粉煤气化装置的制作方法

本实用新型涉及粉煤气化领域，具体地说是一种粉煤气化装置。

背景技术：

煤的气化过程是煤或煤焦与气化剂（氧气与水蒸气等）反应生成碳的氧化物、氢、甲烷等清洁气体燃料的过程，是公认的现代煤化工工艺的核心技术和龙头技术，而气化炉则是煤气化工艺技术中的核心。气流床气化技术则是目前普遍大规模采用的煤气化工艺技术，而其核心中的气化炉早期采用单烧嘴顶置下喷技术，但因其煤气化规模及气化效率受到限制，出现了多烧嘴气流床技术，即多烧嘴竖直布置于气化炉顶端，物料垂直向下进入气化炉内。因烧嘴数量增加，炉内火焰面积增大，物料与气化剂的碰撞面积增加，从而提高气化效率及能力。

但该气化装置也存在诸多不足：多个工艺烧嘴的氧气流量由一个氧气调节阀进行调节，在设计中便为多烧嘴的氧流量平衡埋下隐患；另外，在以密相输送为主的粉煤输送系统内，粉煤管线极易发生波动，但在此情况下，则必须联锁气化炉进行停车处理；开工烧嘴在工艺烧嘴投入之后仍然运行，期间会消耗燃料气及氧气，增加消耗。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种粉煤气化装置，该装置能够使烧嘴做到氧负荷一致，更好的保护开工烧嘴及工艺烧嘴，防止因粉煤煤量管线波动而造成气化装置停车，甚至是工艺烧嘴的损坏。

本实用新型的技术任务是按以下方式实现的：粉煤气化装置，包括开工烧嘴和至少两个工艺烧嘴，开工烧嘴连接燃料气管线及氧气管线，工艺烧嘴连接粉煤管线及气化剂管线，所述气化剂管线由氧气管线和蒸汽管线组成，其特点是每个工艺烧嘴分别设置气化剂支路管线和粉煤支路管线。即，每个工艺烧嘴的气化剂管线与粉煤管线一一对应设置，可以通过调节气化剂管线的气化剂流量及粉煤管线的粉煤流量，使单个工艺烧嘴的气化剂流量与粉煤流量的比值在适当范围内。

进一步的，可以在开工烧嘴的燃料气管线上设置燃料气放空点及高压二氧化碳吹扫点，燃料气放空点设置在燃料流量调节阀与燃料气第一切断阀之间，用于开工烧嘴投料前燃料气流量的标定；高压二氧化碳吹扫点设置在燃料气第一切断阀下游，高压二氧化碳直接进入气化炉，用于开工烧嘴在工艺烧嘴运行期间退出燃料气管线的惰性气保护。

开工烧嘴的氧气管线上还可以设置两个氧气放空点、清洁高压氮气吹扫点，第一个氧气放空点设置在开工烧嘴氧气调节阀与氧气第二切断阀之间，用于开工烧嘴投料前氧气流量标定；第二个氧气放空点设置在氧气第一切断阀与氧气第二切断阀之间，用于在开工烧嘴停车后与第一个氧气放空点同时打开放空阀，确保氧气与气化炉彻底隔离；高压氮气吹扫点设置在入炉前最后一道切断阀与氧气进气口之间。

为了便于标定阀位，开工烧嘴的氧气管线上，氧气调节阀设置在氧气放空点前端。

在气化装置准备运行之前，开工烧嘴燃料气和氧气可通过燃料气放空点和氧气放空点进行放空，同时通过放空点之前的调节阀控制放空流量，起到标定阀位的作用。

在开工烧嘴投入运行之后，期间可根据开工烧嘴运行情况及气化装置升压情况对工艺烧嘴进行投入。

作为优选，当开工烧嘴运行至3.0-3.6MPa时，工艺烧嘴开始进行投入，以最大程度的避免合成气放空，节约费用；

或者，当开工烧嘴运行至1.0MPa时工艺烧嘴投用，以减少开工烧嘴运行时间，保护开工烧嘴。

在工艺烧嘴投入运行后，对于突发的工况波动，可手动调节工艺烧嘴的粉煤流量及氧气流量，使单个工艺烧嘴的气化剂流量与粉煤流量的比值在合理范围内，控制工艺烧嘴头部温度在正常范围内，保护工艺烧嘴；对于突发的剧烈工况波动，可在短时间内（10分钟以内）对某一工艺烧嘴进行停车处理。开工烧嘴可根据气化炉运行情况选择是否继续运行，如运行情况稳定（如平稳运行2个小时或以上），可对开工烧嘴进行停车，同时对燃料气管线通入高压二氧化碳、对氧气管线通入清洁高压氮气进行吹扫保护。

与现有技术相比，本实用新型的粉煤气化装置具有以下突出的有益效果：

（一）每个工艺烧嘴的气化剂管线与粉煤管线一一对应设置，即每个工艺烧嘴对应一套气化剂支路管线和粉煤支路管线，工艺烧嘴在运行工况发生波动时，可迅速进行气化剂流量与粉煤流量的比例调节，使粉煤烧嘴系统内气化剂流量与粉煤流量的比值在安全范围内，保护工艺烧嘴；在较易发生波动的粉煤输送系统出现严重问题的情况下，能够对相对应的工艺烧嘴进行短时间停车处理，在问题处理完成后，迅速投入该工艺烧嘴，能够避免因起该气化炉停车。

（二）在工艺烧嘴短时间内投入运行后，开工烧嘴可根据工艺烧嘴的运行情况人工判断是否进行停车处理，如果此时工艺烧嘴运行状态不是太好或是工艺烧嘴发生跳车，开工烧嘴还未停车的情况下，气化炉只是进行简单的吹扫，不用炉内泄压，待炉内气体分析取样合格后可再进行工艺烧嘴的投用，节省时间，从工艺烧嘴跳车到重新投用时间大约在30分钟，一次可节约开车费用为80万元。

（三）在工艺烧嘴投入运行之后，可人工根据运行工况确定是否对开工烧嘴进行停车，其停车后气化剂管线由过滤后的清洁高压氮气进行保护、燃料气管线由高压二氧化碳进行保护，开工烧嘴气化剂管线与主系统切断，并进行放空隔离，既能够保证运行的稳定性，延长形式烧嘴使用寿命，又能够避免能源的浪费，每小时费用大约为1200元。

附图说明

附图1是实施例粉煤气化装置结构示意图；

附图2是图1所示气化装置各烧嘴位置示意图；

附图3是实施例中工艺烧嘴粉煤管线及气化剂管线工艺结构简图；

附图4是实施例中开工烧嘴燃料气管线及氧气管线工艺结构简图。

具体实施方式

参照说明书附图以具体实施例对本实用新型的粉煤气化装置作以下详细地说明。

实施例：

【气化装置】

如附图1、2所示，本实用新型的粉煤气化装置包括炉体1、开工烧嘴2和三个工艺烧嘴3。开工烧嘴2、工艺烧嘴3均竖直布置于炉体1顶端。开工烧嘴2装配在炉体1顶端的中心位置。三个工艺烧嘴3均匀分布在开工烧嘴2周围。

如附图3所示，每个工艺烧嘴3分别通过各自的粉煤支路管线4、气化剂支路管线（包括氧气支路管线5和蒸汽支路管线6）与粉煤总管7、氧气总管8及蒸汽总管9相连接。

粉煤支路管线4、氧气支路管线5和蒸汽支路管线6上各控制阀的布置方法与现有技术中相应总管线上控制阀的布置方法相同。

如附图4所示，开工烧嘴2连接有燃料气管线10及氧气管线11。

所述燃气管线10上串接有压力调节阀12、流量调节阀13及燃料气第一切断阀14。流量调节阀13与燃料气第一切断阀14之间设有燃料气放空点18。燃料气第一切断阀14与燃料进气口之间设有高压二氧化碳吹扫点19。

所述氧气管线11上串接有流量调节阀15、氧气第二切断阀16、氧气第一切断阀17。氧气第二切断阀16的前端、后端分别设有第一氧气放空点20、第二氧气放空点21。氧气第一切断阀17与氧气进气口之间设的高压氮气吹扫点。

【控制方法】

1、在气化装置准备运行之前，开工烧嘴燃料气和氧气通过其相应管线上的燃料气放空点和氧气放空点进行放空，同时通过放空点之前的流量调节阀13、流量调节阀15控制放空流量，起到标定阀位的作用。

在开工烧嘴投入运行之后，期间可根据开工烧嘴运行情况及气化炉升压情况对工艺烧嘴进行投入，在开工烧嘴运行至3.0-3.6MPa时，工艺烧嘴开始进行投入。

在工艺烧嘴投入初期，单个工艺烧嘴短时间的投入失败不会引起气化炉的停车。

在工艺烧嘴投入运行后，对于突发的工况波动，可手动调节工艺烧嘴的粉煤流量及氧气流量，使单个工艺烧嘴氧气与粉煤质量流量比为0.8-0.9；水蒸气与氧气的质量比为0.04-0.06，控制工艺烧嘴头部温度在正常范围内，保护工艺烧嘴；对于突发的剧烈工况波动，可在短时间内对一工艺烧嘴进行停车处理，在处理完毕后投入运行即可。

在工艺烧嘴投入运行后，开工烧嘴可根据气化炉运行情况选择是否继续运行，如运行情况稳定，可对开工烧嘴进行停车，第一氧气放空点、第二氧气放空点同时打开放空阀，确保氧气与气化炉彻底隔离，同时对燃料气管线通入高压二氧化碳、对氧气管线通入清洁高压氮气进行吹扫保护，以节省开工烧嘴正常运行时所投入的燃料气和氧气的运行成本。