中断3、计算机故障4、紧急停车按钮5、总停车按钮（事故开关）6、计划停车紧急停车系统测量点名称极限信号极限停车信号HIH2L1L2L2FRZA005O2量（Nm3/h）500L2FFZA006蒸汽/O2比6.5:14.5:14.3:1L2TRZA524压力箱温度℃380420H2PRZA200蒸汽压力（Mpa）3.33.1L2TRZA517粗煤气出口温度600650400350L2/H2TRZA520洗冷器后温度220250H2AIRSA801粗煤气中氧含量0.61.0H2AIRSA802粗煤气CO2含量32352520H2/L2PIRZA212气化剂压力2.852.95H2PIRZA218气化炉压力2.852.90H2PIRZA239仪表空气压力0.40.3L2气化炉停车检查表炉降负荷至10001、做PC225功能试验正常后停车，停车原因、时间通知总调停车2、通知现场关氧阀通过复位键对闭1、FI003/FI005手动置零锁阀门从新控制2、FI004约为2t/h\FC008约为5t/h1、全开FV256/257258,现场与控制室确认有流量2、关254，控制室开PC225缓慢泄压，注意炉压切至开工煤气管3、由2.75—2.0MPA30分钟，注意夹套液位，夹套压差线PC225缓慢泄压4、由2.0—0.3MPA需2个小时5、如检修需排料，则提转速将料排空，排煤时通知调度室0050由32#切B091\1.7MPA监测0050、0060排放是否正常0060由0240切B092、监测L455\L457高低报，PC280是否正常切至气化炉火炬1、缓慢开FV252/253,现场与控制室配合确认有流量同时0050、00602、关FV256/257/258切A33、L410是否正常，否则用吹洗酚水吹至低报1、关蒸汽阀气化剂总阀开放空气化炉停介质2、关灰锁冲压阀、泄压阀灰溜槽氮气阀关煤锁冲压、泄压氮气吹扫蒸汽自产蒸汽补充蒸汽LC411\LC425保持液位3、控制室开YV922、923、916、947防止存水，炉篦、刮板机断电粗煤气中O2超标原因—沟流现象发生。—火床偏斜。—O2纯度降低。