殼牌煤氣化激冷氣壓縮機改造總結

竇云飛（河南省煤業化工集團,河南 濮陽 457000）

殼牌煤氣化激冷氣壓縮機改造總結

竇云飛
（河南省煤業化工集團,河南 濮陽 457000）

激冷氣壓縮機（K-1301）是煤氣化裝置中的關鍵設備之一，其作用是用于控制氣化爐反應室的出口溫度，防止高溫及液態煤灰對氣化爐下游設備造成損害。并對氣化裝置高負荷生產的技術瓶頸形成制約，而對于合成氣冷卻器入口處的十字架積灰情況，也存在較大影響。本文簡述激冷氣壓縮機的工藝流程和存在的缺點，重點闡述對其進行改造后效果。

激冷氣壓縮機;氣化爐;改造

0 引言

激冷氣壓縮機使用氣化爐下游關鍵設備高溫高壓陶瓷過濾器（S-1501）與合成氣濕洗塔（C-1601）處理后返回并混合為200℃的合成氣經過激冷氣壓縮機（K-1301）提壓后進入氣化爐反應室頂部（合成氣出口）的激冷段，將氣化爐反應室產生并送出的1500-1800℃的合成氣激冷至850-900℃，同時將合成氣中夾帶的液態飛灰激冷至固態，防止其粘附下游換熱器表面造成換熱效率下降甚至造成換熱器堵塞、盤管由于高流速而磨穿等問題。激冷氣壓縮機（K-1301）設計的正常流量為42.14Kg/S，最大流量為54.77Kg/S，激冷氣與合成氣比為1:1.0-1.25，電動機功率為1200KW，壓縮機負荷調節手段采用電動機變頻器控制轉速調節。

1 裝置存在問題的原因

激冷氣量不足，不能適應高負荷運行。以目前的激冷氣壓縮機所提供的激冷氣量，最多只能滿足氣化爐氧負荷的92-95%，而根據以往的運行經驗得出的結論是，在激冷氣壓縮機滿負荷運行的情況下，氣化爐氧負荷在90%以上運行7-10天后，就會因氣化爐合成氣冷卻器入口堵塞而被迫停車清理或在70%的氧負荷工況下運行，這樣對裝置的運營狀況是極其不利的，而運行在85-90%的氧負荷情況下，氣化爐合成氣冷卻器通常會在連續運行40-20天時出現換熱能力不足，合成氣流通面積過小的情況，而最終結果也通常是停車清理合成氣冷卻器入口的積灰。

2 裝置合理的運行狀態

根據此種情況，結合實際的運行經驗，得出了裝置本身較為合理的運行狀態，即，在氣化爐80-85%的氧負荷下，可有效的防止或延緩合成氣冷卻器入口積灰的情況，在這種工況下，裝置運行72天后停車檢查，氣化爐合成氣冷卻器入口未出現積灰的情況。但這樣的運行工況則直接導致了下游的甲醇裝置實際產能的降低，裝置的整體運營成本增加，通過實際運行與總結，裝置運行時極其不經濟的。

通過制定新的壓縮機要求和商業談判，最終由沈陽鼓風機集團股份有限公司中標成套激冷氣壓縮機設備的制造和總成。

3 新老循環氣壓縮機運行時的數據對比分析

通過近期新循環氣壓縮機（K1302）運行的數據與老循環氣壓縮機運行時的數據對比，分別以85%、95%、100%、106%進行比較。

在同為85%負荷下，使用舊的激冷氣壓縮機20天左右，氣化爐合成氣冷卻器入口積灰的情況就會有所顯現，而使用新的激冷氣壓縮機對于該情況則不會出現，且對合成氣冷卻器入口溫度的控制程度上要明顯由于舊的激冷氣壓縮機，因此，在煤種的選擇上，新激冷氣壓縮機可以有更多的選擇。

對于95%的負荷，舊激冷氣壓縮機的劣勢已經突顯，690-715℃的合成氣冷卻器入口溫度已經令大多數的煤種止步氣化爐外，否則，隨之而來的便是其入口因液態飛灰粘結而造成的堵塞并最終導致停車。而新激冷氣壓縮機在該工況下仍未發揮滿功率，而合成氣冷卻器入口溫度仍然能夠得到有效控制。

在氣化爐100%負荷工況下，舊激冷氣壓縮機已不能滿足氣化爐激冷段出口乃至合成氣冷卻器入口的溫度要求，而在該情況下，極有可能造成合成氣冷卻器入口超溫進而損壞設備的情況發生。而新激冷氣壓縮機的運行負荷人有余量，且合成氣冷卻器入口的溫度仍然能夠得到有效的控制。

氣化爐氧負荷106%是該裝置迄今為止氣化爐負荷最高的工況，在該工況下，舊激冷氣壓縮機不做考慮，對于新激冷氣壓縮機，其功率已基本達到滿功率，而合成氣冷卻器入口溫度仍在可接受的范圍之內，但考慮到氣化裝置中的另一臺關鍵設備高溫高壓過濾器的流通量則基本接近滿負荷，若再提高氣化爐負荷，可能會對高溫高壓過濾器內的陶瓷濾棒造成影響，故，該負荷可視為驗證新壓縮機性能的一個特殊工況，在正常生產中若達到該工況點，應對氣化裝置中的其他關鍵設備的載荷進行重新考評。

4 總結

從工藝運行數據可以看出，老壓縮機無法滿足氣化裝置實際的滿負荷運行需要，同時過高的氧負荷會導致十字架積灰，嚴重將對換熱器造成損壞。新壓縮機的投用對氣化裝置高負荷生產的技術瓶頸得到有效突破，而對于合成氣冷卻器入口處的十字架積灰情況，也得到了有效的控制，從而使氣化裝置可以連續的高負荷生產，進一步地降低生產能耗。

竇云飛（1984-），男，大專，單位：河南省煤業化工集團，助理工程師，主要從事：與煤氣化相關的技術工作。