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鲁南化工气化装置提产情况及高负荷下运行经验李波兖矿鲁南化工有限公司YANKUANGLUNANCHEMICALSCO.,LTD.兖矿鲁南化工有限公司是兖矿集团下属全资企业，成立于2012年5月，由原兖矿鲁南化肥厂、兖矿国泰化工有限公司和兖矿国泰乙酰化工有限公司整合而成。鲁南化工占地3935亩，总资产102亿元，年销售收入60亿元。共有生产线12条，其中醋酸、尿素、甲醇生产线各2条，醋酐、聚甲醛、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁醇、复合肥生产线各1条。产品总产能280万吨，其中醋酸80万吨、尿素60万吨、甲醇56万吨、醋酸乙酯20万吨、丁醇15万吨、聚甲醛4万吨、醋酐10万吨、醋酸丁酯15万吨、复合肥20万吨。主导产品醋酸、甲醇为山东省名牌产品，尿素为国家免检产品、中国名牌产品。兖矿鲁南化工有限公司简介气化装置投入运行以来，车间不断深挖內潜，实施多项重大技改技措，不断提升气化炉运行负荷。2017年A/B气化炉相继完成拱顶加高项目，气化炉实现120%负荷以上运行。高负荷运行情况下，车间组织对各关键点进行攻关，确保系统不因负荷的提升而影响长周期运行，总结了很多运行经验。现阶段已完成炉内耐火砖的改造，有效增大了炉内的反应空间。其它配套改造完成后，气化炉运行负荷可提升至130%运行，将系统因低温甲醇洗而富裕氧气完全消化掉，进一步降低产品成本，提升企业效益。鲁南化工气化装置提产情况及高负荷下运行经验03040102近一年四喷嘴气化装置提产120%运行状况气化装置在高负荷下稳定运行措施气化炉提产130%负荷的技改实施结语01近一年四喷嘴气化装置提产120%运行状况气化车间现有四套四喷嘴气化装置和三台的德士古气化装置。1.两种气化装置都是全国第一套应用于工业生产示范性装置2.日投煤量可达到4000t/d以上3.碳转换率达到98%以上4.比煤耗575Kg/Nm³有效气，比氧耗365Kg/Nm³有效气5.有效气成分达到84%（球磨机系列）以上和83%（棒磨机系列）以上6.为煤气化领域输送和培养了大批专家和技术人才多喷嘴气化炉A#、B#炉2005年投料，C#气化炉2007年投料，D#气化炉2008年投料。A/B炉因是四喷嘴气化炉的第一套示范性装置，在设计的初期由于考虑其反应效果等因素，长径比过低，导致烧嘴喷出的物料到达拱顶部位后，流速依然很快，对耐火砖造成冲刷。C#、D#气化炉是在A#、B#气化炉的基础上进行比较好的完善炉型，长径比做了提高。。气化装置负荷情况2017年A/B气化炉相继完成拱顶加高项目投入运行，其负荷除特殊月份由于氧气供应问题，稍减负荷以外，一直维持在120%负荷运行。。气化装置整体运行情况在一年的运行过程中，四套气化炉系统共停车11次，其中计划内停车10次，包括配合新建项目并入系统开停2次，1次因外部电网问题非计划停车一次。气化装置整体运行比较稳定，基本实现了按照装置和公司整体生产实际情况进行计划开停，满足了公司整体生产布局的需要。。效能指标情况气化系统维持120%高负荷运行的前提下其各项效能指标未出现较大波动，始终保持稳定较高的水平。水煤气有效气成份保持84%以上，煤浆浓度平均高于60.5%以上。耐火砖和工艺烧嘴的使用寿命提产后，通过加大监控力度、优化工艺指标和实施多项有效的技改技措，气化炉耐火砖和工艺烧嘴的使用寿命均达到预期目标。耐火砖使用寿命均突破9000小时，烧嘴平均寿命突破100天以上。02气化装置在高负荷下稳定运行措施。煤种灰熔点控制和稳定。工艺烧嘴流速和系统压力的匹配。岗位人员的精细化操作小范围炉温变化依靠控制室煤种相对比较稳定的情况下，控制室操作人员最大限度的提高有效气成分同时兼顾炉温不能过高或过低。始终将炉温控制在合理范围内。炉温控制过高导致耐火砖寿命急剧减小，炉温过低造成渣堵对耐火砖也会造成严重损伤甚至出现跳车事故。所以判断炉温是至关重要的。大范围炉温和工况变化依靠现场渣样面对灰熔点突变，以及系统极端异常反映时，控制室不能作为单一参考点。必须借助现场实际渣样变化进行准确调节。因为现场渣样，在工况变化加大的情况下，反应是比较迅速的也是最直观准确的。往往当渣样发生变化时，系统指标刚刚向恶化趋势发展。及时调整完全可以避免发生继续恶化的局面。所以当前如何应对因煤种复杂配比或煤质变化，而发生灰熔点和煤种粘温特性的突变造成的工况恶化。就需要培养全员“看渣”的能力。要让他们知道不同工况下，渣样的变化是什么状态。需要我们技术人员，平时多收集不同工况下渣样变化形态，尤其是在试烧新煤种期间的变化，汇总成资料，对相关人员进行培训。炉温判断。完善看渣程序“看渣”程序要格式化和固定化，将不同层面人员看渣时间错开，避免出现长时间的空挡也是至关重要的。通过不断的强化，建立完整均衡的“渣样判断”体系，可以有效促进系统安全稳定运行，减少极端工况导致事故的局面。。停车时系统的稳定操作。避免出现烧嘴偏喷现象烧嘴偏喷的原因和危害。加大对原料煤的监管力度，从源头降低烧嘴偏喷的风险。高压煤浆泵易损件的维修和保养。严把烧嘴维修质量关，烧嘴维修各项资料齐全并及时归档。烧嘴装配尺寸测量验收做到精确多喷嘴D#气化炉是独立的一台炉子，大型设备都没有备车，这就要求在设备管理这块有更高的标准方可做到。在设备管理上，制定捞渣机长周期稳定竞赛，逐一提高运行周期及奖励额度，做到重奖重罚，提高员工包机组的责任心及自觉巡检频次。在工艺管理上，捞渣机机头设立巡检站、签到本、重点记录事项等，安装高清摄像头重点监控。强化对捞渣机的管理力度03气化炉提产130%负荷的技改实施。2018年净化节能升级改造项目建成投产后，公司生产装置运行方式、生产负荷发生改变，其中新建CO深冷分离装置替代西厂区CO制备装置，西厂区CO制备装置处于停车状态；低温甲醇洗产出的酸性气浓度增加、气量不变，造成亚砜因酸性气不足而处于停车状态，酸性气全部送至西厂区硫回收处理，因此将出现西厂区低压氧气和东厂区1.0MPa氧气出现富余，需对此部分富余氧气进行回收利用。在装置检修、优化运行后，特别是在气温较低、有利于空分装置运行的冬春季节，东西厂区空分装置存在约有8000Nm³/h高压氧富余，急需对其进行消化利用。实施背景。在不增加气化炉的条件下，要实现扩产的目的，需从气化炉的有效燃烧容积来着手的。由于气化炉的钢壳尺寸是固定的，那么扩产改造只能减少耐火材料的厚度度来考虑。经过与耐火砖制造厂家和水煤浆气化厂家的交流，通过减少耐火砖厚度可以实现提产的目的，且不会造成气化炉壁温超设计指标的现象。具体改造内容：将气化炉耐火砖全部拆除，按照减少耐火砖厚度后的容积重新设计每个部位的结构尺寸。耐火砖扩容改造。①炉膛内径增大②隔热砖增大（保证壳体在设计运行温度的范围内）③背衬砖减小④热面砖尺寸不变⑤拱顶砖结构尺寸保持不变，G1、G2、G3砖与K砖平滑过渡。尺寸变动。在单个烧嘴8000Nm³/h氧量下渣口气速控制在正常范围，由于气化炉提产后渣口气速增加，渣口砖的使用寿命将会缩短。所以需要对渣口砖结构进行改造。锥底砖结构变化改造前改造后。由于气化炉炉腔内径增大，相应的烧嘴长度尺寸缩短，根据负荷提升后介质运动特点，保障反应效果和磨损正常的前提下对喷头环隙尺寸稍作改动。四喷嘴气化炉工艺烧嘴改造。现阶段A炉耐火砖和烧嘴的改造已经完成，并且已经投入运行。因空分氧气的原因，还未提至130%负荷的目标值。但从气化炉壁温和系统各主要压差反应情况来看，明显优于未改造之前的状态。负荷的进一步提升，还是非常有把握的。具体实施情况下步我们将持续优化运行数据、充分挖掘系统潜力、做到高负荷长周期前期已经做到的一、已达到单炉年累计运行8380小时，单炉在线运行率高达97%。二、年内控制闪蒸清理一次，每次控制停到开车4-5天。三、年内控制不进炉检查，有效节省时间。四、多喷嘴烧嘴已达到周期150天以上。改造后负荷整体再提高10%，我们有信心将在前期已经做到的基础上再提升一个周期结语一种先进成熟的煤气化技术，生产能力强和生产效率高是基础，而能够真正的长周期安全高效的运行是其能够得到推广的根本。在不断提升负荷的前提下，四喷嘴气化装置的长周期运行的关键就是耐火砖、烧嘴寿命的延长。耐火砖和烧嘴可称之为“硬件”条件。这都需要系统的操作者能够真正具备驾驭系统的实力，时刻把握系统的关键点。而系统的关键点是随着系统运行周期延长和上下游系统变化而变化的。对待系统出现的问题的苗头能够及时处理和优化。从而不断延长四喷嘴气化装置运行周期。为企业创造最大的生产效益。谢谢！