德士古气化炉带水原因分析和处理.doc

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1、德士古气化炉带水原因分析和处理作者/来源：王建军张敬忠张亮(山东兖矿鲁南化肥厂第二氮肥厂277527)日期：2001-8-16  气化炉带水现象在我厂试车和投产以来是一直存在的问题，即加入的激冷水远大于合成气饱和水蒸气带出和排出水的总量，但气化炉的液位仍维持不住，随着负荷由低向高增加，气化炉液位急剧下降，致使整个气化系统操作失控，无法提高系统负荷，而且时刻存在跳车的可能。现将相应的改造经验介绍如下。1 气化炉带水时的几种现象   气化炉带水时一般会出现如下几种现象：气化炉液位大范围波动；文丘里压差波动大，压差上升；洗涤

2、塔液位上升，进塔水量大幅度减小后，仍无法控制液位上升；支撑板温度下降；出气化炉的黑水减少，气体洗涤效果下降。2 原因分析   因气化炉操作压力较高，高温合成气由燃烧室经下降管进入激冷室迅速冷却，由于下降管和上升管组成的两相流上升环隙及折流挡板的设计，目的是在短时间、最小空间内达到高温气体冷却饱和水蒸气的初除尘，因此，存在以下问题，激冷室示意见图1。      (1)随着压力与负荷的增加，激冷室内热流强度增加，当其达到一临界值后，传热方式转为低效的膜状沸腾传热，随着变换能力下降，炉内体随之带走大量的水。   (2)气化炉

3、在高负荷运转条件下，气体流速增大，由设计值1.1m／s增大到1.6m／s，增加了带水的能力。在气化炉带水的情况下，班产合成氨由110吨降低到70吨左右。   (3)由于气化炉内下降管和上升管之间尺寸是与原始设计生产能力相对应的，生产能力加大后，两管之间的尺寸没有做相应的调整，容易在水汽过饱和状态下形成水团，被高速气流带走。   (4)当高温合成气经下降管在激冷室内瞬间冷却，气体和熔渣温度下降很快，熔渣继续下沉，气体夹带少量水沿下降管与上升管之间的环隙继续上升，从合成气出口排出；又因负荷增加，有大量气体冲击上升管下部钟罩

4、，这样气体通过液封继续向上，必定会带走大量的水。   (5)高效分布板分离合成气夹带的水团时，不能完全而有效地分离气和水，致使水团随气流进入后系统。   (6)冷激环酸洗效果不好，有大颗粒进入水环板，堵塞水环之间，灰水不能均匀沿下降管流下，造成上升管和下降管受热不均匀，发生严重变形，致使上升气流不匀，易使液位波动。   (7)操作压力和温度过高，以及操作人员经验少、操作不稳，也是诱发带水的原因。3 改善方法   对气化炉带水的问题，着重从工艺和设备改造两个方面进行。   3.1 工艺方面      (1)当气化炉液位下

5、降无法得到有效控制时，最有效的处理方法是适当降低生产负荷，使产生气量下降，降低上升管之间的气体流速，当气化炉液位稳定不再下降或开始上升时，稳定生产负荷10min左右开始缓慢提高生产负荷，但不得超过降低前的负荷。   (2)气化炉在高负荷情况下，液位不易控制太高，一般应在2.4m左右为宜。   (3)当气化炉出现带水时，文丘里的给水量应随之减少以便于降低文丘里过高的压差和便于控制洗涤塔的液位。   (4)气化炉出现带水时，应加大气化炉排水调节阀FV212的开度，破坏气化炉带水的条件的形成，但不易排水过大，以防止气化炉液位

6、过低而跳车。      (5)经常性校验仪表、控制阀门，防止仪表阀门卡死或指示误差，从而引起液位波动。   (6)在每次停车大修时应酸洗激冷环，防止因结垢太多影响激冷水量，同时严格规定系统冷却水阻垢剂的添加。   (7)操作时应以稳定运行为主，防止盲目增加生产负荷。增加生产负荷时，要稳步提升，严禁幅度过快、过大，操作温度要根据煤的灰熔点来确定，不可过高。   (8)组织技术人员对操作工进行技术培训，提高操作水平，提高人员对气化炉带水现象的认识、分析、判断和处理能力，从而减少人为造成的操作失误。3.2 设备方面   (1

7、)上升管下部锯齿分别加高，这样高温合成气冲击下降管就会稳定流出，可有效控制液位在小范围内波动。   (2)上升管下部钟罩适当加长，这样溢出钟罩的气体就会减少，也就是说通过上升管外液封的气体减少，减轻水的夹带。   (3)安装上升管和下降管时，注意上升管和激冷环之间的距离，同时保证上升管和下降管的垂直度、同心度，严格控制安装质量及技术要求。   (4)由于开车时产生的振动较大，易造成上升管损坏和位置偏移，因此，上升管的托架必须固定牢固，4个拉筋用力必须要均匀，连接螺栓要符合要求。   (5)冷却水在进入激冷室内的激冷环前

8、黑水管线上，设置过滤器，一则可减少大颗粒的灰水进入激冷环，防止堵塞，保证有足够的激冷水进入激冷环来提高液位；二则便于经常清理过滤器。4 改造后的效果   (1)气化炉在高负荷生产时常水现象明显减少，并且一旦出现能够得到及时有效的控制，使系统维持了高负荷生产的时间大大延长，从而提高了甲醇和合成氨系统的长周期运行。   (2)激冷室外