GE水煤浆气化闪蒸系统运行维护

GE水煤浆气化水系统稳定运行与节能工艺改造张延斌;李义科【摘要】针对GE水煤浆气化水系统稳定运行,从煤质、三剂(助熔剂、絮凝剂、分散剂)、高低压灰水、激冷水、设备运行状况及闪蒸系统性能等影响气化水系统稳定运行的有关因素出发,研究这些因素如何影响气化系统的运行,如何改进这些影响因素,着重从工艺路线优化和水处理设备改造两个方面提出相应的对策及改造措施,确保GE水煤浆气化水系统的稳定运行,进而保证气化系统的安稳长满优运行,节约水资源的同时也给企业带来较大的经济效益;其次从煤气化过程需要解决的迫切问题——如何实现能量的高效转化和合理回收方面研究气化水系统循环过程中显热的回收和利用;最后创新性提出关于气化系统水质优化方案,不断优化气化系统,不断提高设备运转率和装置的运行周期.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】4页(P48-51)【关键词】水煤浆;节能;工艺优化;经济效益【作者】张延斌;李义科【作者单位】内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TQ050.70 引言煤气化技术的发展已经有一百多年的历史，它大致经历了三个发展阶段：第一代是早期的多以块煤和小粒煤为原料的煤气化技术，包括各种常压固定床(移动床)、流化床(沸腾床)和气流床气化技术。

第二代是目前已经实现工业应用或正处于小试、中试、示范阶段的各种加压气化技术。

如Shell气化、Texaco气化等[1]。

第三代是仍处于实验室研究阶段的更先进的气化技术，如煤的催化气化技术、煤的等离子体气化技术、煤的太阳能气化技术等。

美国德士古发展公司(Texaco development corporation)受重油气化的启发，最早开发出了水煤浆气化技术。

水煤浆是一种新型的低污染液态煤炭产品，既具有煤炭的物理化学特性，同时还具备石油的流动性和稳定性，其燃烧效率高、污染排放量低、节能环保效益显著，且便于管道输送，是石油原料的理想替代燃料，也是前景光明的洁净煤技术之一[2]。

［收稿日期］２０２０ ０４ ０２ ［修稿日期］２０２０ ０４ ０７［作者简介］孟祥南（１９８９—），男，辽宁锦州人，助理工程师。

ＧＥ水煤浆气化装置优化改造总结孟祥南，高志刚（神华包头煤化工有限责任公司，内蒙古包头　０１４０１０）［摘　要］某煤制甲醇企业ＧＥ水煤浆气化装置有６套煤浆制备系统（五开一备）、７套煤气化系统和渣水处理系统（五开二备）、１套低压灰水系统。

针对近几年ＧＥ水煤浆气化装置在气化原料煤配比、高压煤浆泵入口管线、烘炉燃料气管线、灰水系统、蒸汽采暖伴热系统、研磨水池、气化炉合成气出口取温点、洗涤塔合成气出口压力点、气化炉锥底砖、沉降槽等方面存在的问题，在原因分析的基础上采取了相应的优化改造措施，解决了系统存在的问题，为气化装置的安、稳、长、满、优运行打下了基础。

［关键词］ＧＥ水煤浆气化；气化原料煤配比；高压煤浆泵入口管线；烘炉燃料气管线；灰水系统；蒸汽采暖伴热系统；问题描述；优化改造［中图分类号］ＴＱ５４６　［文献标志码］Ｂ　［文章编号］１００４－９９３２（２０２０）０６－００１２－０３０　引　言某煤制甲醇企业气化装置有６套煤浆制备系统（五开一备）、７套煤气化系统和渣水处理系统（五开二备）、１套低压灰水系统，满负荷运行时（ＣＯ＋Ｈ２）产量５３０ｋｍ３／ｈ。

气化装置采用ＧＥ水煤浆加压气化工艺，以水煤浆和纯氧为原料，采用气流床反应器，在高温（１３５０℃）、高压（６ ５ＭＰａ）、非催化条件下进行部分氧化反应，生成以ＣＯ和Ｈ２为有效成分的粗合成气，粗合成气经增湿、降温、除尘后送下游净化系统，系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生与循环使用的目的，产生的粗渣及细渣则送出界区。

以下对本气化装置近几年来关键的优化改造情况作一总结。

１　气化原料煤配比优化１ １　问题描述气化装置自２０１９年５月原料煤全部使用Ａ煤矿煤后，甲醇产量较高，利于增产增效，但Ａ煤矿煤粘温特性差，煤灰流动的临界温度（温度操作空间）只有不到±１０℃，导致气化炉操作难度大，排渣不畅，不得已只能在高温区操作，对气化炉炉砖的冲蚀非常严重，并导致氧气用量增加近５％，氧耗上升明显，而且即便在高温区操作，炉渣在气化炉燃烧室底部低温区的流动仍然不佳，气化炉排渣不畅，威胁气化炉的安全运行；出气化炉的粗渣、煤灰中含有针状晶体，其在气化系统内沉积聚合，导致沉降槽出口管线、闪蒸灰水系统管线、锁斗系统管线均发生了不同程度的堵塞；煤灰中ＣａＯ含量较高，导致气化炉炉砖冲蚀严重，筒体和渣口砖使用寿命缩短；气化灰水硬度持续飙升，从正常时的７００ｍｇ／Ｌ升至１３００ｍｇ／Ｌ，灰水系统内结垢加剧。

GE水煤浆气化操作规程编写：陈广庆冯长志赵旭清审核：李美喜仇庆壮审定：董忠明批准：石集中新能能源公司气化车间二○○八年十二月目录第一章：工艺说明 4一、岗位任务 4二、岗位管辖范围 4三、工艺原理7四、工艺流程8五、联锁说明15第二章：工艺参数34一、重要设计数据34二、正常操作数据38三、仪表报警值及联锁值38第三章：操作规程39一、开车391原始开车（第一套气化系统开车）392正常开车（第二套气化系统开车）643倒气化炉系统654短期停车后开车655长期停车后开车65二、正常操作651正常维护操作652加减负荷操作66三、停车671 正常停车（第一套气化系统停车）672 正常停车（第二套气化系统停车）74 3长期停车（大修停车）764紧急停车76四、事故处理78第四章：安全与环保91一、人身安全91二、设备安全92三、环保92附录：92表1.设备一览表92表2.安全阀一览表92表3.工艺参数控制报警连锁一览表92图1.GE水煤浆气化工艺流程图 129第一章工艺说明一、岗位任务气化岗位是把煤浆制备工序生产的合格水煤浆与空分装置生产的氧气（纯度＞99.6%）在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成份的合成气，经增湿、降温、除尘后送入下游变换工序；同时，将系统中产生的黑水送入闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，产生的粗渣及细渣送出界区外。

二、岗位管辖范围岗位的管辖设备：序号设备名称设备位号数量（台）备注1 气化炉R1201A/B/C 32 洗涤塔T1201A/B/C 33 研磨水槽V1105 14 烧嘴冷却水槽V1201 15 烧嘴冷却回水分离罐V1202A/B/C 36 事故烧嘴冷却水罐V1203 17 激冷水过滤器V1204A～F 68 气化炉密封水罐V1205A/B/C 39 消音器水封罐V1206A/B/C 310 锁斗冲洗水罐V1207A/B/C 311 锁斗V1208A/B/C 312 渣池V1209A/B/C 313 高压氮气贮罐V1210A/B 214 集渣池V1211 115 高压闪蒸罐V1301A/B/C 316 高压闪蒸分离器V1302A/B/C 3序号设备名称设备位号数量（台）备注17 低压闪蒸罐V1303A/B/C 318 真空闪蒸罐V1304A/B/C 319 第一真空闪蒸分离器V1305A/B/C 320 第二真空闪蒸分离器V1307A/B/C 321 除氧器V1309 122 沉降槽V1310 123 灰水槽V1311 124 滤液地下槽V1312 125 絮凝剂槽V1314A/B 226 分散剂槽V1315 127 研磨水槽搅拌器X1105 128 氧气消音器X1201 129 工艺烧嘴X1202A～D 430 预热烧嘴X1204A/B/C 331 开工抽引器X1205A/B/C 332 抽引器消音器X1206A/B/C 333 文丘里洗涤器X1207A/B/C 334 破渣机X1208A/B/C 335 渣池搅拌器X1209A/B/C 336 絮凝剂混合器X1301 137 真空过滤机X1302A/B 238 真空闪蒸抽引器X1303A/B/C 339 絮凝剂槽搅拌器X1305A/B 240 沉降槽搅拌器X1307 141 磨煤机给水泵P1104A/B 242 烧嘴冷却水泵P1201A/B 243 锁斗循环泵P1202A～F 6序号设备名称设备位号数量（台）备注44 渣池泵P1203A～I 945 激冷水泵P1204A～F 646 集渣池泵P1205A/B 247 惰性气体真空泵P1301A/B/C 348 沉降槽给料泵P1302A～F 649 低压灰水泵P1303A/B/C 350 沉降槽底流泵P1304A/B 251 真空闪蒸冷凝液泵P1305A～F 652 洗涤塔给料泵P1306A/B/C 353 水环真空泵P1307A/B 254 滤液地下槽泵P1308A/B 255 絮凝剂泵P1309A/B 256 分散剂泵P1310A/B 257 刮板输送机M1201A/B/C 358 烧嘴冷却水冷却器E1201 159 灰水加热器E1301A/B/C 360 高压闪蒸最终冷却器E1302A/B/C 361 废水冷却器E1304 162 第一真空冷凝器E1306A/B/C 363 第二真空冷凝器E1307A/B/C 364 开工冷却器E1308 165 真空抽引器冷凝器E1309A/B/C 3岗位管辖范围包括火炬系统及上述设备相关的管道、阀门、调节阀、仪表、电动机和其它各种设备所属附件。

GE水煤浆气化装置优化改造及总结发布时间：2022-03-24T08:37:09.648Z 来源：《科学与技术》2021年9月25期作者：张军兵[导读] 本文从某工厂GE水煤浆气化炉的实际生产运行情况出发张军兵（国能包头煤化工有限责任公司，内蒙古包头 014000）［摘要］本文从某工厂GE水煤浆气化炉的实际生产运行情况出发，结合水煤浆气化炉在运行中存在的一些不足，搜集材料、整理数据、讨论论证、加以改造，并将改造情况及改造后取得的效果进行详细介绍，从高压煤浆泵入口缓冲罐、煤浆大槽C内壁、分散剂泵出口缓冲罐、添加剂泵改型、研磨水槽厂房异味等方面着手，细致介绍了上述设备在运行中存在的问题，在原因分析的基础上采取了相应的优化改造措施，取得了可喜的成果。

［关键词］GE水煤浆气化直三通下部进料下部出料限流孔板0 引言某气化装置采用美国 GE公司水煤浆加压气化技术，以煤和氧气为主要原料，在6.5MPa（G）压力下进行部分氧化反应，生成以 CO、H2、CO2为主要成份的粗煤气，经增湿、降温、除尘后，送至下游装置进行变换、净化处理。

同时，将系统中产生的黑水送入四级闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，产生的粗渣及细渣送出界区外。

某气化装置有 6 套煤浆制备系统（5开 1 备）；有 7 套煤气化系统和渣水处理系统（5 开 2 备），针对近年来在高压煤浆泵入口缓冲罐，气化煤浆大槽C内壁，渣池顶部工作环境，分散剂泵出口缓冲罐，添加剂泵改型，研磨水槽厂房异味，等方面存在的问题在原因分析的基础上采取了相应的优化改造措施，解决了系统存在的问题。

１高压煤浆泵入口缓冲罐改造１１问题描述原有高压煤浆泵入口缓冲罐的Y型三通，煤浆是先进入缓冲罐后在进入高压煤浆泵，煤浆逐渐的将缓冲罐内的空气带走，当缓冲罐内空气不足时，缓冲罐就起不到缓冲的作用，最终导致缓冲罐晃动剧烈，入口管线随之也振动加剧，对生产带来风险。

该项目改造前高压煤浆泵在运行一段时间后，入口缓冲罐就开始晃动，只能通过架子杆进行固定，并且高压煤浆泵入口管线振动较为剧烈，焊缝及管线经常出现拉裂情况。

墨翌苎全苎叁墨［全苎！塾垫查丝竺茎查±垒堡墨苎！坠关于优化水煤浆气化闪蒸系统运行的几个问题王伟｛山东充矿集匝鲁南化肥厂气化分厂膳州市２７７５２７）摘要叙述了黑水闪蒸系统操作需要注意的几个问题，提出了黑水闪蒌系统技术改造方面的几点思潞关键词闪燕操作技术改造｝工艺操作方面１．１要稳定闪蒸罐的液位操作闪蒸罐的操作，主要是利＿ｌ＿Ｉｊ闪蒸罐的分离空间，在黑水进入闪蒸罐以后，冀水被闪蒸罐内的黑水入口挡板折流后，在下落的过程中黑水的压力突然Ｆ降，黑水的温度远远高于操作压力下黑水的饱和蒸气压，属于过饱和液进料的蒸发操作。

黑水处丁二剧烈的沸腾状态，黑水迅速地蒸发，产生大最的水蒸气。

如果闪蒸罐的液位过高，闪蒸罐内液面上方的分离空间就要相对减少，黑水下落的水瀑就会减短，黑水下落的时间就会缩短，就要影响黑水中水蒸气的蒸发，不利于闪蒸的操作。

另一方面如果闪蒸罐的液位过高。

闪蒸气夹带的黑水最就会比较多，在闪蒸气进入换热器时，黑水就会以液膜的澎式覆盖在换热器的管柬表蕊。

由于液膜的传热阻力根火，对挟热器的换热效果影响很大。

对闪蒸操作十分不利。

但是闪蒸罐的液位也不是越低越好，该液位要高过闪蒸罐的锥底，以取得较大的液面，这也是有利于闪蒸罐蒸发操作的一个方面。

１．２要稳定闪蒸系统的压力闪蒸系统的操作属于蒸发单元操作，在闪蒸操作过程中存在着气液两相平衡的问题，要尽可能多地蒸发出闪蒸气．就要尽可能及时地把闪蒸气移走，降低闪蒸罐液面上方气相的压力．促进蒸发操作的进行。

具体地可以从以Ｆ几个方面着手：（１）要保证换热器冷凝液排放管线的畅通。

（２）要稳定闪蒸罐换热器后面的压力闪蒸分离器的液位，保证分离液的及时排放。

（３）要维持闪蒸系统的压力在规定的范嗣内。

禁止系统超压。

（４）要保证换热器中冷却介质：高压灰水的供给量，以满足［ｑ蒸气冷凝的需娈。

Ｉ．３要稳定沉降槽的操作沉降槽的操作主要是一个重力沉降的阀题。

稳定沉降梢的操作一是要保证有足够的排放量，＿二是要维护好刮泥机的运行。

水煤浆气化关键设备运行问题及处理措施摘要：在煤气化过程中会生成硫化物、氮化物和氯化物等腐蚀性介质，对煤气化装置的设备和管道产生严重危害，影响装置的长周期稳定运行。

水煤浆气化技术已成为煤气化技术的典型代表，具有对煤种适应性强、碳转化率高和整体热利用率高等优点。

水煤浆气化工艺采用煤、氧气( 或空气) 为原料，经气化反应，将其转化为 CO 和 H2为主要组分的粗合成气。

关键词：水煤浆；气化设备；运行1、引言水煤浆是一种应用广泛的煤基液态清洁燃料，通常由质量分数 60%~70%的煤，30%~40%的水，配合少量辅助药剂制备而得。

由于其具备和石油类似的良好的流动特性和燃烧效率，在管道运输、储运以及燃烧方面体现出较强的性能，最早被视作一种高效的“代油燃料”，可替代重油应用于电站的大型锅炉，替代柴油应用于中小型燃油锅炉以及作为合成气的原料等。

2、概述煤炭气化技术是现代煤化工的核心技术，主要有固定床、流化床、气流床气化技术。

多喷嘴对置式水煤浆气流床加压气化技术因煤种适应性强、技术成熟、系统效率高等优势得以广泛应用。

目前国内气化水煤浆普遍存在浓度偏低、流变性差、气化效果不理想等不足，影响了水煤浆气化炉效率，不利于企业降本增效和稳定生产。

现有水煤浆浓度大都在 60% 左右，通常情况下即使将水煤浆浓度提高 0. 5% 也很困难。

段清兵等结合传统制浆工艺和制浆原料性质，自主研发的低阶煤制备高质量水煤浆专利工艺技术，可将煤浆浓度提高 3%～5% 。

但是此法需要另外添置设备，增加了生产成本。

在原料煤种不变的情况下，另外一种提高水煤浆浓度的方式是提高添加剂性能。

水煤浆添加剂一般要求成本低、性能稳定、成浆浓度高。

目前国内市场中好的添加剂产品已能满足工业生产需要，综合评价国内工业添加剂产品已经处于国际先进水平，因此通过提高添加剂性能进而较大幅度提高成浆浓度已不太可能。

3、水煤浆气化装置工艺流程水煤浆气化装置主要包括水煤浆制备单元、气化单元、合成气洗涤单元、黑水闪蒸单元和黑水沉降单元等。

浅谈水煤浆气化炉锁斗运行与维护发布时间：2021-01-11T02:50:53.477Z 来源：《防护工程》2020年28期作者：刘平常宣魏海军[导读] 同时影响着气化炉激冷室的水质，极易造成气化炉黑水管线和合成气管线结垢堵塞，最终影响气化炉平稳长周期运行。

陕西延长石油榆林凯越煤化有限责任公司陕西省榆林市 719000摘要：水煤浆气化炉是一套两相并流的装置，该过程属于气流床并流反应，是一个复杂的物理和化学反应过程，水煤浆和氧气喷入气化炉后瞬间（5～7s）经历煤浆升温及水分蒸发、煤热解挥发、残碳燃烧气化和气体间的化学反应等过程，最终生成以CO、H2为主要组分的粗合成气，合成气通过下降管进入激冷室水浴，然后经上升管进入洗涤塔除去灰尘进入变换单元，粗渣和不完全燃烧的碳沉积在激冷室底部，最终通过破渣机进入锁斗系统。

气化炉锁斗系统的平稳运行直接影响着粗渣能否顺利排出系统，同时影响着气化炉激冷室的水质，极易造成气化炉黑水管线和合成气管线结垢堵塞，最终影响气化炉平稳长周期运行。

关键词：水煤浆气化炉；锁斗；堵渣；超温；振动1锁斗流程图1锁斗流程图1展示了锁桶的处理过程。

锁斗的集渣和排渣是一个包括增压和减压的交变压力循环。

集渣过程中，锁斗与气化炉激波室连接，压力保持在3.9 ~ 4.1mpa。

锁斗冲洗罐的补水为低压灰水，通过锁斗换热器进行冷却。

2锁斗堵渣锁斗系统的稳定运行是气化炉长周期运行的重要环节。

粗渣流动性差，易冷却积聚在设备口内;或在设备口处架桥，造成炉渣堵塞。

锁斗的煤渣阻塞会导致火山灰产生的熔渣气化炉无法顺利被删除,这将使气化炉的粗渣积累冲击,影响水质的冲击,最后导致严重的灰合成气的气化炉,并阻止合成气管道；同时，冷却室的粗渣会随着黑水管路流向闪蒸系统，造成黑水管路或闪蒸槽堵塞。

总之，锁斗运行不平稳会导致气化炉被迫关闭。

因此，及时检测和处理锁斗堵渣对维持气化炉正常平稳运行至关重要。

锁斗有两部分经常挡渣:1#锁斗设置挡渣阀，2#锁斗设置挡渣阀在挡渣桥或桥头，简称挡渣桥或桥头收集段;(2)锁斗与锁斗之间的排渣阀为堵渣或桥，简称排渣段堵渣或桥。

德士古水煤浆气化闪蒸系统稳定运行经验总结本文主要简述了德士古水煤浆气化装置闪蒸系统特点，分析在运行过程中存在负压不足、角阀磨损及阀门密封不严等问题，结合系统对这些问题的改造，对闪蒸系统的稳定运行经验进行了对应的总结。

标签：水煤浆气化闪蒸系统；故障改造新能能源有限公司水煤浆气化装置采用美国GE公司水煤浆加压气化技术，三台Φ3600mm气化炉，单炉日投煤量1500t，每小时产有效气量（CO+H2）29800Nm3，成立于2006年，位于鄂爾多斯达拉特旗新奥工业园区。

公司一期年产60万吨甲醇，于2011年达产达效，2017年年产78万吨甲醇，系统满负荷运行331.36天，有效运行时间348.25天，气化炉运行最长111天，气化炉平均运行周期87天。

GE水煤浆技术是把煤浆制备工序生产的合格水煤浆与空分生产的合格氧气在一定的工艺条件下进入气化炉内进行部分氧化反应，经增湿、降温、除尘后送入下游工序；同时，经系统中产生的黑水送入四级闪蒸系统进行闪蒸、沉降系统处理，以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的，流程简图如下：德士古水煤浆气化共分为煤浆制备、气化、闪蒸三个工段，而本文主要分析闪蒸工段。

本文中通过分析我厂在闪蒸系统运行中存在问题，并进行针对性改造，提高整个闪蒸系统的运行效果。

1 沉降槽底部排污易堵沉降槽是从黑水中分离出较干净的灰水和含固量高的灰浆。

黑水于沉降槽中心液面下连续加入，然后在整个沉降槽横截面上散开，液体向上流动，清液由四周溢出，固体颗粒在器内逐渐沉降至底部。

槽底部设有缓慢旋转的齿耙，将沉渣慢慢移至中心积泥坑，并用泥浆泵从底部出口排出至真空式过滤机进行固液分离。

当齿耙运行不正常是会导致水系统恶化，影响气化稳定运行。

通过对沉降槽齿耙进行改造，在齿耙末端增加强制干扰杆，从而使沉降槽内壁上形成强制扰流，时刻对沉降槽内部进行干扰，降低沉降槽内壁垢片的形成。

改造后，沉降槽内壁结垢形成速度大大降低，确保了沉降槽底部排污正常，进而提升了齿耙的稳定运行，保证了水系统正常运行，提高了系统的稳定运行。