恩德粉煤气化装置改造总结

摘要：中化吉林长山化工有限公司以生产尿素为主，生产能力18万吨合成氨30万吨尿素，制气采用恩德粉煤气化技术，由于原始设计存在的问题和生产条件的变化，一些设备不能适应生产要求，通过大大小小几十项的改造，现恩德炉已经能达到安全稳定生产。

​  中化吉林长山化工有限公司造气是采用朝鲜技术，由抚顺恩德机械有限公司承担工程设计并施工的煤气化装置，公司以生产尿素为主，其设计能力是为年产18万吨合成氨提供合成气，是国内*套为合成氨提供原料煤气的恩德粉煤气化装置。建于2002年，2013年11月投产。生产运行过程中装置存在诸多问题，使生产不能安全稳定运行。

​一 回流管加粗改造

​原设计回流管外壳内径600mm，内部保温材料三层，依次为20mm硅酸铝针刺毡，230*114*65保温砖，230*25/45*114粘土耐火砖，回流管有效直径202mm，缓冲罐进出口直径202mm，从原始开车到2004年8月份，因回流管堵塞1#炉停炉5次，停炉处理时间123.35小时；2#炉停炉4次，停炉处理时间119小时，每次处理时堵塞物并不坚硬，经过输出就能流出，但是每次分离器内残留物都很多，处理时间都比较长。

整改措施：经公司研究决定利用2004年度大检修期间对回 流管进行加粗改造，回流管外壳直径不变，通过更换保温材料将 缓冲罐出入口，回流管入炉口加粗并改变角度，回流管有效直径 加至300mm，改造后使用至今没有发生堵塞现象，回流管外壁温 度虽然由原来的90℃，增加到105℃，但仍属正常范围。

二、旋风分离器加中心管改造

恩德炉原始开车运行稳定后，对几项指标进行分析：灰渣碳 含量10%，废锅入口处飞灰碳含量28%，飞灰产量5870kg/h，洗 涤 塔 入 口 煤 气 含 尘 3233mg/m3, 气 化 炉 下 部 与 上 部 压 差 1. 13KPa，由于可燃物少，在气化炉运行现象上表现出中部温度 不易控制，经常在二次喷嘴处挂渣，以上数据和现象可以直观看 出由于旋风分离器捕集效率低，直接影响到恩德炉的碳转化率， 而且对操作也带来了很大难度。

整改措施: 对分离器的改造方案是增加中心管，此位置的操 作温度为950℃，所以中心管采用耐温（耐温1200℃）耐磨铸钢材 料制做。此项改造使用一年时，其中灰渣碳含量降至8. 1%，废锅 入口处飞灰碳含量降至23%，飞灰产量降至5010kg/h，洗涤塔入 口煤气含尘降至 1621 mg/m3，气化炉上部和下部压差增至 2. 5KPa，二次喷嘴处再没有出现挂渣现象。旋风分离器增加中 心管后，从分析对比看效果明显，分离效率提高，循环倍率增大， 碳转化率提高，经济效益可观。

三、恩德炉供煤机轴瓦改造

恩德炉在生产过程中发现，恩德炉供煤机轴瓦由于设计上的 不合理，造成大量的损坏，一对新轴瓦严重的使用周期达不到七 天，zui长也不超过20天，严重影响恩德炉的正常运行。

整改措施：分析确定了轴瓦损坏快，使用周期短的原因是供 煤机轴的轴向力大，径向力小，由于轴向力大的原因，轴肩对轴瓦 止推面和轴承座的磨损较快，决定选择用每台供煤机轴的轴肩与轴瓦止推面之间加推力轴承8 118一口，由于间隙不够，把轴止 推面取消，变滑动摩擦为滚动摩擦，延长了轴瓦的使用寿命12个 月以上，保证了恩德炉的长周期。

用于技术改造的投资极少，六 台供煤机每台加推力轴承8118一口，每口50元，合计300元，年 节约检修费用近7万元，实现了车间制定的“投资少，效益高，见 效快”的工作目标。

四、富氧空气预热器改造

恩德炉开车运行半年，时逢高温季节由于气温高空分装置出 氧量受到严重影响，迫使恩德炉减量或降低氧浓度操作，因此无 论从哪个角度说，降低氧耗都显意义重大。

此时恩德炉的氧耗是 860m3/tNH3，富氧空气的温度为40℃，入炉蒸汽（203℃）和富氧 空气混合温度110℃。理论上，随着富氧空气预热温度的提高，流 化床中氧化层高度减少，氧气消耗降低，考虑到占地面积、热效率 等因素采用翅片式热管空气预热器，换热机积800m2, 长×宽× 高：1850×1535×1682mm，翅片管长1800mm, 内径φ38mm, 外 径φ60mm, 消耗13Kg蒸汽5-6t/h, 投入使用后的情况是，预热 后富氧空气温度115℃，入炉前和蒸汽混合后温度为160℃，氧耗 降至780 m3/tNH3。同时煤气中的有效气成分也有所提高。

五、空喷塔上水管线加付线，塔内加一层喷头 恩德炉原始开车两个月，就因为空喷塔阻力突然增大被迫停 车，检查后发现塔底循环水排水管口被煤结物堵塞，导致塔内积 水，封住塔底的煤气入口管。正常生产每两个月停车清理一次空 喷塔，每次清理至少要8小时，严重影响生产。

空喷塔结垢原因：一是粉煤灰中碱性物的溶出，二是带入系 统的碳酸盐。三是：进水量少，塔内温度高。

要想加强水质的处 理十分困难，只能在水量上想办法。针对以上情况，车间采取两 项措施。一是空喷塔上水管线加付线，在正常生产时，付线关闭， 在空喷塔出口温度上涨，可以关闭主进水管线，开付线，清水过滤 网增加上水量。二是在空喷塔原有三层喷头的下部再加一层喷 头（六只），增加空喷塔进水量，使空喷塔出口温度下降，含尘降 低。 六、贮煤槽加三台声波清灰器 恩德炉投产以来，每年冬季的生产过程都出现多次贮煤槽蓬 煤现象，对生产造成严重影响。

特别是2009年进入冬季，由于低 温持续时间长，贮煤槽蓬煤情况屡屡发生，其中两次蓬煤导致恩 德炉停车，直接影响生产系统负荷，轻者造成系统减量，重者导致 恩德炉停车，对气化装置的安全稳定运行带来隐患。

经公司决定在贮煤槽上安装三台声波清灰器。

工作原理：气 源经过腔体及膜片产生低频振动。高能量声波通过扩声筒，在设 备里产生球面纵波的形式共振，*。清理物体表面的灰尘， 使积灰、挂料产生疲劳而剥离，从而达到清灰的目的。投入生产 后，贮煤槽架空频次减少，年增加产值6. 6万元。 造气车间开工10多年来，针对系统存在的各种问题，进行几 十项大大小小的改造，使恩德系统存在的问题大部分得到了解 决，现恩德炉的zui长运行周期已达120天，达到了安全稳定长周 期稳定生产。