Q/HQ
哈尔滨气化厂企业标准
QJ/HQ12.52—2004
021工号
加压气化工段岗位操作法
2004-7-22发布 2004-7-22实施
哈尔滨气化厂发布
1. 岗位任务，生产原理及管辖范围 1.1岗位任务
在PKM气化炉内，利用蒸汽和工业氧气对长焰煤进行气化，严格控制各项工艺指标，生产出合格粗煤气，同时，保证生产装臵的安全稳定运行。
根据造气装臵的具体情况，分为现场岗位和控制室岗位。 现场岗位：
1) 熟练掌握《21#煤加压气化工段工艺规程》《21#煤加压气化工段岗位操作法》《21#煤加压气化工段紧急事故处理方案》《造气分厂安全技术规程》并认真执行。
2) 在班长和主操的指挥下，进行工艺管线，公用装臵及气化炉的开停车，开停车过程中严格执行《21#煤加压气化工段岗位操作法》。
3) 在气化炉装臵发生异常时按照《21#煤加压气化工段紧急事故处理方案》排除故障听从指挥并及时反馈信息。 4) 气化炉正常运行时
——配合控制室进行工艺调整
——认真巡检，发现问题及时处理并上报。
——对岗位上的安全消防器材及设施进行维护保养。
5）及时准确填写岗位记录，认真执行各种有关岗位制度。 6）严格按检修命令书具备工艺条件。 控制室岗位：
1） 学习并熟练掌握《21#煤加压气化工段岗位操作法》《21#煤加压气化工段工艺规程》《21#煤加压气化工段紧急事故处理方案》《造气分厂安全技术规程》并严格执行。 2） 在班长和主操的指挥下，进行工艺管线装臵及气化炉的安全开停车，开停车过程中严格执行《21#煤加压气化工段岗位操作法》。 3） 在气化炉装臵发生异常时按照《21#煤加压气化工段紧急事故处理方案》进行排除故障。
4） 熟练掌握气化炉开停车及正常运行时的各种工艺指标并严格执行。 5） 及时准确填写岗位记录，打印报表认真执行各种有关岗位制度。 6） 严格执行调度纪律、工艺纪律。 7） 配合现场具备好安全检修工艺条件。
8） 根据灰样调整汽氧比、根据煤样调整氧负荷及酚水量。 1.2生产原理
煤加压气化采用自热式，逆流移动床生产工艺，是一个在高温高压下进行的复杂多相的物理化学反应过程，在本质上是将煤由高分子固态物质转变为低分子气态物质的过程，气化过程的基本反应就是碳和蒸汽的反应，即C+H2O—CO+H2。
在气化炉内煤由上部加入，气化剂逆流流动，煤在向下运动的过程中，经过煤—半焦——焦—灰渣。
在气化炉内煤由上至下大致分为四个区，即干燥区、干馏区、气化区、灰渣区。气化区又分为氧化层、还原层和甲烷层。
各区、层间没有十分明确界面，气化炉内的反应是十分复杂的，大部分反应是相互交织在一起，因此只能视其主要反应特性进行分区、分层。
1） 灰渣区：该层位于料层的最底部，该层中碳基本耗尽，气化反应结束与入炉的气化剂进行换热、气化剂被加热，灰渣被冷却，灰渣层大约0.5m，这个厚度一是保护炉篦、二是预热气化剂、三是分布气化剂。
2） 气化层：氧化层进行激烈的反应即气化剂中的氧与碳反应，C+O2—CO2、C+O2—CO，该层为放热反应，主要是提供气化过程所需的热量，为保证过程所需的热量大约有30%的煤燃烧掉（气化剂中的一部分蒸汽是防止灰渣熔融）。
3） 还原层：该层气化剂中的氧已全部消耗，水蒸气与炽热的碳进行吸热反应，C+H2O
—CO+H2，水蒸气开始大量分解，CO2被还原，CO2+C—CO,该层由于反应是吸热反应，故温度有所降低。
4） 甲烷层：该层进行的主要反应是碳与氢及一氧化碳和氢之间生成甲烷的反应，由于生成甲烷反应是放热反应，导致加压气化氧耗降低，C+2H2—CH4，CO+3H2—CH4+H2O，C+2H2O—CH4+CO2,CO2+4H2—CH4+H2O，因此，可以通过该层厚度的调整，来调节煤气中甲烷含量。
5） 干馏区：在干馏区干燥的原料煤在300℃和700℃之间，通过粗煤气蒸汽混合物进行热分解，干馏产物不是煤中原有的，而是在高温作用下生成的。
哈尔滨气化厂使用的长焰煤在热解过程中，焦油生成的曲线大致从320℃开始，在大约430℃时达到最高值，在焦油生成的同时，温度高于400℃就会产生脂肪族类型的碳氢化合物(如甲烷)和它的链烯烃化合物的同系物，只有在温度约为420℃时才开始裂解出氢。
在干馏过程初期发生的变化是坚实的煤，断裂成为简单的可蒸馏的物质，影响裂解的因素是煤种和温度，而温度直接和传入固体的能量有关，所以干馏过程的控制因素不是煤粒内的传热速率而是分解速率。
煤的低温干馏基本是把煤加热至一定温度，在此温度下，煤被化学作用和物理作用断裂成为较简单的组份，转化成焦油、气体产物、水和残留固体半焦。
煤的加氢干馏的基本途径与干馏相同，不同的一点是在足够的氢压下，使氢与固体内的有机质（碳）进行缓和的放热反应，提高液体的气体产物稳定，这些产物是通过干馏初始所得到的能聚合的物质。
6） 干燥区：入炉煤在上升热流的作用下，失去外在水分，并逐渐升温，预热程度决定于原料煤中的水分。 1.3管辖范围
21.1气化炉厂房一楼—七楼（气化炉加煤筐YV909插板阀） 21.2泵房 21.3综合楼
21.4灰蒸汽喷淋冷却器和焦油—酚水站 21.6酚水站 21.7酚雨水池
21.8酚水收集罐A3
21.9冷凝液收集槽0260/1，即0260/2 除仪表、电气专业外所有设备管道及设施的管理及气化炉厂房南侧C2.1管桥、西侧C2.2管桥、北侧C2.3管桥，公用3号管桥造气车间界区的安全保卫防火防盗。 2. 工艺流程简述
2.1气化炉系统工艺流程
来自煤斗的硬煤通过打开的液压插板阀YV909和锥阀YV910进入泄压后的煤锁0030中。为防止锥阀YV910漏出粗煤气进入煤斗，同时防止加煤过程中空气进入煤锁0030，用N2连续吹扫位于煤斗和煤锁之间的加煤筐，从加煤筐出来携带粉尘的N2进入旋风除尘器0250以分离出粉尘，然后排入大气。管线臵换或吹扫使用的是低压蒸汽，为了防止旋风除尘器0250下部的冷凝管线堵塞，旋风分离器0250上部的冲洗水必须打开。
煤锁的锥阀是通过液压控制的，煤锁中的料位，通过辐射测量仪进行指示。 气化炉的加煤方式有三种：计算机自动、控制室模拟手动、现场手动。
操作方式相互是联锁的。当煤锁加煤至L406出现后插板阀YV909自动关闭，然后关闭煤锁上锥阀YV910，打开YV908，用来自废热锅炉0060之后的粗煤气对煤锁进行部分充压，在压力试验成功之后，用粗煤气继续充压至气化炉操作压力打开煤锁下锥阀YV911，煤进入气化炉，气化炉满料位状态，随着煤的气化和旋转炉篦的转动，煤锁中的煤料位逐渐降低。
当煤锁0030中达到第二最低料位L408出现后，打开蒸汽吹扫阀YV905；煤锁煤气通过高压蒸汽压入气化炉0010内，蒸汽吹扫阀YV905只有在煤锁下锥阀YV911已经开启之后，才可打开（联锁）蒸汽吹扫120秒后，关闭蒸汽吹扫阀YV905和煤锁下锥阀YV911。 这时，煤锁通过液压角阀YV907向煤锁气洗涤器0270部分泄压，当压力试验成功后，继续进行泄压至常压，然后打开煤锁上锥阀YV910，再打开煤锁插板阀YV909。如果试验失败，煤锁0030通过充压阀YV908，重新用粗煤气充压，并重新用高压蒸汽进行吹扫。
至此，循环过程即告结束，煤锁0030重新加煤。 煤气化所需的气化剂，由氧气和蒸汽组成在混合气0280中按规定的比例混合均匀，然后通过炉篦上三排不同高度的孔（孔径为@35mm）送入气化炉0010.进入喷射器的蒸汽不仅用作混合蒸汽，也用作驱动蒸汽。驱动蒸汽一部分能用来提高氧气的压力，混合蒸汽主要是在生产能力较高时用来准确地调整蒸汽—氧气比。
在气化炉点火开车过程中，蒸汽/氧气比为6：1；气化炉正常操作时，汽氧比为5：1。
在气化炉0010中，煤与气化炉底部进入的气化剂逆流接触，在气化炉正常操作下，煤经过预热干燥、干馏、还原、氧化，转变成灰渣，由旋转炉篦排入灰锁。
气化剂则经过灰渣预热和炽热的碳发生氧化还原反应，生成含有蒸汽的粗煤气，与在干馏区煤热解后生成的焦油蒸汽和干馏气混合形成混合煤气，通过气化炉内的煤气集气室，以约550℃的温度排出气化炉进入洗涤冷却器。
在洗涤冷却器中，含有水蒸气、焦油蒸汽和尘的热粗煤气通过热酚水进行洗涤，将粗煤气从气化炉0010出口温度约550℃骤冷至约210℃。
通过煤气冷却实际上没有释放热量，而只是通过水蒸发将显热转变为潜热。 酚水由洗涤冷却器上部喷入与粗煤气一起通过洗涤器中的文丘里喷咀。由于入口流速很高，水被雾化，可以使夹带的粉尘湿润并粘合在一起。出洗涤管后，粗煤气流速大大降低，在洗涤冷却器的自由空间流向改变，向上通向粗煤气出口。
粗煤气夹带的尘粒和液滴在其惯性作用下不能随煤气流改变方向，而因其动能到洗涤冷却器底部，所以只有少量的粉尘和液滴随煤气排出。
洗涤冷却器上部喷入的热酚水，每Nm3干基粗煤气需1kg酚水，大约有一半被蒸发，有一半连同被洗涤下来的焦油、粉尘趁机在喷淋冷却器釜底。喷淋冷却器釜底料位采用辐射测量仪，当釜底内酚水焦油达到高料位L409时，由于联锁的作用角阀YV916自动打开，在压力的作用下，喷令冷却器釜底酚水焦油排放到32#；当低料位L410出现时，在联锁的作用下，YV916自动关闭通过切换也可手动控制。
气化炉是一个带夹套的圆柱形容器，为了冷却气化炉的外部壳体，在夹套中产生有高压饱和蒸汽，产生蒸汽所需的给水通过高压汽包0210进入气化炉夹套，由于热密度不同水在夹套汽包内形成自然循环，由高压汽包0210产生的饱和蒸汽直接进入气化炉0010下部的压力箱内，上升至气化炉作为气化蒸汽用于工艺过程，正常操作时汽包排盐和夹套排污送入冷凝液收集槽。
气化炉0010在气化过程中所产生的灰，通过安装在炉篦下部的6块刮刀连续地经过空心轴和驱动压力箱0110排入灰锁，旋转炉篦的转速通过液压马达进行无级调节。
旋转炉篦操作方式：计算机控制、就地控制、通过控制室的模拟盘进行控制。 旋转炉篦即用来输送和分配气化剂，又用来向灰锁排灰，为了保护炉篦，灰区的气化剂混合物对产生的热灰起着冷却剂的作用，所以灰的排放温度略高于气化剂的入口温度（30℃—50℃）。
为了生产饱和蒸汽的情况下回收余热。在洗涤冷却器中被冷却到约210℃的粗煤气从下部进入废热锅炉，向上经过管束到达上部煤气封头，温度降到180℃汇集进入煤气总管，粗煤气在经过管束时，部分热能传递给壳程的锅炉水以生产饱和蒸汽，锅炉的上部装有浮头。
为了保护粗煤气出口温度达到180℃左右，根据氧气负荷来调节蒸汽压力，在锅炉正常