大型粉煤氣化爐及廢鍋系統(tǒng)整體動(dòng)力效應(yīng)分析
作者/來(lái)源：郭文元1 段新群2 蔣自平2(1.中國(guó)石化集團(tuán)寧波技術(shù)研究院；2.中國(guó)石化集團(tuán)寧波工程有限公司，浙江 日期： 2009-04-24 點(diǎn)擊率：1626
1 概述
目前國(guó)際上知名的煤氣化技術(shù)主要有GE(原Texaco)水煤漿氣化，殼牌(Shell)的SCGP和KrupUhde的Prenflo粉煤氣化，魯奇(Lurgi)固定床煤氣化、德國(guó)未來(lái)能源公司的GSP氣化技術(shù)等。國(guó)內(nèi)目前投AT業(yè)化的有華東理工大學(xué)“四噴嘴對(duì)置”水煤漿氣化技術(shù)和西北化工研究院“多元料漿”水煤漿氣化技術(shù)，西安熱工院“兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)”、清華大學(xué)“非熔渣—熔渣分級(jí)氣化技術(shù)”等。其中，以GE、華東理工大學(xué)“四噴嘴對(duì)置”為代表的水煤漿氣化技術(shù)和以殼牌SCGP煤粉氣化技術(shù)最具有發(fā)展前途，在國(guó)內(nèi)建成或正在建設(shè)10套以上的工業(yè)化裝置。與水煤漿氣化相比，干粉煤氣化具有對(duì)煤種適應(yīng)性廣，氣化溫度高，耗氧量少，單臺(tái)設(shè)備(氣化爐)能力大，有效氣產(chǎn)量高，環(huán)境效果好等特點(diǎn)。基于此，對(duì)輕油和渣油為原料的合成氨裝置進(jìn)行以干粉煤氣化工藝為主導(dǎo)的煤代油“能源替代”原料路線改造，以及制備羰基合成氣與氫氣，是大型化肥(合成氨)、甲醇等企業(yè)生存發(fā)展及提高經(jīng)濟(jì)效益首選路線。
國(guó)內(nèi)某2000t／d投煤量煤氣化裝置采用Shell粉煤氣化工藝，其氣化及合成氣冷卻工段的關(guān)鍵設(shè)備包括氣化爐、導(dǎo)管及廢熱鍋爐(即合成氣冷卻器)，在總體結(jié)構(gòu)上主要由內(nèi)件和承壓外殼組成，其操作條件苛刻，技術(shù)難度大，如外接管口達(dá)260多個(gè)，氣體返向室的大直徑斜開(kāi)孔結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算難度大，恒力彈性吊掛支撐難度大，如圖1所示。要求，在廢熱鍋爐側(cè)采用恒力彈簧吊架吊掛支撐。
由圖1看出，為保證氣化爐系統(tǒng)整體強(qiáng)度，必須對(duì)各部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。由于氣化爐和廢熱鍋爐連接成一整體，且氣化爐側(cè)采取在氣化爐底部裙座固定式支撐(在35m框架上)，為了保障該系統(tǒng)整體在操作狀態(tài)下無(wú)任何限制(約束)而較自由熱膨脹，在廢熱鍋爐側(cè)采取恒力彈簧吊掛方式。這樣特殊的“固定＋彈性”支撐方式如采用“常規(guī)設(shè)計(jì)”無(wú)法進(jìn)行承壓外殼的強(qiáng)度計(jì)算。因?yàn)椋孩儆捎谠趶U熱鍋爐側(cè)采取恒力彈性吊掛，傳遞給作為固定處的氣化爐裙座有多大的力和力矩；②相應(yīng)地，由于在氣化爐裙座處固定支撐，分擔(dān)了多少?gòu)U熱鍋爐側(cè)的質(zhì)量，恒力彈簧的承重按多大的質(zhì)量計(jì)算，恒力彈簧的行程量按多少進(jìn)行設(shè)計(jì)；③....
