一种用于干煤粉气化炉的高可靠性点火方法 |
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申请号 | CN202311726302.2 | 申请日 | 2023-12-14 | 公开(公告)号 | CN117739365A | 公开(公告)日 | 2024-03-22 |
申请人 | 华能(天津)煤气化发电有限公司; | 发明人 | 黄超; 顾广宇; 邹峰; 马妥; 李洋; 康建邦; 吴平; 贾东升; 王广永; 王高峰; 许冬亮; 艾云涛; 周立辉; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种用于干 煤 粉 气化 炉的高可靠性点火方法,属于煤化工技术领域。通过弃用复杂且维护成本较高的 液化 石油气 储存和 汽化 装置,改为 天然气 供给,将市政天然气调压后引入原有石油气供气管线为点火烧嘴提供点火 燃料 气;天然气供给更加稳定,较液化石油气使用成本低,能够缩短燃料气供给流程,提高安全可靠性,且燃烧稳定,能够缩短气化炉启动时间,减少各项相关物料消耗。降低点火烧嘴点火难度,点火烧嘴更易点燃,提高燃烧 稳定性 ,为气化炉启动提供可靠保障。经天然气调压站调压后接入原液化气供气管线,通过试验,调整供气管路的自 力 式调节 阀 至一定开度,摸索最佳的天然气/仪表气压力及流量配比,使点火烧嘴易点火,着火 后燃烧 稳定。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于干煤粉气化炉的高可靠性点火方法,其特征在于,包括以下步骤: |
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说明书全文 | 一种用于干煤粉气化炉的高可靠性点火方法技术领域背景技术[0002] 干煤粉气化炉启动初期,利用点火烧嘴为后续开工烧嘴的柴油/氧气混合燃烧和煤烧嘴的煤粉/氧气混合燃烧提供点火源。点火烧嘴利用汽化后的液化石油气与仪表空气以一定的压力、流量混合后,经安装在点火烧嘴头部的电极打火装置引燃,以产生持续稳定的火源,为气化炉启动提供最初的点火源。 [0003] 仪表空气由空分装置供应,压力较为稳定。液化石油气由存于储罐中的液化石油气经蒸汽汽化器加热汽化后提供,供气压力受储罐液位,加热蒸汽压力,加热器运行状况等多种因素影响,冬季加热器还会出现汽化效率低或加热器因低温泄漏的情况,严重影响点火石油气的稳定供应。 [0004] 针对现有的干煤粉气化炉所用的液化石油气存在的汽化效率低,加热器因低温泄漏,严重影响点火石油气稳定供应的技术问题,急需找到一种新的用于干煤粉气化炉的高可靠性点火方法,进而降低点火烧嘴点火难度,提高燃烧稳定性,为气化炉启动提供可靠保障。 发明内容[0005] 为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种用于干煤粉气化炉的高可靠性点火方法,以解决现有的干煤粉气化炉所用的液化石油气存在的汽化效率低,加热器因低温泄漏,严重影响点火石油气稳定供应的技术问题。 [0006] 为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现: [0007] 本发明公开了一种用于干煤粉气化炉的高可靠性点火方法,包括以下步骤: [0008] 1)确认以下条件均满足:气化炉吹扫完成;气化炉压力小于0.02Mpa;开工烧嘴准备就绪且未投运;煤烧嘴调和水泵至少有一台运行且调和水流量正常;气化炉下游与大气联络阀开启,气化炉下游去用户的控制阀和截止阀关闭,气化炉下游去火炬的控制阀关闭;6个煤烧嘴均未投运;在气化炉执行点火流程前,点火所需物料为市政供给的天然气,天然气表压力为0.6~0.8Mpa; [0009] 2)打开点火烧嘴与气化炉连接阀33XV0018和33XV0019; [0010] 3)启动点火烧嘴插入装置X3306,点火烧嘴插入气化炉内; [0011] 4)点火烧嘴插入到位后,将点火烧嘴进行锁定; [0012] 5)打开天然气管路的低压氮气吹扫阀33XV0013和33XV0014,对天然气管路进行吹扫置换; [0014] 7)确认自力式调压阀后天然气表压力大于0.08MPa,启动点火烧嘴点火器,打开天然气管路阀门33XV0011和33XV0012,以及仪表空气阀门33XV0015和33XV0016,并启动点火时间逻辑判断; [0015] 8)在规定点火时间内火焰检测信号33XSH0001出现,停止点火器,显示点火烧嘴处于运行位置;若在规定时间内火焰检测信号33XSH0001未出现,则关闭所有天然气管路燃料阀和仪表空气阀门,重新从第5步开始执行; [0016] 9)开工烧嘴投入运行后,点火烧嘴锁定装置解锁,启动点火烧嘴退出装置X3306,点火烧嘴退出到位后,点火烧嘴与气化炉连接阀33XV0018和33XV0019关闭。 [0017] 优选地,步骤1)中,市政供给的天然气表压力经调压站调表压力为0.5Mpa,低位发3 热量LHV为37.6MJ/m,天然气先送至天然气管路主燃料阀33XV0017前;仪表空气由空分装置供给,表压力为0.65~0.7Mpa,温度为20~50℃,主要成分为氧气21%、氮气78%和氩气 1%,露点小于‑40℃,送至仪表空气阀门33XV0016前,仪表空气阀门33XV0016前设置有自力式调压阀,将仪表空气表压力调节至0.16~0.18Mpa;低压氮气由空分装置供给,表压力为 0.5~0.6Mpa,纯度≥98%,送至氮气吹扫阀33XV0014前。 [0018] 优选地,步骤2)中,点火烧嘴与气化炉连接阀33XV0018和33XV0019为气动球形截止阀,该阀门设计满足严密密封关闭标准,驱动气为空分装置供给的仪表空气,表压力为0.65~0.7Mpa。 [0019] 优选地,步骤3)中,插入装置X3306为变频电机驱动,电机功率4.8kw,启动后由传动齿将点火烧嘴枪头送入气化炉内。 [0021] 优选地,步骤5)中,天然气管路用惰性气体进行吹扫置换。 [0022] 优选地,步骤6)中,主燃料阀33XV0017前安装有丝网过滤器,主燃料阀33XV0017后安装自力式调压阀;低压氮气吹扫天然气管路60秒后,主燃料阀33XV0017打开,吹扫阀33XV0013和33XV0014关闭,天然气送至33XV0011阀门前。 [0023] 优选地,步骤7)中,自力式调压阀后天然气表压力大于0.08Mpa,启动点火烧嘴点火器,位于烧嘴头部的点火电极开始打火,点火计时器开始记录时间,天然气管路阀门33XV0011和33XV0012,以及仪表空气阀门33XV0015和33XV0016均打开,天然气和仪表空气 3 在烧嘴头部混合燃烧;调试天然气与仪表空气配比流量,至天然气流量为10.5‑11Nm/h,仪 3 表空气流量为255‑265Nm/h。 [0024] 进一步优选地,步骤7)中,调试后的烧嘴应能在大气压力条件至100mbar氮气环境下正常点燃并维持稳定燃烧。 [0025] 优选地,步骤8)中,点火烧嘴头部安装有火焰检测装置,点火器启动60秒内,若火焰检测装置监测到火焰信号33XSH0001存在,则点火器停止点火,显示点火烧嘴处于运行位置。 [0026] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果: [0027] 本发明公开了一种用于干煤粉气化炉的高可靠性点火方法,通过弃用复杂且维护成本较高的液化石油气储存和汽化装置,改为天然气供给,将市政天然气调压后引入原有石油气供气管线为点火烧嘴提供点火燃料气;天然气供给更加稳定,较液化石油气使用成本低,能够缩短燃料气供给流程,提高安全可靠性,且燃烧稳定,能够缩短气化炉启动时间,减少各项相关物料消耗。降低点火烧嘴点火难度,点火烧嘴更易点燃,提高燃烧稳定性,为气化炉启动提供可靠保障。经天然气调压站调压后接入原液化气供气管线,通过试验,调整供气管路的自力式调节阀至一定开度,摸索最佳的天然气/仪表气压力及流量配比,使点火烧嘴易点火,着火后燃烧稳定。 [0028] 进一步地,步骤2)中,点火烧嘴与气化炉连接阀33XV0018和33XV0019为气动球形截止阀,该阀门设计满足严密密封关闭标准,驱动气为空分装置供给的仪表空气,表压力0.65~0.7Mpa;在气化炉点火前,连接阀33XV0018和33XV0019打开,以使点火烧嘴枪头可以通过阀门球形通道插入气化炉内部,供炉内点火使用,点火完成引燃开工烧嘴后点火烧嘴退出气化炉,连接阀33XV0018和33XV0019关闭,球形截止阀严密密封关闭,防止气化炉投运后炉内高温高压气体外泄。 [0029] 进一步地,步骤4)中,点火烧嘴插入到位后,触发限位开关,插入电机停止运行,由锁止销将点火烧嘴进行锁定,避免其在点火期间移动。 [0031] 图1为本发明公开的天然气调压站系统图; [0032] 图2为现有的液化石油气供给系统图; [0033] 图3为现有的点火烧嘴系统图。 具体实施方式[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。 [0035] 需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0036] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述: [0037] 现有的干煤粉气化炉在启动初期,利用点火烧嘴为后续开工烧嘴的柴油/氧气混合燃烧和煤烧嘴的煤粉/氧气混合燃烧提供点火源。液化石油气由存于储罐中的液化石油气经蒸汽汽化器加热汽化后提供,供气压力受储罐液位,加热蒸汽压力,加热器运行状况等多种因素影响,冬季加热器还会出现汽化效率低或加热器因低温泄漏的情况,严重影响点火石油气的稳定供应。 [0038] 本发明公开了一种用于干煤粉气化炉的高可靠性点火方法,包括以下步骤: [0039] 1)点火流程由点火程序控制,点火前将系统管路的手动阀门均打开,值班员点击程序“启动”按钮,程序开始执行;确认以下条件均满足:气化炉吹扫完成;气化炉压力小于0.02Mpa;开工烧嘴准备就绪且未投运;煤烧嘴调和水泵至少有一台运行且调和水流量正常;气化炉下游与大气联络阀开启,气化炉下游去用户的控制阀和截止阀关闭,气化炉下游去火炬的控制阀关闭;6个煤烧嘴均未投运;气化炉执行点火流程前,点火所需物料已正常供应,即市政供给的天然气,天然气表压力0.6~0.8Mpa,经厂内调压站调压后,表压力为 3 0.5Mpa,低位发热量LHV约为37.6MJ/m,天然气先送至天然气管路主燃料阀33XV0017前;仪表空气由厂内空分装置供给,表压力为0.65~0.7Mpa,温度为20~50℃,主要成分为氧气 21%、氮气78.1%和氩气1%,露点<‑40℃,再送至仪表空气阀门33XV0016前,仪表空气阀门33XV0016前设置有自力式调压阀,将仪表空气表压力调节至0.16~0.18Mpa;低压氮气由厂内空分装置供给,表压力为0.5~0.6Mpa,纯度≥98%,送至氮气吹扫阀33XV0014前; [0040] 2)打开点火烧嘴与气化炉连接阀33XV0018/33XV0019;点火烧嘴与气化炉连接阀33XV0018/33XV0019为气动球形截止阀,该阀门设计满足TSO(严密密封关闭)标准,驱动气为空分装置供给的仪表空气,表压力0.65~0.7Mpa;在气化炉点火前连接阀33XV0018/ 33XV0019打开,以使点火烧嘴枪头可以通过阀门球形通道插入气化炉内部,供炉内点火使用,点火完成引燃开工烧嘴后点火烧嘴退出气化炉,连接阀33XV0018/33XV0019关闭,球形截止阀严密密封关闭,防止气化炉投运后炉内高温高压气体外泄; [0041] 3)启动点火烧嘴插入装置X3306,点火烧嘴开始缓慢插入气化炉内;插入装置X3306为变频电机驱动,电机功率4.8kw,启动后由传动齿将点火烧嘴枪头送入气化炉内; [0042] 4)点火烧嘴插入到位后,将点火烧嘴进行锁定;插入装置运行到位后,触发限位开关,插入电机停止运行,由锁止销将点火烧嘴位置锁定,避免其在点火期间移动; [0043] 5)打开天然气管路的低压氮气吹扫阀33XV0013/33XV0014,对天然气管路进行吹扫置换;点火前用惰性气对点火通道进行必要的吹扫,清除管路中杂质,保证点火管路清洁畅通; [0044] 6)打开天然气管路主燃料阀33XV0017并关闭吹扫阀33XV0013/33XV0014;主燃料阀33XV0017前安装有丝网过滤器,过滤掉天然气中的杂质,阀后安装自力式调压阀,将天然气表压力调节为0.18~0.2Mpa;低压氮气吹扫天然气管路60秒后,主燃料截止阀33XV0017打开,吹扫阀33XV0013/33XV0014关闭,天然气送至33XV0011阀门前; [0045] 7)确认吹扫阀33XV0013/33XV0014已关闭,主燃料阀33XV0017已打开且阀后管路压力不低,启动点火烧嘴点火器,打开天然气管路阀门33XV0011/33XV0012和仪表空气阀门33XV0015/33XV0016,并启动点火时间逻辑判断;自力式调压阀后天然气表压力不低(> 0.08Mpa),启动点火烧嘴点火器,位于烧嘴头部的点火电极开始打火,点火计时器开始记录时间,天然气管路阀门33XV0011/33XV0012和仪表空气阀门33XV0015/33XV0016均打开,天然气和仪表空气在烧嘴头部混合燃烧;调试天然气与仪表空气配比流量,至天然气流量为 3 3 10.5‑11Nm /h,仪表空气流量为255‑265Nm /h;调试后的烧嘴应能在大气压力条件至 100mbar氮气环境下正常点燃并维持稳定燃烧; [0046] 8)在规定点火时间内火焰检测信号33XSH0001出现,停止点火器,显示点火烧嘴处于运行位置;若在规定时间内火焰检测信号33XSH0001未出现,则关闭所有天然气管路燃料阀和仪表空气阀门,重新从第5步开始执行;点火烧嘴头部安装有火焰检测装置,通常点火器启动60秒内,若火焰检测装置监测到火焰信号33XSH0001存在,则点火器停止点火,显示点火烧嘴处于运行位置; [0047] 9)开工烧嘴投入运行后,点火烧嘴锁定装置解锁,启动点火烧嘴退出装置X3306,点火烧嘴退出到位后,点火烧嘴与气化炉连接阀33XV0018/33XV0019关闭。 [0048] 参见图1为本发明公开的天然气调压站系统图;从图中可以看出,点火烧嘴现供给流程(天然气)中,市政天然气经厂内调压站内设置的自力式调压阀调压后输送至气化炉点火烧嘴系统,调压站内设置两路天然气供给管道,正常情况下一路投运,一路备用;调压站出口天然气至气化炉点火烧嘴管线利用原有的石油气至气化炉点火烧嘴管路,并在原液化石油气送出管路加装盲板(80SFS0007),使其与天然气系统可靠隔离。 [0049] 参见图2为现有的液化石油气供给系统图;从图中可以看出,点火烧嘴原供给流程(液化石油气)中,液化石油气定期由外来槽车卸入储罐,储罐中的液化石油气经进料泵输送至蒸发器,利用低压蒸汽加热液化石油气使其气化,气态的石油气具有一定的压力和温度,送至气化炉点火烧嘴系统供点火使用。液化石油气蒸发器出口至气化炉点火烧嘴管路安装有蒸汽伴热和电伴热管线,以防止石油气液化。 [0050] 参见图3为现有的点火烧嘴系统图;从图中可以看出,点火烧嘴工艺流程中,点火烧嘴需要物料有天然气、仪表空气、低压氮气和高压氮气。其中天然气和仪表空气为点火所用可燃气和助燃气,低压氮气为天然气管路提供吹扫置换气源,高压氮气通入点火烧嘴枪头与气化炉间隙中,防止气化炉内气体外泄。 [0051] 本发明通过在厂内布置一座微型天然气调压站,将市政天然气调压后引入原有石油气供气管线为点火烧嘴提供点火燃料气。降低点火烧嘴点火难度,提高燃烧稳定性,为气化炉启动提供可靠保障。通过弃用液化石油气储存和汽化系统,引入压力温度都较为稳定的市政天然气,经天然气调压站调压后接入原液化气供气管线。通过试验,调整供气管路的自力式调节阀至一定开度,摸索最佳的天然气/仪表气压力及流量配比,达到点火烧嘴易点火,着火后燃烧稳定的目的。本发明使用天然气替换原有液化石油气,天然气供给稳定,较液化石油气使用成本低;弃用复杂且维护成本较高的液化石油气储存和汽化装置,缩短燃料气供给流程,安全可靠性提高。点火烧嘴易点燃,且燃烧稳定,缩短气化炉启动时间,各项相关物料消耗减少。 [0052] 以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。 |