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多喷嘴煤气化装置:中国走在世界前列

煤炭资讯网 2011-8-24 12:00:53    要闻
     
  中化新网讯  8月13日,由兖矿集团和华东理工大学主办、山东兖矿国拓科技工程有限公司(以下简称为兖矿国拓)、华东理工大学洁净煤研究所、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心承办的“全国多喷嘴煤气化装置优秀运行奖暨耐火砖使用经验交流会”在山东省滕州市举行,兖矿鲁南化肥厂(以下简称为兖矿鲁化)因创造了同类煤气化装置拱顶耐火砖使用时间超过一万小时的国家纪录,获得“多喷嘴煤气化装置优秀运行奖”。此举表明具有我国自主知识产权的多喷嘴对置式煤气化技术,走在了世界前列。

 

 

兖矿集团技术中心主任苗素军和水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心总工程师张鸿林为鲁化代表颁发奖杯和荣誉证书。

  
  自主创新:全面提升气化装置水平

  
  兖矿国拓董事长丁辉介绍,多喷嘴对置式水煤浆气化技术作为国家“十五”、“十一五”期间的重大研究课题,被列为“国家863重点攻关项目”。该技术历经基础理论研究、实验室研发、中试、工业示范和工业应用各个阶段的发展和完善,已经走向成熟,积累了完整的理论基础和工业运行经验,随着投入运行数量的不断增加,运行周期不断延长,运行指标不断优化,各项性能指标都已超过单喷嘴水煤浆气化技术,达到世界领先水平。


  该技术2001年获“九五”国家重点科技攻关计划优秀成果奖;2006年获中国石油和化学工业协会科技进步特等奖;2007年获国家科技进步二等奖;2009年以多喷嘴对置式气化炉为建设主体的兖矿国泰化工有限公司(以下简称为兖矿国泰)获“新中国成立六十周年百项经典暨精品工程”称号。

 

 

丁辉


  曾被认为是多喷嘴对置式气化技术“短板”的拱顶耐火砖寿命经过几年的攻关,目前已获得突破性进展:江苏索普、江苏灵谷等多家运行装置气化炉拱顶耐火砖使用寿命已突破7000小时,兖矿国泰耐火砖寿命运行时间超过了9000小时,截止到2011年8月中旬,兖矿鲁化多喷嘴气化炉累计使用寿命已超过10800小时,且还在稳定运行;多喷嘴气化炉耐火砖短板部位运行时间远远超过了单喷嘴耐火砖短板部位——锥底砖的使用寿命。耐火砖使用寿命的延长提高了气化炉的开工率,为企业节省了大量的维修费用。


  在兖矿国泰建设的第一套千吨级工业示范装置,经过不断地攻关、创新,开发出装置带压联投和无波动倒炉特有技术,实现煤气化技术上的重大突破,大大降低了气化炉停车几率,提高了气化炉的有效生产时间。带压连投技术目前已普遍使用在多喷嘴气化装置中。


  在兖矿鲁化运行的装置,其核心设备多喷嘴对置式水煤浆气化炉下拱顶耐火砖运行时间超过10800小时,渣口砖超过14480小时,单炉连续运行131天的长周期运行纪录。兖矿鲁南化肥厂D#气化炉自投入运行以来,生产装置运行稳定,各项工艺指标优良,与该厂同类技术相比,表现出明显的先进性。

 

 

于广锁


  工艺烧嘴是气化系统的关键设备,过去认为4个烧嘴同时运行必然会增加因烧嘴故障造成气化炉停车的几率,由于采用合理的预膜式结构及高压氮气保护流程,可使烧嘴的正常磨损、侵蚀情况降到最小,加之操作水平及检修水平的不断提高,目前工艺烧嘴的寿命也不断延长,多家企业工艺烧嘴平均寿命超过60天,部分情况更好的单位工艺烧嘴使用寿命平均达到100天左右,兖矿国泰、兖矿鲁化工艺烧嘴多次超过了120天,兖矿国泰最长周期达到152天。


  耐火砖、工艺烧嘴等关键部件的稳定运行也保证了气化装置运行的稳定,目前多家装置运行负荷达到或超过设计值,兖矿国泰、新能凤凰、神华宁煤等装置在投入运行后半年左右便通过了装置性能考核验收,各装置考核指标均在设计范围内,特别是煤耗、氧耗、合成气有效成分、碳转化率等主要指标均明显优于设计值,其他的装置投入运行后,由于运行稳定,各项指标达到或超过计划值,已决定不再进行性能考核。江苏灵谷化工气化装置在双炉一开一备(气化炉冷备)的状况下,保持了装置连续稳定运行的状态,从2010年10月至2011年6月30日,整个合成氨、尿素装置连续满负荷运行240多天。目前,该技术良好的工业应用效果已得到业内的一致认可,在国内外得到广泛推广,建设规模也不断扩大,截止到2011年8月,该技术已在国内外推广应用24家,75台(套)气化炉。

  
  走出国门:成为国际主流气化技术之一

  
  
  华东理工大学洁净煤研究所所长于广锁教授告诉记者,随着多喷嘴对置式水煤浆气化技术的日益成熟,工业运行业绩的不断积累,国外煤气化技术对中国的长期垄断逐渐被打破。该技术正被国际气化工业领域所认识和接受,并正成为大型气化项目的主流选择之一。2006年在美国华盛顿召开的国际气化年会,主办方安排在大会上介绍该技术,获得了巨大反响,随后每年的国际气化年会都有该技术连续报道,介绍该技术的进展情况。国际著名气化专家、《Gasification》一书作者Christopher Higman对该技术评价较高,并将该技术写入其著作《Gasification》第二版中。国际期刊《Chemical Engineering》的高级编辑Frankfurt在其为“Newsfront”栏目撰写的主题论文中,着重介绍了多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其应用状况。


  多家国际公司就采用该技术的相关事宜与专利商进行了洽谈。经过长时间深入的技术交流和实地考察,2008年7月,美国Valero能源公司(北美最大的炼油公司,2007年全球500强排名第43位)签订了采用多喷嘴气化技术的商务合同,将运用该技术进行石油焦气化制氢项目,所建设的石油焦气化项目为目前全世界最大的气化装置,总投资达到30亿美元。该项目也是中国大型化工成套技术首次向美国等发达国家输出。

  
  产学研结合:为煤化工企业提供优质服务
  

  据兖矿集团总经理助理、煤化公司总经理褚宏春介绍,兖矿集团是国内最早从事水煤浆加压气化工业应用的企业,拥有20余年发展水煤浆加压气化工业应用所积累的丰富实践经验,到2012年底将有7套水煤浆气化装置运行。在煤气化技术工业应用过程中,培养了大批理论基础全面、实践技术过硬的煤化工专业人才,为我国水煤浆加压气化技术的全面推广做出了突出贡献。

 

 

褚宏春


  兖矿集团各煤化工装置可为多喷嘴气化用户提供全流程的工厂培训,兖矿集团还拥有国家级水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心,建有大型水煤浆气化操作仿真培训平台,可为多喷嘴气化技术用户技术管理及操作人员提供最接近实际的操作模拟培训;华东理工大学洁净煤研究所拥有先进的专业实验装置和几十年潜心研究而总结的丰富理论基础,兖矿集团与华东理工大学强强联手,在水煤浆气化技术的理解及掌控方面始终在国内外处于领先水平,可以从理论研究和工程转化等方面为用户提供强有力的技术支持和优质的技术服务,这是其他煤气化技术不具有的优势。


  兖矿国拓成立后,兖矿集团抽调了下属煤化工企业的优秀工程技术管理人员,专业从事煤气化技术研发、技术转让和服务工作,为技术受让方在装置选型、项目规划、考察交流、技术培训、设计审查、工程质量监督、装置调试、投料开车等方面提供全方位、全过程的精心技术服务。在用户装置投入正常运行后,兖矿国拓和华东理工大学还将定期或根据用户需求随时安排专业技术人员到生产现场进行回访,提供全生命周期技术服务,了解用户装置运行中出现的难题,查找存在的缺陷及安全隐患,帮助制定整改措施,及时实施改进,优化系统运行,并将收集到的各装置相关运行信息及经验通报给广大用户,真正做到信息共享、共同提高。
  (本文图片由金彪提供)
作者:解小如


来源:中国化工报      编 辑:徐悉
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