一种基于IGCC的激冷气压缩机系统的制作方法

本实用新型涉及压缩机系统
技术领域：
，具体讲是一种基于IGCC的激冷气压缩机系统。
背景技术：
：IGCC是指整体煤气化联合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。整个系统大致可分为：煤的制备、煤的气化、热量的回收、煤气的净化和燃气轮机及蒸汽轮机发电几个部分。干煤粉加压气化炉激冷气入口采用2股合成气，一股为经过陶瓷过滤器过滤的热合成气、一股为经过水洗塔水洗后的冷合成气，两股合成气在激冷气压缩机前过滤器汇合，控制混合后的温度为210℃，经循环气压缩机压缩升温至225℃再次进入气化炉炉顶进行激冷。然而，经过分析发现，现有的基于IGCC的激冷气压缩机系统存在以下不足；激冷量偏小，不能将气化炉出口温度降低到800℃，导致气化炉废锅入口的高温飞灰沉积堵塞，同时激冷气入口管道腐蚀严重。技术实现要素：因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种基于IGCC的激冷气压缩机系统，具有可以使气化炉在高负荷下操作更灵活，降低了废锅积灰的风险，减少相应停车次数，大幅降低开停车成本的优点。本实用新型是这样实现的，构造一种基于IGCC的激冷气压缩机系统，包括汽化炉，汽化炉的合成气送气口一侧连接有废热锅炉，废热锅炉的一端设有干法除尘系统，干法除尘系统的侧面设有洗涤塔，洗涤塔包括有系统湿洗单元，洗涤塔的一端连接有分离器，分离器和汽化炉的中间位置设有激冷气压缩机。进一步的，干法除尘系统具体为U3500干法除尘系统。通过设置的干法除尘系统将激冷气加热，该干法除尘系统的换热器能从干法除尘后合成气侧线抽取约20000Nm3/h将激冷气过热5℃，避免析水，并且饱和合成气经过激冷气压缩机压缩，合成气温度会再升高15℃左右，因此，理论上合成气在压缩前后均不会析出水，影响压缩机运行，减少相应停车次数，大幅降低开停车成本。进一步的，系统湿洗单元采用U3600系统湿洗单元。通过设置的系统湿洗单元湿法洗涤后的冷合成气为饱和合成气，虽含极少量微小液滴，因已在系统湿洗单元中能够通过水和碱液处理绝大部分卤化物等酸性腐蚀介质和遗留的少量固体微粒，气体中腐蚀介质非常少，避免了对激冷气系统的管道腐蚀。进一步的，激冷气压缩机具体为K-3301激冷气压缩机，分离器具体为V-3308分离器。通过设置的分离器，从分离器顶部出来的合成气经激冷气压缩机压缩后与作为激冷气使用，再次进入汽化炉炉顶进行激冷，将汽化炉出口温度降低到800℃，防止汽化炉入口的高温飞灰沉积堵塞。本实用新型通过改进在此提供一种基于IGCC的激冷气压缩机系统，与现有基于IGCC的激冷气压缩机系统相比，具有如下优点：具有可以使气化炉在高负荷下操作更灵活，降低了废锅积灰的风险，减少相应停车次数，大幅降低开停车成本的优点，具体体现为：优点1：干法除尘系统具体为U3500干法除尘系统。通过设置的干法除尘系统将激冷气加热，该干法除尘系统的换热器能从干法除尘后合成气侧线抽取约20000Nm3/h将激冷气过热5℃，避免析水，并且饱和合成气经过激冷气压缩机压缩，合成气温度会再升高15℃左右，因此，理论上合成气在压缩前后均不会析出水，影响压缩机运行，减少相应停车次数，大幅降低开停车成本。优点2：系统湿洗单元采用U3600系统湿洗单元。通过设置的系统湿洗单元湿法洗涤后的冷合成气为饱和合成气，虽含极少量微小液滴，因已在系统湿洗单元中能够通过水和碱液处理绝大部分卤化物等酸性腐蚀介质和遗留的少量固体微粒，气体中腐蚀介质非常少，避免了对激冷气系统的管道腐蚀。优点3：激冷气压缩机具体为K-3301激冷气压缩机，分离器具体为V-3308分离器。通过设置的分离器，从分离器顶部出来的合成气经激冷气压缩机压缩后与作为激冷气使用，再次进入汽化炉炉顶进行激冷，将汽化炉出口温度降低到800℃，防止汽化炉入口的高温飞灰沉积堵塞。附图说明图1是本实用新型一种基于IGCC的激冷气压缩机系统结构示意图。图中所示序号：汽化炉1、废热锅炉2、干法除尘系统3、洗涤塔4、系统湿洗单元5、分离器6和激冷气压缩机7。具体实施方式下面将结合附图1对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围；此外，术语“第一”、“第二”、“第三”“上、下、左、右”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本实用新型通过改进在此提供一种基于IGCC的激冷气压缩机系统，如图1所示，可以按照如下方式予以实施；包括汽化炉1，汽化炉1的合成气送气口一侧连接有废热锅炉2，废热锅炉2的一端设有干法除尘系统3，干法除尘系统3的侧面设有洗涤塔4，洗涤塔4包括有系统湿洗单元5，洗涤塔4的一端连接有分离器6，分离器6和汽化炉1的中间位置设有激冷气压缩机7。进一步的，干法除尘系统3具体为U3500干法除尘系统。通过设置的干法除尘系统3将激冷气加热，该干法除尘系统3的换热器能从干法除尘后合成气侧线抽取约20000Nm3/h将激冷气过热5℃，避免析水，并且饱和合成气经过激冷气压缩机7压缩，合成气温度会再升高15℃左右，因此，理论上合成气在压缩前后均不会析出水，影响压缩机运行，减少相应停车次数，大幅降低开停车成本。进一步的，系统湿洗单元5采用U3600系统湿洗单元。通过设置的系统湿洗单元5湿法洗涤后的冷合成气为饱和合成气，虽含极少量微小液滴，因已在系统湿洗单元5中能够通过水和碱液处理绝大部分卤化物等酸性腐蚀介质和遗留的少量固体微粒，气体中腐蚀介质非常少，避免了对激冷气系统的管道腐蚀。进一步的，激冷气压缩机7具体为K-3301激冷气压缩机7，分离器6具体为V-3308分离器。通过设置的分离器6，从分离器6顶部出来的合成气经激冷气压缩机7压缩后与作为激冷气使用，再次进入汽化炉1炉顶进行激冷，将汽化炉1出口温度降低到800℃，防止汽化炉1入口的高温飞灰沉积堵塞。该种基于IGCC的激冷气压缩机系统的工作原理：在开车及正常运行时，汽化炉1产生的合成气送至废热锅炉2，在废热锅炉2通过副产饱和中压蒸汽回收气体中的余热，换热后合成气及飞灰经过干法除尘系统3过滤分离后全部去洗涤塔4的系统湿洗单元5，经水洗脱除残余飞灰及酸性气体后再分为两股，一股直接去下游作为原料气排出，另一股进入分离器6，从分离器6顶部出来的合成气经激冷气压缩机7压缩后与作为激冷气使用，再次进入汽化炉1炉顶进行激冷。实施例1基于IGCC的激冷气压缩机系统结构的工艺及控制要点如下：1.新系统运行过程中只改变煤气激冷系统，不改变气化炉一二段反应区操作条件，原则上不会影响气化炉产气量及有效气量。2.激冷气运行温度约130～140℃，干法除尘后合成气侧线抽取约40000Nm3/h将激冷气过热5℃，避免析水，充分利用了系统热量。激冷煤气流量变化：合成气经洗涤塔水洗后温度约130～140℃，目前实际运行约132℃，经激冷气预热器过热5℃，激冷气压缩机压缩后升温约15℃，计算中取激冷煤气温度为152℃。经如表1所示，工况4与工况1相比较，如果仅用3600单元的合成气作为激冷气，并增加注氮6000Nm3/h，激冷煤气激冷能力增加，废锅入口温度可降低至780℃，激冷气量约106500Nm3/h。表1改造前后工况对比注：工况1是目前满负荷运行状态；工况2是按照本方案改造后，维持激冷煤气量不变时，其它参数的变化情况；工况3是改造后，维持炉顶温度不变的工况；工况4是改造后增加中压氮气6000Nm3/h(温度为80℃)，炉顶温度降低到780℃运行工况；铵盐结晶：激冷气管线及压缩机入口均需防止氨盐结晶，氨盐结晶与激冷煤气温度、激冷气中氨浓度和激冷气中HCL浓度均有关系。当氨浓度和HCL浓度分别降低时，氨盐结晶温度逐渐降低。如果仅采用洗涤塔出口的合成气作激冷气时，正常合成气中的氨浓度小于50ppm，HCL小于1ppm。则此时氨盐结晶温度小于140℃。因此，为了避免氨盐结晶，对合成气中的氨浓度和HCL浓度均需要严格的控制，氨浓度小于50ppm，HCL小于1ppm。表3结晶温度与氨浓度关系HCL组分％0.015610.015610.015610.015610.01561NH3组分％0.040.020.010.0050.001温度℃201192185178161表4结晶温度与HCL浓度关系合成气带水对压缩机影响：洗涤塔出口的合成气是饱和合成气，经过压缩机压缩后，合成气温度会增加15℃左右，因此，理论上合成气在压缩前后均不会析出水，影响压缩机运行。但是，实际过程如果合成气带液，则有可能在激冷气压缩机有水滴，影响设备运行，因此，为将湿洗后合成气温度提高5℃左右，保证合成气的过热度，即在激冷气管线上设置一台加热器E3506，利用U3500系统高温合成气将激冷气加热，该换热器从干法除尘后合成气侧线抽取约20000Nm3/h将激冷气过热5℃，避免析水。经计算，干法除尘后进洗涤塔前合成气温度减低约2℃，水洗后合成气与原系统相比降低约0.5℃，变化较小。减少激冷气循环系统管道腐蚀：生产实践证明，在氯化铵硫化氢等腐蚀介质中，氯化铵是引起腐蚀的主要原因在露点温度下，氯化铵中的铵离子很不稳定，会迅速分解为氨气和氢离子，并立即从冷凝液中逸出，冷凝液中留下稳定的氯离子和氢离子形成盐酸，即会发生氯化铵的沉积腐蚀或露点腐蚀，氯化铵含量越高，腐蚀越严重，尤其当管线和设备的某些部位表面温度低于内部氯化铵气体露点温度时，部分气体介质会形成强腐蚀性的冷凝液，其它腐蚀性组分也可能会在冷凝液中浓缩，造成严重的局部腐蚀。原激冷气系统两股气体混合后，激冷循环气压缩机(K3301)入口温度如果低于200℃，由于与氯化铵露点温度太接近，也极易引起局部温度低于露点温度而出现露点腐蚀。所以，激冷循环气系统腐蚀最严重的区域是在冷热两股气体混合区域至K3301之间的管线管件仪表和设备，激冷循环气系统的泄漏点和腐蚀堵塞情况均集中出现在该区域内，干法除尘后的热合成气含有极少量固体微粒和卤化物等酸性腐蚀介质，但因温度高，属于过饱和气体，对金属腐蚀性较小。湿法洗涤后的冷合成气为饱和合成气，虽含极少量微小液滴，因已在湿法洗涤系统中通过水和碱液洗去绝大部分卤化物等酸性腐蚀介质和遗留的少量固体微粒，气体中腐蚀介质非常少，对金属的腐蚀性也不大。在激冷气压缩机的出口气体早已混合充分，其操作温度又偏离露点温度较远，属于过饱和气体，金属腐蚀现象不明显。只有在三通与激冷气压缩机K3301之间，操作温度在200℃左右，且因冷热两股气体混合过程中，使气体中既含有腐蚀性介质又含有微小液滴，腐蚀性剧增。这样，在两股气体汇合三通处及下游2m的管线冲刷和磨蚀非常严重，在该区域内，两股气体汇合，扰动大，但又未充分混合，容易出现局部冷凝腐蚀。几种原因综合，三通及下游2m管线成为最容易被腐蚀位置，而本项目在改造后，湿洗合成气中腐蚀介质已非常少，也避免了对激冷气系统的管道腐蚀。综上所述；本实用新型所述基于IGCC的激冷气压缩机系统，与现有基于IGCC的激冷气压缩机系统相比，具有可以使气化炉在高负荷下操作更灵活，降低了废锅积灰的风险，减少相应停车次数，大幅降低开停车成本的优点。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页1 2 3