殼牌煤氣化激冷氣壓縮機(jī)改造總結(jié)

竇云飛（河南省煤業(yè)化工集團(tuán),河南 濮陽(yáng) 457000）

殼牌煤氣化激冷氣壓縮機(jī)改造總結(jié)

竇云飛
（河南省煤業(yè)化工集團(tuán),河南 濮陽(yáng) 457000）

激冷氣壓縮機(jī)（K-1301）是煤氣化裝置中的關(guān)鍵設(shè)備之一，其作用是用于控制氣化爐反應(yīng)室的出口溫度，防止高溫及液態(tài)煤灰對(duì)氣化爐下游設(shè)備造成損害。并對(duì)氣化裝置高負(fù)荷生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸形成制約，而對(duì)于合成氣冷卻器入口處的十字架積灰情況，也存在較大影響。本文簡(jiǎn)述激冷氣壓縮機(jī)的工藝流程和存在的缺點(diǎn)，重點(diǎn)闡述對(duì)其進(jìn)行改造后效果。

激冷氣壓縮機(jī);氣化爐;改造

0 引言

激冷氣壓縮機(jī)使用氣化爐下游關(guān)鍵設(shè)備高溫高壓陶瓷過(guò)濾器（S-1501）與合成氣濕洗塔（C-1601）處理后返回并混合為200℃的合成氣經(jīng)過(guò)激冷氣壓縮機(jī)（K-1301）提壓后進(jìn)入氣化爐反應(yīng)室頂部（合成氣出口）的激冷段，將氣化爐反應(yīng)室產(chǎn)生并送出的1500-1800℃的合成氣激冷至850-900℃，同時(shí)將合成氣中夾帶的液態(tài)飛灰激冷至固態(tài)，防止其粘附下游換熱器表面造成換熱效率下降甚至造成換熱器堵塞、盤管由于高流速而磨穿等問(wèn)題。激冷氣壓縮機(jī)（K-1301）設(shè)計(jì)的正常流量為42.14Kg/S，最大流量為54.77Kg/S，激冷氣與合成氣比為1:1.0-1.25，電動(dòng)機(jī)功率為1200KW，壓縮機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)手段采用電動(dòng)機(jī)變頻器控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

1 裝置存在問(wèn)題的原因

激冷氣量不足，不能適應(yīng)高負(fù)荷運(yùn)行。以目前的激冷氣壓縮機(jī)所提供的激冷氣量，最多只能滿足氣化爐氧負(fù)荷的92-95%，而根據(jù)以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論是，在激冷氣壓縮機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下，氣化爐氧負(fù)荷在90%以上運(yùn)行7-10天后，就會(huì)因氣化爐合成氣冷卻器入口堵塞而被迫停車清理或在70%的氧負(fù)荷工況下運(yùn)行，這樣對(duì)裝置的運(yùn)營(yíng)狀況是極其不利的，而運(yùn)行在85-90%的氧負(fù)荷情況下，氣化爐合成氣冷卻器通常會(huì)在連續(xù)運(yùn)行40-20天時(shí)出現(xiàn)換熱能力不足，合成氣流通面積過(guò)小的情況，而最終結(jié)果也通常是停車清理合成氣冷卻器入口的積灰。

2 裝置合理的運(yùn)行狀態(tài)

根據(jù)此種情況，結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，得出了裝置本身較為合理的運(yùn)行狀態(tài)，即，在氣化爐80-85%的氧負(fù)荷下，可有效的防止或延緩合成氣冷卻器入口積灰的情況，在這種工況下，裝置運(yùn)行72天后停車檢查，氣化爐合成氣冷卻器入口未出現(xiàn)積灰的情況。但這樣的運(yùn)行工況則直接導(dǎo)致了下游的甲醇裝置實(shí)際產(chǎn)能的降低，裝置的整體運(yùn)營(yíng)成本增加，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行與總結(jié)，裝置運(yùn)行時(shí)極其不經(jīng)濟(jì)的。

通過(guò)制定新的壓縮機(jī)要求和商業(yè)談判，最終由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司中標(biāo)成套激冷氣壓縮機(jī)設(shè)備的制造和總成。

3 新老循環(huán)氣壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比分析

通過(guò)近期新循環(huán)氣壓縮機(jī)（K1302）運(yùn)行的數(shù)據(jù)與老循環(huán)氣壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比，分別以85%、95%、100%、106%進(jìn)行比較。

在同為85%負(fù)荷下，使用舊的激冷氣壓縮機(jī)20天左右，氣化爐合成氣冷卻器入口積灰的情況就會(huì)有所顯現(xiàn)，而使用新的激冷氣壓縮機(jī)對(duì)于該情況則不會(huì)出現(xiàn)，且對(duì)合成氣冷卻器入口溫度的控制程度上要明顯由于舊的激冷氣壓縮機(jī)，因此，在煤種的選擇上，新激冷氣壓縮機(jī)可以有更多的選擇。

對(duì)于95%的負(fù)荷，舊激冷氣壓縮機(jī)的劣勢(shì)已經(jīng)突顯，690-715℃的合成氣冷卻器入口溫度已經(jīng)令大多數(shù)的煤種止步氣化爐外，否則，隨之而來(lái)的便是其入口因液態(tài)飛灰粘結(jié)而造成的堵塞并最終導(dǎo)致停車。而新激冷氣壓縮機(jī)在該工況下仍未發(fā)揮滿功率，而合成氣冷卻器入口溫度仍然能夠得到有效控制。

在氣化爐100%負(fù)荷工況下，舊激冷氣壓縮機(jī)已不能滿足氣化爐激冷段出口乃至合成氣冷卻器入口的溫度要求，而在該情況下，極有可能造成合成氣冷卻器入口超溫進(jìn)而損壞設(shè)備的情況發(fā)生。而新激冷氣壓縮機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷人有余量，且合成氣冷卻器入口的溫度仍然能夠得到有效的控制。

氣化爐氧負(fù)荷106%是該裝置迄今為止氣化爐負(fù)荷最高的工況，在該工況下，舊激冷氣壓縮機(jī)不做考慮，對(duì)于新激冷氣壓縮機(jī)，其功率已基本達(dá)到滿功率，而合成氣冷卻器入口溫度仍在可接受的范圍之內(nèi)，但考慮到氣化裝置中的另一臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備高溫高壓過(guò)濾器的流通量則基本接近滿負(fù)荷，若再提高氣化爐負(fù)荷，可能會(huì)對(duì)高溫高壓過(guò)濾器內(nèi)的陶瓷濾棒造成影響，故，該負(fù)荷可視為驗(yàn)證新壓縮機(jī)性能的一個(gè)特殊工況，在正常生產(chǎn)中若達(dá)到該工況點(diǎn)，應(yīng)對(duì)氣化裝置中的其他關(guān)鍵設(shè)備的載荷進(jìn)行重新考評(píng)。

4 總結(jié)

從工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出，老壓縮機(jī)無(wú)法滿足氣化裝置實(shí)際的滿負(fù)荷運(yùn)行需要，同時(shí)過(guò)高的氧負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致十字架積灰，嚴(yán)重將對(duì)換熱器造成損壞。新壓縮機(jī)的投用對(duì)氣化裝置高負(fù)荷生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸得到有效突破，而對(duì)于合成氣冷卻器入口處的十字架積灰情況，也得到了有效的控制，從而使氣化裝置可以連續(xù)的高負(fù)荷生產(chǎn)，進(jìn)一步地降低生產(chǎn)能耗。

竇云飛（1984-），男，大專，單位：河南省煤業(yè)化工集團(tuán)，助理工程師，主要從事：與煤氣化相關(guān)的技術(shù)工作。