氣化爐工藝流程課件教材

岳陽長煉機電工程技術有限公司烏魯木齊分公司《氣化單元重要設備及工藝流程簡介》自控專業(yè)：張偉喬2015.6岳陽長煉機電工程技術有限公司烏魯木齊分公司目錄一、氣化裝置代號一覽二、氣化單元主要設備介紹三、流程簡介四、氣化爐開停車程序目錄一、氣化裝置代號一覽一、氣化裝置代號一覽一、氣化裝置代號一覽二、氣化單元主要設備介紹一、氣化爐（位號：2220-F-1001~8001）是以氧氣為氣化劑對水煤漿進行加壓氣化，制取原料氣的關鍵設備。它分為上下兩個部分，上部為燃燒室，下部為激冷室。配比好的水煤漿（燒嘴內環(huán)隙）和氧氣（中心管和外環(huán)隙）通過頂部燒嘴噴入燃燒室內，在高溫高壓下發(fā)生氣化反應，生成所需的高溫原料氣（CO,H2,CO2,H2O為主要成分），在反應壓力的作用下，高溫原料氣和熔渣通過燃燒室的下錐口進入激冷室內，與激冷水充分接觸冷卻后產(chǎn)生的激冷氣通過激冷室上部設置的激冷氣出口排出，產(chǎn)生的黑水和爐渣通過激冷室下部設置的排渣口進入鎖渣罐，定期排放。操作壓力：6.5MPa操作溫度：261(MAX427)℃/252(MAX255)℃（燃燒室殼體/激冷室殼體）設計壓力：7.15/-0.1MPa設計溫度：455℃氣化爐規(guī)格：D×H=3200/3800×20711二、氣化單元主要設備介紹一、氣化爐一、氣化爐氣化爐材質：燃燒室殼體：SA387Gr11CL2

激冷室殼體：SA387Gr11CL2+S31603（堆焊）燃燒室法蘭及接管：SA336F11CL3、SA182F11CL2

激冷室法蘭及接管：SA336F11CL3+S31603（堆焊）、SA182F11CL2+S31603（堆焊）燃燒室內襯：鉻鋁鋯磚+低鉻剛玉磚+隔熱耐火磚+纖維可塑料腐蝕裕量：6/3mm（燃燒室殼體/激冷室殼體）氣化裝置采用GE水煤漿加壓氣化技術產(chǎn)生的合成氣,涉及的工業(yè)爐設備有工藝燒嘴（2220-J-1001~8001）、預熱燒嘴（2220-J-1002~8002）一、氣化爐氣化爐工藝流程課件教材二、洗滌塔

（位號：2220-C-1001～8001）用來洗滌粗合成氣，以降低合成氣中的灰塵。粗煤氣先進入洗滌塔進行鼓泡增濕，然后經(jīng)六塊撞擊式高效塔盤，最后經(jīng)旋留板除沫器使合成氣含塵量達到設計要求，洗滌塔是氣化裝置的關鍵設備之一。操作壓力：6.29～6.47MPa操作溫度：246～255℃設計壓力：7.15/-0.1Mpa設計溫度：283℃設備規(guī)格：D×H=4200x12730設備材質：13MnNiMoR+S31603（爆炸復合）腐蝕裕量：0mm二、洗滌塔氣化爐工藝流程課件教材三、鎖斗鎖斗（位號：2220-V-1001～8001）是供氣化爐工作時儲存經(jīng)激冷之后的熔渣、黑水及氣化爐在連接操作的情況下向外排渣和黑水之用的設備，是氣化關鍵設備之一。根據(jù)鎖斗功能的特點，本裝置的鎖斗承壓在0～6.68Mpa的交替循環(huán)壓力荷載工況下工作。鎖斗需按應力分析方法進行疲勞設計，要求應力循環(huán)次數(shù)為：2次/小時，16000次/年，鎖斗設計壽命20年，總循環(huán)次數(shù)為320000次。操作壓力：0～6.58（max:6.78）MPa操作溫度：59（max:122）℃設計壓力：7.46/-0.1Mpa設計溫度：278℃排渣次數(shù)：2次/小時設備規(guī)格：D×H=2000x6300設備材質：Q345R+S31603（堆焊）腐蝕裕量：0mm三、鎖斗氣化爐工藝流程課件教材四、文丘里洗滌器文丘里洗滌器（位號：2220-X-1001～8001）是向出氣化爐的合成氣噴水，保證了合成氣中含有足量的水分，有利于合成氣中的灰分被除去，是氣化裝置關鍵設備之一。操作壓力：6.47MPa操作溫度：252(max255)℃設計壓力：7.974Mpa設計溫度：283℃設備規(guī)格：D×H=850x8659設備材質：Q345R+S31603（堆焊）腐蝕裕量：0mm四、文丘里洗滌器氣化爐工藝流程課件教材五、工藝燒嘴位號：2220-J-1001~8001是將煤漿泵送來的制備好的煤漿與氧氣通過各自流道噴入高溫的氣化爐燃燒室，氧氣與部分煤漿迅速發(fā)生燃燒反應放出大量的熱量為爐膛內后續(xù)的反應提供需要的熱量。工藝燒嘴共16臺，其中8臺進口，8臺國產(chǎn)。操作壓力：7.8MPa/8.1MPa(煤漿/氧氣)操作溫度：40℃/30℃（煤漿/氧氣）設計壓力：8.1MPa/8.5MPa(煤漿/氧氣)設計溫度：84℃/74℃（煤漿/氧氣）國產(chǎn)工藝燒嘴材質：所有與氧氣接觸的部件：Inconel625所有與煤漿接觸的部件：S32168冷卻水盤管全部：Inconel625燒嘴頭部采用UMCO50鈷基耐熱合金或GH188五、工藝燒嘴氣化爐工藝流程課件教材氣化爐工藝流程課件教材三、流程簡介

一、氣化爐流程

煤漿從高壓煤漿泵送至工藝燒嘴，和來自空分的氧氣一起進入氣化爐，氧氣分兩路分別經(jīng)過中心管和環(huán)管進入工藝燒嘴以實現(xiàn)與煤漿的充分混和。開車之前，煤漿循環(huán)回到煤漿槽。開車啟動后，煤漿自動控制閥系統(tǒng)將循環(huán)煤漿切換至工藝燒嘴；開車之前，氧氣自動經(jīng)由氧氣消音器放空至大氣。開車啟動后，氧氣由放空自動切換至工藝燒嘴。在氣化爐燃燒室內，氧氣和煤漿在約1300~1400℃和6.5MPa.G的條件下進行燃燒和部分氧化反應。燃燒室內襯耐火磚，使外殼溫度保持在約285℃-315℃之間。燃燒產(chǎn)物為含少量雜質（包括氯化物、硫化物、氮、氬、和甲烷）的粗煤氣、液態(tài)爐渣和細小固體顆粒。燃燒產(chǎn)物離開燃燒室經(jīng)下降管進入充滿水的激冷室，爐渣在水浴中固化，下沉至氣化爐的底部。粗煤氣在激冷室與水直接接觸冷卻，大部分微粒留在水中，粗煤氣經(jīng)上升管（即降液管的外部環(huán)隙）從側面離開氣化爐三、流程簡介一、氣化爐流程

一、氣化爐流程

并經(jīng)文丘里洗滌器進入洗滌塔。來自變換的高壓工藝凝液噴入出氣化爐的粗煤氣以防止固體在管路中累積。激冷水被送至下降管頂部的激冷環(huán)，并順管壁流入激冷室?？赡芏氯だ洵h(huán)出水口的大固體顆粒由上游的激冷水過濾器除去。來自高壓灰水泵的一根旁通管線至激冷室用以補充可能的夾帶損失并且維持激冷室液位。開車工況下，氣化爐排污黑水經(jīng)開工冷卻器去沉降槽，直至氣化爐有足夠的壓力，黑水改去高壓閃蒸系統(tǒng)。正常操作工況下，激冷室中的黑水經(jīng)過液位控制排放至高壓閃蒸罐。這股流體含有大部分細小固體顆粒。氣化爐燃燒室安裝有熱電偶用來指示反應溫度。洗滌塔出口設置連續(xù)分析儀分析測定粗煤氣中的甲烷含量，用于間接判斷氣化爐反應溫度。在預熱和停車期間，激冷室中過量的水直接排至渣池或經(jīng)過開工冷卻器去沉降槽。從氣化爐引一根副線去洗滌塔，在開車階段用以循環(huán)黑水直至壓力足夠高，在液位控制下改排至高壓閃蒸罐。氣化爐激冷室水浴收集的粗渣送至鎖斗系統(tǒng)。一、氣化爐流程

一、氣化爐流程

工藝燒嘴處于氣化爐燃燒室的高溫區(qū)，由水夾套和不斷有水循環(huán)的冷卻盤管保護。燒嘴冷卻水系統(tǒng)是一個低壓封閉回路水系統(tǒng)。冷卻水壓力低于氣化爐操作壓力以防止水泄漏到氣化爐的耐火材料層中，那樣會損壞耐火材料并使氣化爐外殼受壓。冷卻水系統(tǒng)由燒嘴冷卻水槽、燒嘴冷卻水泵和燒嘴冷卻水冷卻器組成。當冷卻水壓力過低或運行泵故障時備用泵自動開啟，每臺泵備有事故電源。冷卻回水流入相對應的燒嘴冷卻水氣液分離罐。分離器出口設置CO分析儀，可及早警示有合成氣泄漏到冷卻水系統(tǒng)中。在燒嘴冷卻水泵切換至事故電源期間，由事故燒嘴冷卻水罐提供備用冷卻水。在開車之前，用預熱燒嘴代替工藝燒嘴，將氣化爐預熱至約1200℃。預熱燒嘴用燃料正常情況使用燃料氣，開車烘爐用LPG，預熱提溫用柴油。由開工抽引器用低壓蒸汽將氣化爐內抽成部分真空，將燃燒所需的空氣引入氣化爐。蒸汽和燃燒煙氣被排至安全位置。氣化裝置設置了2臺高壓氮氣吹掃罐和8臺高壓氮氣緩沖罐。停車后，高壓氮氣吹掃罐向工藝燒嘴、煤漿和氧氣管路吹掃高壓氮氣。一、氣化爐流程粗煤氣洗滌系統(tǒng)

來自氣化爐的粗煤氣進入文丘里洗滌器被充分浸濕，以利于氣體中的固體顆粒從洗滌塔中被除去。文丘里洗滌器的洗滌水來自于文丘里洗滌水泵。浸濕的粗煤氣進入洗滌塔并通過下降管進入到洗滌塔塔釜的水中，氣體中夾帶的大多數(shù)固體被除掉。粗煤氣經(jīng)下降管外部環(huán)隙上升到洗滌塔上部塔盤，與高壓冷凝液逆流接觸洗掉殘留的固體顆粒。由變換來的高壓冷凝液（開車階段由變換來的鍋爐給水提供）供給兩處：洗滌塔塔盤和氣化爐粗煤氣出口。如果高壓冷凝液過量，也可以通過流量控制進入洗滌塔塔釜。脫氧槽來的灰水經(jīng)高壓灰水泵加壓再經(jīng)灰水加熱器加熱后進入洗滌塔維持液位。開停車階段，洗滌塔需使用鍋爐給水維持液位。在洗滌塔塔盤上部，除沫器除去粗煤氣夾帶的水滴后，干凈的粗煤氣經(jīng)氣動切斷閥進入下游工藝單元，該閥由控制室的手動控制器啟動。在開車和停車階段，氣體在壓力控制下送至火炬。洗滌塔出口安裝有在線分析儀，每臺氣化爐采用單獨紅外線分析儀分別測量CO、CO2和CH4，設熱導式氫氣分析儀測量H2含量，并單設O2分析儀檢測粗煤氣組分，防止氣化爐過氧。洗滌塔底部的水和固體經(jīng)過流量控制被排放至高壓閃蒸罐。從洗滌塔黑水出口之上抽出部分黑水送至激冷水泵和文丘里洗滌水泵。在停車階段，通過手動控制將灰水繞過灰水加熱器，直接供給激冷水泵以預防汽蝕。

粗煤氣洗滌系統(tǒng)來自氣化爐的粗煤氣進入文丘里洗滌器被排渣系統(tǒng)

來自氣化爐激冷室的的渣水流入鎖斗。從鎖斗上部引出相對干凈的水，用鎖斗循環(huán)泵將其送至氣化爐激冷室底部，通過這股水的循環(huán)，將激冷室底部的渣和其它固體沖至鎖斗。在一個預設的時間周期（通常約30分鐘）之后，自動計時器啟動一次鎖斗卸料循環(huán)。在卸料循環(huán)過程中，氣化爐與鎖斗之間的切斷閥關閉，鎖斗循環(huán)泵連接鎖斗的正常吸入口切斷，鎖斗循環(huán)泵至氣化爐的循環(huán)水以最小流量送至泵自身的入口。鎖斗通過與鎖斗沖洗水罐相連的管道卸壓。卸壓后，向卸壓管線中通入灰水沖洗固體顆粒。然后打開鎖斗出口閥將渣和水送至渣池內的撈渣機上。在打開鎖斗出口閥前，暫時關閉渣池隔離閥，使帶有撈渣機的這部分渣池與另一部分隔離開，便于渣的沉淀和送出。在卸料期間，打開鎖斗沖洗水罐底部出口閥，用較干凈的灰水置換鎖斗中的水和渣。在到達設定時間后或鎖斗沖洗水罐到達低液位時將鎖斗出口閥關閉，這樣可以確保鎖斗中仍充滿水。當鎖斗放空達到高限液位或灰水泵開始向鎖斗沖洗罐中注入灰水時，將鎖斗沖洗水罐出口閥關閉。用高壓冷凝液或來自高壓灰水泵的除氧水給鎖斗充壓。當鎖斗與氣化爐之間的壓差小于給定值時，重新打開鎖斗入口閥。同時，打開鎖斗至鎖斗循環(huán)泵的閥門，關閉鎖斗循環(huán)泵回流閥。整個卸料循環(huán)（降壓、卸料、水置換、充壓）用時約2分鐘。大約5分鐘后重新打開渣池隔離閥，碳渣水流入。渣池泵將渣池干凈側的渣水送至黑水閃蒸系統(tǒng)的第一真空閃蒸罐。如果需要，可將一股臨時灰水注入渣池干凈的一側以稀釋渣水的固體含量。在氣化爐預熱循環(huán)階段，激冷室中的水排入渣池。預熱水泵將預熱水送回激冷環(huán)。

排渣系統(tǒng)來自氣化爐激冷室的的渣水流入鎖斗。從鎖斗四、復雜控制系統(tǒng)一、氧煤比（O/C）控制煤氣化工藝最復雜的控制系統(tǒng)是氧煤比（O/C）控制，它包括:煤漿流量控制回路，含煤漿流量測量、中值選擇、流量調節(jié)三個環(huán)節(jié)。氧氣流量控制回路，含氧氣流量測量、溫度壓力補償、氧氣純度校正、流量調節(jié)四個環(huán)節(jié)。負荷控制和交叉限幅選擇控制。煤漿流量采用三臺電磁流量計測量，煤漿泵轉速也折算成煤漿流量值，通過選擇開關，煤漿泵轉速折算的煤漿流量可取代前2個煤漿流量傳感器中的一個，三個煤漿流量值在DCS中作中值選擇，選中的流量信號作煤漿流量調節(jié)信號。煤漿流量調節(jié)信號與速度信號相比較后，經(jīng)PID運算，調節(jié)信號去變頻調速器調節(jié)煤漿泵轉速。這是煤漿流量控制回路。氧氣流量用文丘里流量計測量，同時測量氧氣溫度和壓力，在DCS中作溫度和壓力補償，然后經(jīng)氧氣純度修正，此信號輸入氧氣流量調節(jié)單元，進行氧氣流量調節(jié)回路。氣化爐的負荷控制在DCS上設手動負荷控制器，可控制負荷范圍為60～110％。為避免過大的生產(chǎn)負荷擾動，設限幅器，限制負荷升降速率在一定的范圍內。同時，設交叉限幅控制。交叉限幅控制是典型的燃燒控制系統(tǒng)，負荷提高時，首先提高煤漿流量，然后提高氧氣流量；負荷降低時首先降低氧氣流量，然后降低煤漿流量，這是通過高、低選擇器實現(xiàn)的。交叉限幅控制是一種安全控制策略。四、復雜控制系統(tǒng)一、氧煤比（O/C）控制二、鎖斗控制程序氣化過程排渣是間斷的，定時程序排放，鎖斗系統(tǒng)包括鎖斗、渣池、鎖斗循環(huán)泵、程控閥和相應的儀表組成。鎖斗在氣化爐下部，兩臺設備之間用管道和兩個切斷閥相連。鎖斗到渣池之間用一個切斷閥相連。在大部分時間里，鎖斗下部的切斷閥是常閉的，而上部的兩個鎖渣閥是常開的，氣化爐燃燒后形成的灰渣連續(xù)地落入鎖斗中。到一個預定的時間，則啟動一個排渣程序，將渣排出，這就是鎖斗排渣程序控制。程序分5個過程，說明如下：泄壓過程泄壓過程開始時，首先關閉鎖斗入口渣閥，確認入口渣閥關閉后，打開減壓閥，通過沖洗水罐，使鎖斗壓力降低。此時，確認渣池排渣閥關閉。清洗過程洗凈閥打開，沖洗鎖斗入口閥以下管道，將灰渣沖洗至鎖斗。過程時間較短，由計時器定時，然后關閉洗凈閥和減壓閥。檢查沖洗水罐液位是否為高。排渣過程完成上述過程后，打開沖洗水閥，檢查鎖斗入口渣閥仍為關閉狀態(tài)，鎖斗壓力在低位，打開鎖斗出口渣閥。沖洗水由鎖斗沖洗水罐沖入鎖斗，將灰渣沖入渣池。此時，洗凈水閥也打開。二、鎖斗控制程序沖洗排渣過程一直繼續(xù)到鎖斗沖洗水罐液位低，然后計時器令鎖斗出口渣閥關閉，洗凈水閥關閉。鎖斗頂部的沖洗水罐液位為低，關閉沖洗水閥。排渣過程到此為止。沖洗水閥關閉后，鎖斗與鎖斗沖洗水罐斷開，對鎖斗沖洗水罐通過流量調節(jié)回路補充水，直至液位高聯(lián)鎖。充壓過程沖洗水閥關閉后，鎖斗開始加壓。加壓是通過打開加壓閥進行的。鎖斗壓力由壓力變送器檢測，并由壓差開關控制，當壓力上升到與氣化爐出口壓力差為xxMpa時，充壓過程結束，加壓閥關閉。集渣過程加壓閥關閉的同時打開鎖斗入口渣閥，灰渣由氣化爐的激冷室通過鎖斗入口渣閥收集到鎖斗中，開始較長時間的渣收集過程。在此過程中，循環(huán)水泵入口閥打開，旁路閥關閉，鎖斗一部分灰水通過循環(huán)泵返回激冷室。當灰渣收集過程結束時，旁路閥打開，循環(huán)水泵入口閥關閉。

以上程序控制由計時器完成，計時器自動使程序再次循環(huán)，周而復始。每個閥門的開關動作必須在12秒內完成，并確認閥門動作到位，否則程序認為閥門故障而自動停止程序執(zhí)行。排渣過程因原料不同，時間不同，但大致時間安排是30分鐘。排渣程序在DCS上編程和運行，時間順序的值可以根據(jù)實際情況修改。程序可以在任意過程中止和重新運行，可以保持某個過程，也可以此過程從頭開始運行程序。沖洗排渣過程一直繼續(xù)到鎖斗沖洗水罐液位低，然后計時器令鎖斗出氣化爐工藝流程課件教材

三、激冷室液位測量和調節(jié)

氣化過程的融渣和粗合成氣通過激冷室的水冷，使高達1300～1500℃以上的物料激冷至250℃左右，熔渣經(jīng)激冷變成細渣，通過下降管和鎖渣閥到達鎖斗，粗合成氣通過環(huán)隙和擋板送出氣化爐。氣化爐激冷室要保持一定的液位，才能使高溫融渣和粗合成氣激冷下來，所以氣化爐激冷室液位是非常重要的，它參與氣化爐安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，當其液位低低時氣化爐系列聯(lián)鎖停車。因為激冷室液位的重要生，故設置三取二邏輯，3臺全選用雙法蘭遠傳式液位變送器，且在就地設有顯示儀表，以便現(xiàn)場隨時觀察。

激冷室液位測量是為了自動調節(jié)液位，使液位保持在操作設定值。自動調節(jié)采用串級調節(jié)系統(tǒng)，即采用激冷室液位串級調節(jié)激冷室排出黑水量。激冷室液位的三臺測量儀表信號輸入DCS中，經(jīng)過校對選擇準確者用于液位控制器的輸入信號，經(jīng)PID運算，輸出控制信號去激冷室黑水排出流量控制器作為設定值。流量控制器自動控制兩個并聯(lián)的調節(jié)閥；根據(jù)操作情況，用手動選擇兩個閥門中任一個或兩個來調節(jié)，由于激冷室底部黑水含渣量較多，這兩個調節(jié)閥除常規(guī)接收流量控制器控制信號，還定時接收一個脈沖信號，使調節(jié)閥定期打開一定開度，保持一個時間間隔以排放灰渣。調節(jié)閥脈沖設定的時間、速度和時間間隔根據(jù)操作運行情況在DCS上可調。三、激冷室液位測量和調節(jié)氣化過程的融渣四、其他重要控制回路1.洗滌塔液位測量和調節(jié)洗滌塔液位測量、調節(jié)和氣化爐激冷室液位測量、調節(jié)相似，也采用3臺液位計進行測量調節(jié)。洗滌塔液位測量選用的是雙法蘭液位變送器（羅斯蒙特）。2.氣化爐壓力調節(jié)氣化爐壓力在氣化裝置開車和停車（故障緊急停車或計劃停車）時由調節(jié)閥自動調節(jié)。開車時通過它調節(jié)氣化爐壓力，當達到全負荷時通過調節(jié)閥的氣體流速很大，高速氣流的氣蝕和其中渣顆粒的磨蝕很厲害。操作正常后向變換工段送氣時，閥門由幾乎全開到慢慢關閉，兩端壓差逐漸加大，全關時達到最高壓差，即氣化爐操作壓力，此時要求不能泄漏，所以閥門有較嚴格的技術要求。四、其他重要控制回路預熱燒嘴（升溫曲線）烘爐建立激冷水流量氣化爐開車程序開車前準備1.配管安裝完成2.裝置吹掃完成3.氣化爐砌磚完成SIS系統(tǒng)安全聯(lián)鎖復位有關閥門動作情況確認停預熱燒嘴，改工藝燒嘴。自然降溫，檢查后再預熱，在裝工藝燒嘴氣化爐、洗滌塔氮氣置換建立煤漿循環(huán)建立洗滌水循環(huán)1.先投運洗滌塔2.啟動激冷水泵建立氧氣流量，通過消音器放空最后確認所有投料條件氣化爐投料（煤漿，氧氣）盡快開啟煤漿管線沖洗，激冷水排水切至黑水閃蒸系統(tǒng)預熱燒嘴（升溫曲線）烘爐建立激冷水流量氣化爐開車程序開車前準開車邏輯說明：氣化爐開車（投料）程序的啟動在DCS上進行，自動完成以下一系列動作：開車命令送至料漿第一道切斷閥，電磁閥動作，儀表壓縮空氣推動活塞執(zhí)行機構，使第一切斷閥打開，延時后，程序命令使第二切斷閥逐漸打開。當打開至xx％時，閥位信號使料漿循環(huán)閥關閉。煤漿通過燒嘴進入氣化爐。開車信號同時送到兩個氧氣切斷閥間的高壓氮氣密封閥，使其關閉。開車信號在延時后，送至氧氣下游切斷閥，令其打開；并令高壓氮氣吹掃閥打開x秒，在氧氣下游管線上用高壓氮氣作一個短時吹掃，然后關閉，此閥關閉信號后過十多秒，送至氧氣放空閥，使其關閉。放空閥關閉至xx％時，自動發(fā)信號給氧氣上游切斷閥打開。當氧氣上游切斷閥打開后，則氧氣流至工藝燒嘴，高壓氧氣噴射并霧化煤漿，噴入高溫爐膛內燃燒。如果氧氣流量沒有建立起來，由下游氧氣切斷閥接到信號起xx秒，則說明點火失敗，發(fā)出停車信號，SIS轉入停車程序。開車邏輯說明：氣化爐聯(lián)鎖停車因素及過程氣化爐工藝過程不正常，引起一些參數(shù)超標，或工藝和儀表設備故障，就會觸發(fā)安全聯(lián)鎖緊急停車系統(tǒng)，使氣化爐甚至氣化裝置自動按預定程序停車。操作人員也可以手動觸發(fā)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)進行停車。停車觸發(fā)的因素如下：開車時氧氣流量建立時間超過xx秒，點火失??；煤漿流量低低；煤漿進料泵速度低低；氧氣流量低低；氣化爐粗合成氣出口溫度高高；激冷室液位低低；氣化爐壓差低低，高高；工藝燒嘴壓差低低，高高；煤漿循環(huán)閥閥位高高；煤漿切斷閥閥位低低；氧氣切斷閥閥位低低；氧氣放空閥閥位高高；洗滌塔進料槽液位低低；工藝燒嘴冷卻水系統(tǒng)故障聯(lián)鎖；料漿泵停車。氣化爐聯(lián)鎖停車因素及過程以上是氣化爐本系列工藝過程參數(shù)和儀表設備故障引起的觸發(fā)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)啟動的因素。非本系列故障或不正常條件引起的聯(lián)鎖系統(tǒng)動作的觸發(fā)因素有：儀表空氣壓力低低；空分裝置停車；手動緊急停車。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)被觸發(fā)后，氣化爐工藝過程系列按預定程序自動停車，發(fā)生以下動作。立即同時執(zhí)行·關閉氧氣管道上兩個切斷閥和氧氣調節(jié)閥；·停高壓煤漿泵；·洗滌塔塔盤洗滌水流量控制閥關閉；·打開高壓氮吹掃閥，吹掃氧氣下游切斷閥至工藝燒嘴以下管線，包括氧氣中心管，防止氣化爐回火。延時x秒鐘，關閉煤漿兩道切斷閥；延時x秒鐘，打開高壓氮吹掃閥，吹掃料漿切斷閥至工藝燒嘴以下管線，將管道內料漿吹入氣化爐內。延時xx秒鐘，關閉料漿管線高壓氮吹掃閥；延時xx秒鐘，關閉氧氣管線高壓氮吹掃閥；延時xx秒鐘，打開高壓氮緩沖閥，將氧氣兩個切斷閥間用高壓氮氣充滿，以防止氧氣泄漏入氣化爐引起爆炸。至此，氣化爐聯(lián)鎖停車系統(tǒng)使氣化爐相關系列在x分鐘內安全停車。以上是氣化爐本系列工藝過程參數(shù)和儀表設備故障引起的觸發(fā)安全聯(lián)謝謝大家！謝謝大家！岳陽長煉機電工程技術有限公司烏魯木齊分公司《氣化單元重要設備及工藝流程簡介》自控專業(yè)：張偉喬2015.6岳陽長煉機電工程技術有限公司烏魯木齊分公司目錄一、氣化裝置代號一覽二、氣化單元主要設備介紹三、流程簡介四、氣化爐開停車程序目錄一、氣化裝置代號一覽一、氣化裝置代號一覽一、氣化裝置代號一覽二、氣化單元主要設備介紹一、氣化爐（位號：2220-F-1001~8001）是以氧氣為氣化劑對水煤漿進行加壓氣化，制取原料氣的關鍵設備。它分為上下兩個部分，上部為燃燒室，下部為激冷室。配比好的水煤漿（燒嘴內環(huán)隙）和氧氣（中心管和外環(huán)隙）通過頂部燒嘴噴入燃燒室內，在高溫高壓下發(fā)生氣化反應，生成所需的高溫原料氣（CO,H2,CO2,H2O為主要成分），在反應壓力的作用下，高溫原料氣和熔渣通過燃燒室的下錐口進入激冷室內，與激冷水充分接觸冷卻后產(chǎn)生的激冷氣通過激冷室上部設置的激冷氣出口排出，產(chǎn)生的黑水和爐渣通過激冷室下部設置的排渣口進入鎖渣罐，定期排放。操作壓力：6.5MPa操作溫度：261(MAX427)℃/252(MAX255)℃（燃燒室殼體/激冷室殼體）設計壓力：7.15/-0.1MPa設計溫度：455℃氣化爐規(guī)格：D×H=3200/3800×20711二、氣化單元主要設備介紹一、氣化爐一、氣化爐氣化爐材質：燃燒室殼體：SA387Gr11CL2

激冷室殼體：SA387Gr11CL2+S31603（堆焊）燃燒室法蘭及接管：SA336F11CL3、SA182F11CL2

激冷室法蘭及接管：SA336F11CL3+S31603（堆焊）、SA182F11CL2+S31603（堆焊）燃燒室內襯：鉻鋁鋯磚+低鉻剛玉磚+隔熱耐火磚+纖維可塑料腐蝕裕量：6/3mm（燃燒室殼體/激冷室殼體）氣化裝置采用GE水煤漿加壓氣化技術產(chǎn)生的合成氣,涉及的工業(yè)爐設備有工藝燒嘴（2220-J-1001~8001）、預熱燒嘴（2220-J-1002~8002）一、氣化爐氣化爐工藝流程課件教材二、洗滌塔

（位號：2220-C-1001～8001）用來洗滌粗合成氣，以降低合成氣中的灰塵。粗煤氣先進入洗滌塔進行鼓泡增濕，然后經(jīng)六塊撞擊式高效塔盤，最后經(jīng)旋留板除沫器使合成氣含塵量達到設計要求，洗滌塔是氣化裝置的關鍵設備之一。操作壓力：6.29～6.47MPa操作溫度：246～255℃設計壓力：7.15/-0.1Mpa設計溫度：283℃設備規(guī)格：D×H=4200x12730設備材質：13MnNiMoR+S31603（爆炸復合）腐蝕裕量：0mm二、洗滌塔氣化爐工藝流程課件教材三、鎖斗鎖斗（位號：2220-V-1001～8001）是供氣化爐工作時儲存經(jīng)激冷之后的熔渣、黑水及氣化爐在連接操作的情況下向外排渣和黑水之用的設備，是氣化關鍵設備之一。根據(jù)鎖斗功能的特點，本裝置的鎖斗承壓在0～6.68Mpa的交替循環(huán)壓力荷載工況下工作。鎖斗需按應力分析方法進行疲勞設計，要求應力循環(huán)次數(shù)為：2次/小時，16000次/年，鎖斗設計壽命20年，總循環(huán)次數(shù)為320000次。操作壓力：0～6.58（max:6.78）MPa操作溫度：59（max:122）℃設計壓力：7.46/-0.1Mpa設計溫度：278℃排渣次數(shù)：2次/小時設備規(guī)格：D×H=2000x6300設備材質：Q345R+S31603（堆焊）腐蝕裕量：0mm三、鎖斗氣化爐工藝流程課件教材四、文丘里洗滌器文丘里洗滌器（位號：2220-X-1001～8001）是向出氣化爐的合成氣噴水，保證了合成氣中含有足量的水分，有利于合成氣中的灰分被除去，是氣化裝置關鍵設備之一。操作壓力：6.47MPa操作溫度：252(max255)℃設計壓力：7.974Mpa設計溫度：283℃設備規(guī)格：D×H=850x8659設備材質：Q345R+S31603（堆焊）腐蝕裕量：0mm四、文丘里洗滌器氣化爐工藝流程課件教材五、工藝燒嘴位號：2220-J-1001~8001是將煤漿泵送來的制備好的煤漿與氧氣通過各自流道噴入高溫的氣化爐燃燒室，氧氣與部分煤漿迅速發(fā)生燃燒反應放出大量的熱量為爐膛內后續(xù)的反應提供需要的熱量。工藝燒嘴共16臺，其中8臺進口，8臺國產(chǎn)。操作壓力：7.8MPa/8.1MPa(煤漿/氧氣)操作溫度：40℃/30℃（煤漿/氧氣）設計壓力：8.1MPa/8.5MPa(煤漿/氧氣)設計溫度：84℃/74℃（煤漿/氧氣）國產(chǎn)工藝燒嘴材質：所有與氧氣接觸的部件：Inconel625所有與煤漿接觸的部件：S32168冷卻水盤管全部：Inconel625燒嘴頭部采用UMCO50鈷基耐熱合金或GH188五、工藝燒嘴氣化爐工藝流程課件教材氣化爐工藝流程課件教材三、流程簡介

一、氣化爐流程

煤漿從高壓煤漿泵送至工藝燒嘴，和來自空分的氧氣一起進入氣化爐，氧氣分兩路分別經(jīng)過中心管和環(huán)管進入工藝燒嘴以實現(xiàn)與煤漿的充分混和。開車之前，煤漿循環(huán)回到煤漿槽。開車啟動后，煤漿自動控制閥系統(tǒng)將循環(huán)煤漿切換至工藝燒嘴；開車之前，氧氣自動經(jīng)由氧氣消音器放空至大氣。開車啟動后，氧氣由放空自動切換至工藝燒嘴。在氣化爐燃燒室內，氧氣和煤漿在約1300~1400℃和6.5MPa.G的條件下進行燃燒和部分氧化反應。燃燒室內襯耐火磚，使外殼溫度保持在約285℃-315℃之間。燃燒產(chǎn)物為含少量雜質（包括氯化物、硫化物、氮、氬、和甲烷）的粗煤氣、液態(tài)爐渣和細小固體顆粒。燃燒產(chǎn)物離開燃燒室經(jīng)下降管進入充滿水的激冷室，爐渣在水浴中固化，下沉至氣化爐的底部。粗煤氣在激冷室與水直接接觸冷卻，大部分微粒留在水中，粗煤氣經(jīng)上升管（即降液管的外部環(huán)隙）從側面離開氣化爐三、流程簡介一、氣化爐流程

一、氣化爐流程

并經(jīng)文丘里洗滌器進入洗滌塔。來自變換的高壓工藝凝液噴入出氣化爐的粗煤氣以防止固體在管路中累積。激冷水被送至下降管頂部的激冷環(huán)，并順管壁流入激冷室。可能堵塞激冷環(huán)出水口的大固體顆粒由上游的激冷水過濾器除去。來自高壓灰水泵的一根旁通管線至激冷室用以補充可能的夾帶損失并且維持激冷室液位。開車工況下，氣化爐排污黑水經(jīng)開工冷卻器去沉降槽，直至氣化爐有足夠的壓力，黑水改去高壓閃蒸系統(tǒng)。正常操作工況下，激冷室中的黑水經(jīng)過液位控制排放至高壓閃蒸罐。這股流體含有大部分細小固體顆粒。氣化爐燃燒室安裝有熱電偶用來指示反應溫度。洗滌塔出口設置連續(xù)分析儀分析測定粗煤氣中的甲烷含量，用于間接判斷氣化爐反應溫度。在預熱和停車期間，激冷室中過量的水直接排至渣池或經(jīng)過開工冷卻器去沉降槽。從氣化爐引一根副線去洗滌塔，在開車階段用以循環(huán)黑水直至壓力足夠高，在液位控制下改排至高壓閃蒸罐。氣化爐激冷室水浴收集的粗渣送至鎖斗系統(tǒng)。一、氣化爐流程

一、氣化爐流程

工藝燒嘴處于氣化爐燃燒室的高溫區(qū)，由水夾套和不斷有水循環(huán)的冷卻盤管保護。燒嘴冷卻水系統(tǒng)是一個低壓封閉回路水系統(tǒng)。冷卻水壓力低于氣化爐操作壓力以防止水泄漏到氣化爐的耐火材料層中，那樣會損壞耐火材料并使氣化爐外殼受壓。冷卻水系統(tǒng)由燒嘴冷卻水槽、燒嘴冷卻水泵和燒嘴冷卻水冷卻器組成。當冷卻水壓力過低或運行泵故障時備用泵自動開啟，每臺泵備有事故電源。冷卻回水流入相對應的燒嘴冷卻水氣液分離罐。分離器出口設置CO分析儀，可及早警示有合成氣泄漏到冷卻水系統(tǒng)中。在燒嘴冷卻水泵切換至事故電源期間，由事故燒嘴冷卻水罐提供備用冷卻水。在開車之前，用預熱燒嘴代替工藝燒嘴，將氣化爐預熱至約1200℃。預熱燒嘴用燃料正常情況使用燃料氣，開車烘爐用LPG，預熱提溫用柴油。由開工抽引器用低壓蒸汽將氣化爐內抽成部分真空，將燃燒所需的空氣引入氣化爐。蒸汽和燃燒煙氣被排至安全位置。氣化裝置設置了2臺高壓氮氣吹掃罐和8臺高壓氮氣緩沖罐。停車后，高壓氮氣吹掃罐向工藝燒嘴、煤漿和氧氣管路吹掃高壓氮氣。一、氣化爐流程粗煤氣洗滌系統(tǒng)

來自氣化爐的粗煤氣進入文丘里洗滌器被充分浸濕，以利于氣體中的固體顆粒從洗滌塔中被除去。文丘里洗滌器的洗滌水來自于文丘里洗滌水泵。浸濕的粗煤氣進入洗滌塔并通過下降管進入到洗滌塔塔釜的水中，氣體中夾帶的大多數(shù)固體被除掉。粗煤氣經(jīng)下降管外部環(huán)隙上升到洗滌塔上部塔盤，與高壓冷凝液逆流接觸洗掉殘留的固體顆粒。由變換來的高壓冷凝液（開車階段由變換來的鍋爐給水提供）供給兩處：洗滌塔塔盤和氣化爐粗煤氣出口。如果高壓冷凝液過量，也可以通過流量控制進入洗滌塔塔釜。脫氧槽來的灰水經(jīng)高壓灰水泵加壓再經(jīng)灰水加熱器加熱后進入洗滌塔維持液位。開停車階段，洗滌塔需使用鍋爐給水維持液位。在洗滌塔塔盤上部，除沫器除去粗煤氣夾帶的水滴后，干凈的粗煤氣經(jīng)氣動切斷閥進入下游工藝單元，該閥由控制室的手動控制器啟動。在開車和停車階段，氣體在壓力控制下送至火炬。洗滌塔出口安裝有在線分析儀，每臺氣化爐采用單獨紅外線分析儀分別測量CO、CO2和CH4，設熱導式氫氣分析儀測量H2含量，并單設O2分析儀檢測粗煤氣組分，防止氣化爐過氧。洗滌塔底部的水和固體經(jīng)過流量控制被排放至高壓閃蒸罐。從洗滌塔黑水出口之上抽出部分黑水送至激冷水泵和文丘里洗滌水泵。在停車階段，通過手動控制將灰水繞過灰水加熱器，直接供給激冷水泵以預防汽蝕。

粗煤氣洗滌系統(tǒng)來自氣化爐的粗煤氣進入文丘里洗滌器被排渣系統(tǒng)

來自氣化爐激冷室的的渣水流入鎖斗。從鎖斗上部引出相對干凈的水，用鎖斗循環(huán)泵將其送至氣化爐激冷室底部，通過這股水的循環(huán)，將激冷室底部的渣和其它固體沖至鎖斗。在一個預設的時間周期（通常約30分鐘）之后，自動計時器啟動一次鎖斗卸料循環(huán)。在卸料循環(huán)過程中，氣化爐與鎖斗之間的切斷閥關閉，鎖斗循環(huán)泵連接鎖斗的正常吸入口切斷，鎖斗循環(huán)泵至氣化爐的循環(huán)水以最小流量送至泵自身的入口。鎖斗通過與鎖斗沖洗水罐相連的管道卸壓。卸壓后，向卸壓管線中通入灰水沖洗固體顆粒。然后打開鎖斗出口閥將渣和水送至渣池內的撈渣機上。在打開鎖斗出口閥前，暫時關閉渣池隔離閥，使帶有撈渣機的這部分渣池與另一部分隔離開，便于渣的沉淀和送出。在卸料期間，打開鎖斗沖洗水罐底部出口閥，用較干凈的灰水置換鎖斗中的水和渣。在到達設定時間后或鎖斗沖洗水罐到達低液位時將鎖斗出口閥關閉，這樣可以確保鎖斗中仍充滿水。當鎖斗放空達到高限液位或灰水泵開始向鎖斗沖洗罐中注入灰水時，將鎖斗沖洗水罐出口閥關閉。用高壓冷凝液或來自高壓灰水泵的除氧水給鎖斗充壓。當鎖斗與氣化爐之間的壓差小于給定值時，重新打開鎖斗入口閥。同時，打開鎖斗至鎖斗循環(huán)泵的閥門，關閉鎖斗循環(huán)泵回流閥。整個卸料循環(huán)（降壓、卸料、水置換、充壓）用時約2分鐘。大約5分鐘后重新打開渣池隔離閥，碳渣水流入。渣池泵將渣池干凈側的渣水送至黑水閃蒸系統(tǒng)的第一真空閃蒸罐。如果需要，可將一股臨時灰水注入渣池干凈的一側以稀釋渣水的固體含量。在氣化爐預熱循環(huán)階段，激冷室中的水排入渣池。預熱水泵將預熱水送回激冷環(huán)。

排渣系統(tǒng)來自氣化爐激冷室的的渣水流入鎖斗。從鎖斗四、復雜控制系統(tǒng)一、氧煤比（O/C）控制煤氣化工藝最復雜的控制系統(tǒng)是氧煤比（O/C）控制，它包括:煤漿流量控制回路，含煤漿流量測量、中值選擇、流量調節(jié)三個環(huán)節(jié)。氧氣流量控制回路，含氧氣流量測量、溫度壓力補償、氧氣純度校正、流量調節(jié)四個環(huán)節(jié)。負荷控制和交叉限幅選擇控制。煤漿流量采用三臺電磁流量計測量，煤漿泵轉速也折算成煤漿流量值，通過選擇開關，煤漿泵轉速折算的煤漿流量可取代前2個煤漿流量傳感器中的一個，三個煤漿流量值在DCS中作中值選擇，選中的流量信號作煤漿流量調節(jié)信號。煤漿流量調節(jié)信號與速度信號相比較后，經(jīng)PID運算，調節(jié)信號去變頻調速器調節(jié)煤漿泵轉速。這是煤漿流量控制回路。氧氣流量用文丘里流量計測量，同時測量氧氣溫度和壓力，在DCS中作溫度和壓力補償，然后經(jīng)氧氣純度修正，此信號輸入氧氣流量調節(jié)單元，進行氧氣流量調節(jié)回路。氣化爐的負荷控制在DCS上設手動負荷控制器，可控制負荷范圍為60～110％。為避免過大的生產(chǎn)負荷擾動，設限幅器，限制負荷升降速率在一定的范圍內。同時，設交叉限幅控制。交叉限幅控制是典型的燃燒控制系統(tǒng)，負荷提高時，首先提高煤漿流量，然后提高氧氣流量；負荷降低時首先降低氧氣流量，然后降低煤漿流量，這是通過高、低選擇器實現(xiàn)的。交叉限幅控制是一種安全控制策略。四、復雜控制系統(tǒng)一、氧煤比（O/C）控制二、鎖斗控制程序氣化過程排渣是間斷的，定時程序排放，鎖斗系統(tǒng)包括鎖斗、渣池、鎖斗循環(huán)泵、程控閥和相應的儀表組成。鎖斗在氣化爐下部，兩臺設備之間用管道和兩個切斷閥相連。鎖斗到渣池之間用一個切斷閥相連。在大部分時間里，鎖斗下部的切斷閥是常閉的，而上部的兩個鎖渣閥是常開的，氣化爐燃燒后形成的灰渣連續(xù)地落入鎖斗中。到一個預定的時間，則啟動一個排渣程序，將渣排出，這就是鎖斗排渣程序控制。程序分5個過程，說明如下：泄壓過程泄壓過程開始時，首先關閉鎖斗入口渣閥，確認入口渣閥關閉后，打開減壓閥，通過沖洗水罐，使鎖斗壓力降低。此時，確認渣池排渣閥關閉。清洗過程洗凈閥打開，沖洗鎖斗入口閥以下管道，將灰渣沖洗至鎖斗。過程時間較短，由計時器定時，然后關閉洗凈閥和減壓閥。檢查沖洗水罐液位是否為高。排渣過程完成上述過程后，打開沖洗水閥，檢查鎖斗入口渣閥仍為關閉狀態(tài)，鎖斗壓力在低位，打開鎖斗出口渣閥。沖洗水由鎖斗沖洗水罐沖入鎖斗，將灰渣沖入渣池。此時，洗凈水閥也打開。二、鎖斗控制程序沖洗排渣過程一直繼續(xù)到鎖斗沖洗水罐液位低，然后計時器令鎖斗出口渣閥關閉，洗凈水閥關閉。鎖斗頂部的沖洗水罐液位為低，關閉沖洗水閥。排渣過程到此為止。沖洗水閥關閉后，鎖斗與鎖斗沖洗水罐斷開，對鎖斗沖洗水罐通過流量調節(jié)回路補充水，直至液位高聯(lián)鎖。充壓過程沖洗水閥關閉后，鎖斗開始加壓。加壓是通過打開加壓閥進行的。鎖斗壓力由壓力變送器檢測，并由壓差開關控制，當壓力上升到與氣化爐出口壓力差為xxMpa時，充壓過程結束，加壓閥關閉。集渣過程加壓閥關閉的同時打開鎖斗入口渣閥，灰渣由氣化爐的激冷室通過鎖斗入口渣閥收集到鎖斗中，開始較長時間的渣收集過程。在此過程中，循環(huán)水泵入口閥打開，旁路閥關閉，鎖斗一部分灰水通過循環(huán)泵返回激冷室。當灰渣收集過程結束時，旁路閥打開，循環(huán)水泵入口閥關閉。

以上程序控制由計時器完成，計時器自動使程序再次循環(huán)，周而復始。每個閥門的開關動作必須在12秒內完成，并確認閥門動作到位，否則程序認為閥門故障而自動停止程序執(zhí)行。排渣過程因原料不同，時間不同，但大致時間安排是30分鐘。排渣程序在DCS上編程和運行，時間順序的值可以根據(jù)實際情況修改。程序可以在任意過程中止和重新運行，可以保持某個過程，也可以此過程從頭開始運行程序。沖洗排渣過程一直繼續(xù)到鎖斗沖洗水罐液位低，然后計時器令鎖斗出氣化爐工藝流程課件教材

三、激冷室液位測量和調節(jié)

氣化過程的融渣和粗合成氣通過激冷室的水冷，使高達1300～1500℃以上的物料激冷至250℃左右，熔渣經(jīng)激冷變成細渣，通過下降管和鎖渣閥到達鎖斗，粗合成氣通過環(huán)隙和擋板送出氣化爐。氣化爐激冷室要保持一定的液位，才能使高溫融渣和粗合成氣激冷下來，所以氣化爐激冷室液位是非常重要的，它參與氣化爐安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，當其液位低低時氣化爐系列聯(lián)鎖停車。因為激冷室液位的重要生，故設置三取二邏輯，3臺全選用雙法蘭遠傳式液位變送器，且在就地設有顯示儀表，以便現(xiàn)場隨時觀察。

激冷室液位測量是為了自動調節(jié)液位，使液位保持在操作設定值。自動調節(jié)采用串級調節(jié)系統(tǒng)，即采用激冷室液位串級調節(jié)激冷室排出黑水量。激冷室液位的三臺測量儀表信號輸入DCS中，經(jīng)過校對選擇準確者用于液位控制器的輸入信號，經(jīng)PID運算，輸出控制信號去激冷室黑水排出流量控制器作為設定值。流量控制器自動控制兩個并聯(lián)的調節(jié)閥；根據(jù)操作情況，用手動選擇兩個閥門中任一個或兩個來調節(jié)，由于激冷室底部黑水含渣量較多，這兩個調節(jié)閥除常規(guī)接收流量控制器控制信號，還定時接收一個脈沖信號，使調節(jié)閥定期打開一定開度，保持一