两段式气化炉操作手册

两段式气化炉操作手册

（激冷工艺）

西安热工研究院 2009.09.20

目 录

目 录 .............................................................................................................................................. 2 1.总述 ................................................................................................................................................. 11 2 设计基础 ........................................................................................................................................ 12 2.1设计范围 ................................................................................................................................. 12 2.2装置的组成及规模 ................................................................................................................ 12 2.2.1供料系统 .......................................................................................................................... 15 2.2.2气化系统 .......................................................................................................................... 15 2.2.3煤气净化系统 .................................................................................................................. 15 2.2.4初步灰水处理系统 .......................................................................................................... 16 2.3原料、产品、中间产品、副产品的规格 ............................................................................ 16 2.3.1原料煤种 .......................................................................................................................... 16 2.3.2干煤粉及CO2特性 ........................................................................................................... 17 2.4催化剂、化学品规格 ............................................................................................................ 18 2.5公用物料和能量规格 ............................................................................................................ 18 2.6性能指标 ................................................................................................................................ 19 2.6.1期望值 .............................................................................................................................. 19 2.6.2保证值 .............................................................................................................................. 20 3.工艺说明 ......................................................................................................................................... 22 3.1工艺原理及特点 ..................................................................................................................... 22 3.1.1工艺原理 ............................................................................................................................ 22

3.1.2工艺特点 ............................................................................................................................ 24 3.2主要工艺操作条件 ................................................................................................................. 26 3.3工艺流程说明 ......................................................................................................................... 28 3.3.1干煤粉浓相供料系统 ........................................................................................................ 28 3.3.2气化系统 ............................................................................................................................ 29 3.3.3 煤气净化系统 ................................................................................................................... 33 3.3.4 初步灰水处理系统 ........................................................................................................... 34

4 总体开车、停车 ............................................................................................................................ 35 4.1 通用检查 ................................................................................................................................ 35 4.2 预开车准备............................................................................................................................. 36 4.3 加热到“热备用”状态 ......................................................................................................... 38 4.4 煤烧嘴开车准备 ..................................................................................................................... 39 4.5 煤烧嘴开车到50％负荷 ........................................................................................................ 40 4.6 系统加负荷............................................................................................................................. 42 4.7 正常停车程序......................................................................................................................... 42 5 粉煤给料（U3200 ）系统 ............................................................................................................ 44 5.1 工艺控制 ................................................................................................................................ 44 5.2 安全保护 ................................................................................................................................ 44 5.3开车前准备与检查 ................................................................................................................. 45 5.4开车 ......................................................................................................................................... 47 5.4.1 32KS0001“干试”操作 ................................................................................................... 47 5.4.2 32KS0001运行装料 .......................................................................................................... 49 5.4.3 粉煤循环操作 ................................................................................................................... 51 5.5正常操作 ................................................................................................................................. 52 5.6 停车 ........................................................................................................................................ 52 5.6.1 长期停车 ........................................................................................................................... 52 5.6.2 短期停车 ........................................................................................................................... 55 5.7设备的启停操作 ..................................................................................................................... 55

5.7.1 粉煤过滤器S-3201A/B .................................................................................................... 55 5.7.2 S-3202A/B放料罐高压过滤器 ......................................................................................... 55 5.7.3 S-3203A/B高压氮气过滤器 ............................................................................................. 55 5.7.4 X-3200A/B、X-3203A/B管道吹扫器 ............................................................................. 55 5.7.5 旋转给料器 ....................................................................................................................... 56 5.7.6 螺旋输送机 ....................................................................................................................... 56 5.8 异常现象和事故原因、判断与处理 ..................................................................................... 56 5.8.1 粉煤架桥 ........................................................................................................................... 56 5.8.2 滤袋泄漏（S-1 201A / B ) ................................................................................................ 56 5.8.2阀门故障 ............................................................................................................................ 57 5.8.4 螺旋输送机、旋转给料机故障 ....................................................................................... 57 5.8.5 通气锥故障 ....................................................................................................................... 57 5.9 健康安全环保注意事项 ......................................................................................................... 57

6 煤气化（U3300 ）系统 ................................................................................................................ 58 6.1 开车 ........................................................................................................................................ 58 6.1.1 初始或检修后的开车（正常开车） ............................................................................... 58 6.1.2 短期停车后的开车 ........................................................................................................... 69 6.1.3 主要工艺控制 ................................................................................................................... 70 6.2 停车 ........................................................................................................................................ 79 6.2.1 长期停车 ........................................................................................................................... 79 6.2.2 短期停车 ........................................................................................................................... 81 6.2.3 紧急停车 ........................................................................................................................... 81 6.2.4 点火和开工烧嘴的停车 ................................................................................................... 82 6.3 机泵启停操作......................................................................................................................... 82 6.3.1 P3301 A/B/C 中压循环泵 ................................................................................................ 82 6.3.2 P3304A / B 热水泵 ........................................................................................................... 84 6.3.4 P3305 A/B 锅炉给水化学品注射泵 ................................................................................ 86 6.3.5 P3306 柴油泵 .................................................................................................................... 86 6.3.6 P3307 柴油泵 .................................................................................................................... 87

6.4 异常现象和事故原因、判断与处理 ..................................................................................... 88 6.4.1 点火烧嘴/开工烧嘴故障 .................................................................................................. 88 6.4.2 煤烧嘴点火故障 ............................................................................................................... 89 6.4.3 煤烧嘴跳闸／故障 ........................................................................................................... 89 6.4.4 煤给料管线通气设备／给料罐通气锥的结垢堵塞 ....................................................... 90 6.4.5 气化炉中过量蒸汽生成 ................................................................................................... 91 6.4.6 循环泵故障 ....................................................................................................................... 91 6.4.7 出渣口堵塞 ....................................................................................................................... 92 6.5 健康安全环保注意事项 ......................................................................................................... 92 6.5.1 气化单元安全环境特点 ................................................................................................... 93 6.5.2 气化单元健康安全环保注意事项 ................................................................................... 94 6.6 附录1：U3300盲板列表 ...................................................................................................... 94 6.7 附录2 ：有关程序的测试—“煤流量测量‖／氧阀开度的校正 ..................................... 96 6.7.1 程序33KS-001X 测试--“流量测量值”的校正 .......................................................... 96 6.7.2 N2/CO2气测试／氧阀开度的校正 ................................................................................. 101 7 除渣（3400）系统 ...................................................................................................................... 105 7.1工艺控制 ............................................................................................................................... 105 7.2安全保护 ............................................................................................................................... 109 7.3开车 ....................................................................................................................................... 112 7.3.1 初始或检修后的开车 ..................................................................................................... 112 7.3.2 正常开车或短期停车后的开车 ..................................................................................... 115 7.4正常操作 ............................................................................................................................... 116 7.5停车 ....................................................................................................................................... 117 7.5.1 长期停车 ......................................................................................................................... 117 7.5.2 短期停车 ......................................................................................................................... 119 7.5.3 紧急停车 ......................................................................................................................... 120 7.6设备的启停操作 ................................................................................................................... 120 7.6.1 P3401A/B渣池循环泵 .................................................................................................... 120 7.6.2 P3402A/B灰水泵 ............................................................................................................ 122

7.6.3 P3403A/B灰渣泵 ............................................................................................................ 123 7.6.4 特殊设备的启停操作 ..................................................................................................... 125 7.7异常现象和事故原因、判断与处理 ................................................................................... 125 7.8 调试和无料运行 ................................................................................................................... 127 7.8.1 清洗动作 ......................................................................................................................... 127 7.8.2仪表检查/校核，逻辑检查 ............................................................................................. 127 7.8.3试验动作 .......................................................................................................................... 128 7.7健康安全环保注意事项 ....................................................................................................... 130 7.8本单元盲版列表 ................................................................................................................... 132

8 湿法洗涤（3600）系统 .............................................................................................................. 133 8.1工艺控制 ............................................................................................................................... 133 8.2安全保护 ............................................................................................................................... 137 8.3开车 ....................................................................................................................................... 137 8.3.1 检查与准备 ..................................................................................................................... 137 8.3.2 正常开车 ......................................................................................................................... 138 8.4正常操作 ............................................................................................................................... 140 8.5停车 ....................................................................................................................................... 140 8.6设备的启停操作 ................................................................................................................... 141 8.6.1 P3601A/B洗涤塔循环水泵 ............................................................................................ 141 8.7异常现象和事故原因、判断与处理 ................................................................................... 143 8.7 调试 ...................................................................................................................................... 143 8.7.1清洗 .................................................................................................................................. 143 8.7.2 仪表检查/校正，逻辑检查等 ........................................................................................ 144 8.7.3 试验操作 ......................................................................................................................... 144 8.7健康安全环保注意事项 ....................................................................................................... 144 8.8本单元盲版列表 ................................................................................................................... 145 9 初步水处理（3700）系统 .......................................................................................................... 146 9.1工艺控制 ............................................................................................................................... 146

9.2安全保护 ............................................................................................................................... 149 9.3开车 ....................................................................................................................................... 149 9.3.1 检查与准备 ..................................................................................................................... 149 9.3.2 开车 ................................................................................................................................. 151 9.4正常操作 ............................................................................................................................... 153 9.5停车 ....................................................................................................................................... 154 9.6设备的启停操作 ................................................................................................................... 154 9.6.1 P3701真空闪蒸槽泵 .................................................................................................... 154 9.6.2 P3702真空泵开、停车程序 ........................................................................................ 156 9.6.3 P3703澄清槽底流泵开、停车程序 ............................................................................ 157 9.6.4 P3704泥浆泵开、停车程序 ........................................................................................ 158 9.6.5 P3705滤液泵开、停车程序 ........................................................................................ 160 9.6.6 P3706过滤机真空泵开、停车程序 ............................................................................ 161 9.6.7 P3707灰水槽絮凝剂加料泵开、停车程序 ................................................................ 163 9.6.8 P3708灰水槽泵开、停车程序 .................................................................................... 163 9.6.9 P3709灰水循环泵开、停车程序 ................................................................................ 164 9.7异常现象和事故原因、判断与处理 ................................................................................... 166 9.7健康安全环保注意事项 ....................................................................................................... 167 9.8本单元盲版列表 ................................................................................................................... 167 10. 操作控制 ................................................................................................................................... 167 10.1 主要控制指标和连锁值 ..................................................................................................... 167 10.1.1 控制工艺指标 ............................................................................................................... 167 10.1.2 主要报警和连锁值 ....................................................................................................... 168 10.2 安全连锁 ............................................................................................................................ 182 10.2.1 U-3200单元连锁 ........................................................................................................... 182 10.2.2 U-3300单元连锁 ........................................................................................................... 183 10.2.3 U-3400单元连锁 ........................................................................................................... 187 10.2.4 U-3600单元连锁 ........................................................................................................ 190 10.2.5 U-3700单元连锁 ........................................................................................................ 190

10.3 顺控说明 ............................................................................................................................ 191 10.3.1 煤给料顺序控制32KS-0001 ....................................................................................... 191 10.3.2 氧系统顺序控制33KS-0001 ....................................................................................... 197 10.3.2.1 开车步骤 .................................................................................................................... 199 10.3.2.2 停车步骤 .................................................................................................................... 202 10.3.3 点火烧嘴顺序控制33KS-0002 ................................................................................... 203 10.3.3.1 开车步骤 .................................................................................................................... 203 10.3.2 停车步骤 ....................................................................................................................... 207 10.3.4 开工烧嘴顺序控制33KS-0003 ................................................................................... 208 10.3.4.1 开车步骤 .................................................................................................................... 208 10.3.4.2 停车步骤 .................................................................................................................... 213 10.3.7敲击程序33KS0006 ...................................................................................................... 215 1.3.8气化炉吹扫顺序控制33KS0010 .................................................................................... 215 10.3.9 煤烧嘴开停车顺序控制33KS0011 ............................................................................. 220 10.3.9.1 开车步骤 .................................................................................................................... 222 10.3.9.2 停车步骤 .................................................................................................................... 225 10.3.10 煤烧嘴蒸汽加入顺序控制33KS0021 ....................................................................... 226 10.3.10.1 开车步骤 .................................................................................................................. 227 10.3.10.2 停车步骤 .................................................................................................................. 228 10.3.11烧咀氧管线泄漏试验顺序控制33KS0031 ................................................................ 229 10.3.12 排渣顺序控制 34KS0001 .......................................................................................... 234 10.3.13 排渣顺序控制 34KS0002 .......................................................................................... 239 11 故障与处理 ................................................................................................................................. 240 11.1 供氧故障 ............................................................................................................................. 240 11.2 氮气/二氧化碳系统故障 .................................................................................................... 241 11.3 下游装置故障 ..................................................................................................................... 241 11.4 循环水系统故障 ................................................................................................................. 242 11.5 动力电源故障原则 ............................................................................................................. 242 11.6 断仪表风事故的处理原则 ................................................................................................. 243

11.7 断工艺蒸汽事故的处理 ..................................................................................................... 244 11.8 断仪表电（220V 、110V ）事故的处理一般原则 ........................................................ 245 11.9 HP/LP BFW ......................................................................................................................... 245 11.10 研磨操作的原料 ............................................................................................................... 245 11.11 工艺用水（LP） ............................................................................................................... 245 11.12 废水 ................................................................................................................................... 246 12.安全 ............................................................................................................................................. 246 12.1 概述 .................................................................................................................................... 246 12.2 异常情况 ........................................................................................................................... 246 12.3 通过设计和施工使异常事故发生率为最小的措施 ......................................................... 246 12.4 确保安全生产的程序措施 ................................................................................................. 247 12.5 通过设计/施工和操作/检查使异常事故缓和和危险性降至最低的措施 ....................... 248 12.5.1设备的超压 .................................................................................................................... 248 12.5.2粉尘爆炸 ........................................................................................................................ 248 12.5.3“液体”物质起火和其它 ............................................................................................. 249 12.5.4有毒气体的释放 ............................................................................................................ 250 12.5.5不确定的气团爆炸 ........................................................................................................ 250 12.6 不同工段最合适的形式 ..................................................................................................... 251 12.6.1磨煤和干燥 .................................................................................................................... 251 12.6.2煤的加压和进料 ............................................................................................................ 252 12.6.3 气化系统 ....................................................................................................................... 252 12.6.4渣处理系统 .................................................................................................................... 252 12.6.5湿法洗涤系统 ................................................................................................................ 253 12.6.6 酸性灰浆气提、澄清、过滤 ....................................................................................... 253 12.6.7 公用工程 ....................................................................................................................... 253 12.7 进料和产品的安全、环境 ............................................................................................... 253 13.二段式气化工艺检查清单 .......................................................................................................... 258

13.1 开车记录检查清单 ........................................................................................................ 258

12.2 停车记录检查清单 ........................................................................................................ 263

1.总述

西安热工研究院有限公司煤气化工艺操作手册允许该煤气化工艺的使用者依据本手册的内容进行深化，制订出自己的培训文件，或者自己的操作规程。在煤气化装置调试、开车、初始操作期间，操作手册中的某些细节、专用术语、图表可以进一步修改、校正。

对整个装置的开、停车和紧急情况下的操作，是以在煤气化操作时，最普遍的工艺、控制为基础。 操作手册包含的内容：

安全措施 气化原理 正常操作 整体开/停车 紧急情况

单个工段的开/停车/事故处理

分析程序

单个工段叙述的是： 煤粉的加压和进料 气化 渣系统

煤气的激冷和湿洗系统

酸性灰浆汽提/澄清器系统

未叙述的系统有输煤和磨煤工段、下游的合成气处理和合成气的利用以及“特定的公用系统”（包括空分）。

2 设计基础

2.1设计范围

本项目采用的总体工艺技术路线为：以煤为原料，采用西安热工研究院有限公司的两段式干煤粉加压气化激冷工艺技术气化、一氧化碳耐硫变换、低温甲醇洗脱除酸性气体、甲醇合成、精馏，并配套建设硫回收、冷冻、甲醇罐区和公用工程等，年产30万吨甲醇装置。甲醇生产的整个工艺装置主要包括空分装置、煤气化装置、硫回收装置及甲醇装置等。

其中气化系统包括以下子系统：

喷嘴冷却水系统；

气化炉喷嘴系统，包括氧气的供应系统； 开工喷嘴和点火喷嘴系统，包括液体燃料系统； 排渣系统；

气化装置的蒸汽／给水系统。 煤气激冷和水洗系统 初步水处理系统

2.2装置的组成及规模

1．建设规模及装置公称能力：

本项目产品为甲醇，本煤气化装置产品为粗合成气

煤气化装置产气量: 71500Nm3/h (CO+H2)

2．煤气化装置粗合成气产品规格： 粗煤气产量：138628Nm3/h 装置界区温度：195.1℃ 装置界区压力：3.6MPa

4．气化炉和干煤粉浓相供料系统主要条件：

氧气压力 4.5MPa 氧气温度 30℃ 氧气流量 821 t/d

过热蒸汽压力 4.5 MPa 过热蒸汽温度 350℃ 过热蒸汽流量 91.2 t/d

气化炉操作压力 4.0 MPa 气化炉一段操作温度 1350～1500℃ 气化炉二段操作温度 1000～1300℃

干煤气流量 77354Nm3/h 湿煤气流量 138628Nm3/h （CO+ H2）流量 71500 Nm3/h 渣量 灰量 出气化炉煤气温度 出气化炉煤气压力 入喷嘴干煤粉压力 入喷嘴干煤粉温度 一段加煤喷嘴数 一段每个喷嘴加煤量 一段密相输煤固气比 二段减温水喷嘴数 二段减温水温度 二段减温水压力 5.1MPa二段每个减温水喷嘴流量 高压CO2气源稳定压力 低压CO2气源稳定压力 0.935 t/h 2.46t/h ～600℃ 4.0 MPa 4.4 MPa

80℃ 4 8906kg/h

5 kg煤 / kg CO2气体。 8 125℃

3440.5kg/h 6.5 MPa 0.8 Mpa

CO2气体温度 80℃ 5．装置每年操作时间8000小时。

2.2.1供料系统

气化炉总供煤量39583kg/h（干煤粉）

第一段供煤35625kg/h，分四个喷嘴炉内对喷供入，每个喷嘴供煤量8906kg/h。 密相输煤固气比为5 kg煤 / kg CO2气体。

在系统开车时，采用氮气输送，每个喷嘴的供煤量如上，密相输煤固气比为10 kg煤 / kg 氮气气体。

2.2.2气化系统

气化炉操作压力4.0MPa，日耗煤量约912t/d（煤按2%水分计算，干煤粉浓相供料系统按950吨/天设计）。第一反应区操作温度1350～1500ºC，第二反应区操作温度1100～1300ºC。

气化炉采用强制对流循环的方式进行热回收，总循环水量为800t/h，汽包操作压力为5.5Mpa。单元上水为锅炉给水泵出水，温度130℃，压力7.3Mpa；单元每小时产生5.4Mpa饱和蒸汽33t。

2.2.3煤气净化系统

净化单元操作温度207℃，操作压力3.8MPa，煤气流量148248Nm3/h，净化后煤气中粉尘含量<1mg/Nm3。净化单元即湿法洗涤系统包括文丘里洗涤器和填料洗涤塔。

2.2.4初步灰水处理系统

本系统主要对煤气化装置后的废水进行处理。

2.3原料、产品、中间产品、副产品的规格

2.3.1原料煤种

2.3.2干煤粉及CO2特性

干煤粉：

含水量 < 2%

粒度分布 < 100μm 100%

< 10μm 10%

CO2

含水量 < 5ppm（Vol） 纯度 >99.5%（Vol）

2.4催化剂、化学品规格

2.6性能指标

2.6.1期望值

本工艺包的工程保证指标如下： 1.气化性能指标：

2.运行

单炉连续运行周期≥60天

3.系统能力：H2+CO 产量：71500Nm3/h

4.出系统合成气中的尘含量不高于1mg/Nm3（干基）

2.6.2保证值

本工艺包的工程保证指标如下： 1.气化性能指标：

2.运行

单炉连续运行周期≥60天 3.环保要求

排放的废气符合《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996中的二级标准。

气化废水送废水处理站单独处理，处理后的废水应能达到《工业水污染物排放标准》GB14358-92的二级标准。水中的悬浮物符合《污水综合排放标准》GB8978-1996中的二级标准后排入废水处理装置。 工业噪声符合《化工建设项目噪声设计控制规定》（HG20503-92）和《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90

4.系统能力：H2+CO 产量：71500Nm3/h

5.出系统合成气中的尘含量不高于1mg/Nm3（干基）

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