航天炉工艺及主要设备参数 - 图文(4)

2020-03-27 19:09

粉煤流量:69Kg/s(max)二氧化碳流量:3.9Kg/s(max) 管道充12 X-1603 气器 操作温度:80℃;操作压力:5.1MPaG 设计温度:170℃;设计压力5.7MPaG烧结金属锥设计压差:1.0MPa 粉煤旋型号:RVA250最大出力:17 X-1606 转卸料2m3/h转速:24r/min 阀 尺寸:Φ600×2560,CO2流量:粉煤给2.1Kg/s(max)操作温度:80℃14 S-1604 料罐用操作压力:5.1MPa设计温度:过滤器 170℃设计压力:5.7MPaG 2 1700 Q345R +316L 2 200 C.S.304 2 1500 Q345R +316L 2.3、气化及合成气洗涤单元(1700单元)

2.3.1、任务

粉煤分三条煤粉管线进入气化炉的烧嘴。氧气经预热后先在混合器内按一定的比例与蒸汽混合,然后也进入烧嘴。煤粉与氧气在炉膛内发生部分氧化反应,生成合成气的主要成分为CO和H2。在激冷室,合成气被激冷并被饱和,熔渣迅速固化。出气化炉的合成气再经文丘里洗涤器和合成洗涤塔用水进一步润湿洗涤,炉膛内气化反应的部分热量,通过水冷壁产生中压饱和蒸汽回收热量。

2.3.2、工艺流程

由空分生产出的氧气(5.0MPaG、25℃)进入氧气缓冲罐。氧气由氧气缓冲罐出来先进入氧气预热器E-1709,被中压汽包循环水加热到180℃。预热后的氧气进入氧气/蒸汽混合器X-1721。

汽包副产的中压饱和蒸汽(5.4MPaG、270℃)先通过蒸汽电加热器E-1701过热至300℃,然后进入蒸汽过滤器S-1703以确保没有铁锈颗粒(>10μm)进入不锈钢的氧气管道中,然后按蒸汽与氧气的比例控制(通常对应于每种煤是固定的比例,一般取H2O/O2:0.5~0.1,根据具体项目和煤种变化)送入氧气/蒸汽混合器进行混合,混合器(4.1MPaG、197℃)去粉煤烧嘴A-1701.

从粉煤给料罐下部三个充气锥送出来的粉煤(4.7MPaG、80℃)进入粉煤加料器X-1701A-F,由调节阀17FV-1101/1201/1301控制粉煤质量流量,该阀主要由氧气/煤比例控制(一般为O2/C:0.6~1.0),并参照合成气中的二氧化碳(一般为5.0~16.0V%,干基)或者甲烷(<500ppm)的含量进行调节。由调节阀17FV-1102/1202/1302控制加入粉煤加料器的二氧化碳(开车时为氮气)(5.1MPaG、100℃)的流量来调节粉煤悬浮速度。然后悬浮粉煤(4.1MPaG、80℃)去粉煤烧嘴。

在开车和停车时,悬浮粉煤可通过三通阀17XV-1108/1208/1308循环至低压的粉煤贮罐。

粉煤和氧气/蒸汽混合器经粉煤烧嘴喷入气化炉F-1701气化炉中混合,进行部分氧化反应,反应在4.0MPaG、1500℃左右下进行,反应生成合成气,其主要成分为CO、H2、CO2以及少量的H2S、COS、N2、Ar、CH4等。未反应的呈熔融状态的灰渣与粗合成气一起进入均布激冷水的激冷环,合成气被激冷水冷却

并饱和后,向上穿过多层破泡条和旋流板分离器进行汽流分离,分离后的合成气由激冷室上部的合成气出口管线并加入喷淋后,导出去文丘里进一步洗涤;而灰渣被水激冷后沿下降管进入激冷室的水浴中冷却。熔融状态的灰渣经过冷却固化,落入激冷室底部,经破渣机H-1701破碎除去大块渣后排入渣锁斗V-1703.

激冷水进入下降管顶部的激冷环之后,一部分喷入高温气体,一部分均匀在下降管壁面先下流进激冷室,激冷室中的激冷水含有少量固体,在流量的控制下排出送到黑水处理系统的高压闪蒸罐对热量进行回收,并对水循环系统的固体含量进行控制。

粉煤烧嘴通过在其水夹套中通入冷却水来进行降温保护。粉煤烧嘴冷却水(4.5MPaG、150℃)流入烧嘴,出烧嘴时温度升高(4.0MPaG、155℃),送至烧嘴冷却水泵P-1702加压,经烧嘴冷却水过滤器S-1702过滤、循环进入粉煤烧嘴。烧嘴冷却水的补充为锅炉给水,其先经锅炉给水过滤器S-1704进入烧嘴冷却水缓冲罐V-1707,利用控制缓冲罐中水面上的压力,自动将锅炉给水补充至烧嘴冷却水循环系统中。

通过中压锅炉循环水泵P-1701将锅炉循环水加压打入气化炉水冷壁盘管内维持水冷壁盘管内大流量的强制水循环。管内流动的水吸收炉内气化反应热后部分汽化,流入中压汽包V-1702(3.8~5.0MPaG、269℃)在中压汽包内进行汽液分离,饱和蒸汽送至蒸汽氧气混合器,多余的蒸汽送到厂蒸汽管道,水去循环水泵。水的补充由锅炉给水总管送来,其流量受中压汽包液位控制。(正常操作中一定要保证蒸汽的压力高于氧气压力,)

开车时,首先点燃点火烧嘴的燃料气和氧气,然后点燃开工烧嘴的燃料气和氧气,对气化炉炉膛进行升温、升压,与此同时,利用开工引射器Z-1703抽出

烟气放空,一旦燃烧升温稳定及烟气氧含量<0.5%(超过1分钟)后可将烟气倒向火炬。气化炉在升温升压阶段待压力升至1.0MPaG,温度达到800℃后,可启动粉煤烧嘴控制程序。

锁斗循环系统的作用主要是将气化后的固体灰渣从激冷室定期排出,以保证气化炉的连续、稳定生产,固体灰渣主要是煤中的灰分高温熔融、冷却后生产的固体。

固体灰渣在激冷室底部,经破渣机(H-1701)破碎,经过两个锁斗阀(17XV-1613/17XV-1602)进入锁斗(V-1703)。两个锁斗阀中下面一个是锁斗阀为锁斗进口阀(17XV-1602),锁斗收渣期间内,该阀打开,接受激冷室中排入的灰渣,当锁斗排渣时,该阀关闭,从而周期性地将锁斗和气化炉隔开。固体灰渣除了靠重力排除,还通过锁斗循环泵(P-1704)帮助排渣。锁斗循环泵从渣锁斗顶部抽水,送回激冷室底部,从而建立了锁斗循环系统。固体进入锁斗后,大颗粒固体沿锁斗内部折流挡板沉降至锁斗底部。通常一个锁斗循环周期为25分钟。

锁斗一旦准备排渣,水循环线路中锁斗循环泵进口阀(17XV-1608)关闭,锁斗循环泵循环阀(17XV-1609)打开使锁斗循环泵自循环,关闭锁斗进口阀(17XV-1613),将锁斗与气化炉隔开,然后打开锁斗泄压阀(17XV-1605)由泄压管线向渣池进行泄压,并打开泄压冲洗水阀(17XV-1605)冲洗泄压管线中的固体,当锁斗压力降到0.18MPa以下时,关闭锁斗泄压阀,打开锁斗冲洗水阀(17XV-1604)进行锁斗冲洗。锁斗逻辑到排渣步骤,锁斗出口阀(17XV-1603)打开将锁斗内的渣排入渣池,为了加快排渣速度,在锁斗出口阀打开的同时锁斗充压阀(17XV-1607)也要同时打开。当锁斗冲洗水罐发出低液位信号后,锁斗出口阀、锁斗充压阀关闭。锁斗重新充水,当锁斗泄压管线上的高液位开关发出

高液位信号后,锁斗泄压阀、锁斗冲洗水阀关闭。当锁斗泄压阀、锁斗冲洗水阀关闭后,用洗涤塔给料泵(P-1806)送来的工艺水通过打开锁斗充压阀(17XV-1607),对锁斗进行充压,当锁斗至于气化炉压差小于0.18MPa,打开锁斗进口阀(17XV-1613),重新开始集渣循环,锁斗进口阀开启后关闭锁斗充压阀,打开锁斗循环泵进口阀(17XV-1608),关闭锁斗泵循环阀(17XV-1609),重新建立水循环。

渣排入渣池后,初始时隔离渣池两室的溢流阀(18XV-1001)保持关闭,固体灰渣降到刮板运输机上,通过刮板运输机把固体颗粒送出渣池装车,约5分钟后,溢流阀打开,较澄清的上部黑水流入渣池水仓内,用渣池泵送至真空闪蒸罐。

锁斗冲洗罐中的锁斗冲洗水,是由黑水处理系统灰水槽(T-1401)底部的汽提塔给料泵(P-1803)连续供给的。灰水由低压灰水管线进入锁斗冲洗水冷却器,灰水经过冷却降至45℃左右(为了防止在排渣时因锁斗内的高温(约74℃)而产生大量的蒸汽),冷却后的低压灰水进入锁斗冲洗水罐,加至高液位,其水量约为两个锁斗容积,此罐设置在相对于锁斗足够高处,以便有足够的重力流速。

在水系统循环中,由激冷水泵启动向激冷环供水进入激冷室,激冷室的黑水进入高闪再由高闪进入真闪,真闪系统启动水自流到真空闪蒸罐,真空闪蒸罐将水导至沉降槽,沉降槽液位加满后,水溢流到灰水槽内。建立了灰水槽与沉降槽的液位后,便启动汽提塔给料泵将灰水槽中的灰水送至汽提塔(C-1801),汽提塔的水经洗涤塔给料泵送至洗涤塔。

饱和合成气从激冷室上部合成气管线导出进入文丘里洗涤器(Z-1702),在这里与洗涤塔给料泵P-1806来的工艺水混合,完全润湿夹带的固体颗粒,以便固体在洗涤塔中快速沉降。


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