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宁夏煤业:从“开起来”到“优起来”

作者: 李小红、许祎敏 来源: 宁夏煤业 发布时间: 2024-07-01 字号:【

工艺指标合格率保持在99%以上,一级联锁投用率连续3年100%,二级联锁及自控投用率超过98%,装置整体运行负荷提升至105%以上,气化炉连续稳定运行周期保持在200天以上,从设计的24开4备降至23开5备,主烧嘴向火冷却水端面运行周期达2至5年,燃烧室自试车至今8年未出现烧损情况……通过“神宁炉”自投产以来的运行情况,一斑窥豹,透视出宁煤人以问题为导向持续优化升级,提升运行效率,优化工艺指标,在“神宁炉”自主创新的高地之上再攀高峰的责任与担当。

“神宁炉”是彩库宝典大全资料宁夏煤业具有独立自主知识产权的气化技术,在日投煤3000吨级单喷嘴干煤粉加压气化技术领域填补了国际空白,获国家发明专利金奖。因碳转化率高、煤种适应性广、关键核心设备(气化炉、烧嘴)运行稳定等优势,深受市场认可,被国家能源局定为煤炭安全绿色开发清洁高效利用重点推广技术,不仅畅销全国,还走出国门、远销美国,为中国制造走向中国创造树立了典范。

一项被逼出来的国产化技术攻关

立足我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋,宁夏煤业胸怀“国之大者”,依托优质的煤炭资源,率先探索建成世界最大的400万吨/年煤炭间接液化示范项目。而大型煤气化技术就是煤炭清洁高效转化的龙头技术,是煤制油化工产业的“发动机”。

自上世纪70年代以来,大型煤气化技术一直被外国垄断。煤制油项目在设计之初拟采用国外技术,但在审查时发现工艺方面存在诸多“水土不服”的问题,修改需要高昂的费用。

“只有将技术掌握在自己手里,才能不受制于人。”宁煤人在经过“卡脖子”之苦后,开启了自主研发气化炉的攻坚之路。

“神宁炉”创新工作室成员们在气化装置现场搭起简易床,开始了夜以继日的技术研发攻关。经过反复模拟推算,重点实施了关键核心设备结构开发、工艺参数模拟计算、工艺技术流程优化和联锁控制程序开发,带压点火中试试验,计算机高效仿真模拟计算等,最终实现“神宁炉”的成功开发,并在煤制油项目一次性建设28台“神宁炉”,彻底从根本上解决了西门子气化炉点不着火、挂不上渣、除不尽灰、投不进煤、碳转化率低、烧嘴寿命短等制约装置长周期稳定运行的重点问题。

首台“神宁炉”于2016年10月投料成功,在日投煤3000吨级单喷嘴干煤粉加压气化技术领域填补了国际空白,为劣质煤清洁利用提供了新的途径,使国外气化炉在我国市场失去了竞争力,彻底改变了我国大型煤化工技术长期受制于人的局面。

一条一以贯之的持续优化之路

从实验室里的“创新之苗”成长为产业中的“参天大树”,过程之艰辛可想而知。

由于装置规模大,管网复杂,加之专业技术人员不足,熟练操作人员更少,气化装置试车之初,也存在着跳车频繁,磨损、堵塞严重等问题,给安全稳定生产造成了困扰。

“最难的时候,28台炉有一半在维修,装置跑冒滴漏严重。”回忆起那段“至暗时刻”,气化一厂二车间主任国金华记忆犹新。

但不气馁、不懈怠的宁煤人,以问题为导向,探寻症结所在。针对激冷水流量易波动的问题,技术人员历时1年多时间,先后尝试了3个版本的技术改造,最终有效避免了气化炉因工艺气窜入激冷水系统造成的激冷水量波动跳车问题,使气化炉A类满负荷运行突破200天。

每一项技改,都是对“卡脖子”堵点的突围。黑水装置中压闪蒸系统运行介质压力高、流速快、含固量高,造成缓冲件冲蚀严重。针对此问题,以全国煤炭行业技能大师为领军的工作室团队经过不懈的技术攻关,不仅降低了磨损泄漏风险,减少了气化炉非停次数,还大幅降低了维修费用。

执着攻坚,终于迸发智慧火花:通过下渣口、激冷环、下降管三大件的改造和装置停车大修,满足了23台炉运行、3台检修2台备用的计划性检修预想,实现了装置从“开起来”到“稳起来”,再到“优起来”的蜕变,使磨煤机运行周期由6000小时提高至8000小时,气化炉运行周期由150天提高到230天,为装置安全、稳定、清洁运行奠定了坚实基础。

为持续擦亮“神宁炉”品牌,宁夏煤业公司不仅在技术上创新,还在技术研发、推广及应用体系上创新。2017年,由宁夏煤业公司发起,5家企业联合组建神耀科技公司,与煤制油分公司一道在“神宁炉”技术升级优化上深耕,开展百余次专题技术交流,完成多项技术改造,先后解决了无高热值燃料气化炉无法开车问题,避免了气化炉因工艺气窜入激冷水系统造成的激冷水量波动跳车问题。同时,通过掺烧生物质粉等,将“神宁炉”优化升级,提升到绿色甲醇、绿色航油等新的领域。

一次向新向智向绿的不懈探索

只有坚持科技创新,才能让企业始终走在行业前沿,“神宁炉”研发团队从未停止创新的脚步。针对节能、节水难点环节,不断优化设计工艺和模型,反复核算数据、方案,经过6年时间攻坚克难,解决了上百个技术难点,实现了“神宁炉”气化技术由一代到二代过渡,研发出高效、节能、节水的新型干煤粉废锅流程气化技术“神宁炉II”,综合能效较同等规模激冷流程干煤粉气化技术提高6%以上,实现节煤减排目的。

质变,由量变而来。2023年,“神宁炉”应用取得了巨大成功,连续运行天数提升到200天以上,工艺指标合格率达99%以上,自控投用率达99%以上,实现了装置安全稳定长周期运行。自主研发的2000吨级“神宁炉Ⅱ”干煤粉半废锅技术,在延安能源化工(集团)子长化工公司100万吨/年洗中煤多联产循环综合利用示范项目中实现示范应用。

“神宁炉”研发团队还瞄准煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展方向持续创新探索。针对煤气化装置产生的滤饼量大、滤饼含水率高(高达50%以上)、处理成本高、带来严重环境污染以及无法有效实施二次处理等问题,深入持续开展气化固废相关技术攻关与创新,研发出专有“气化固废资源化利用及低热值焚烧技术”,将煤气化生产过程中的气化细渣含水率从55%降至28%,并实现气化细渣自稳定燃烧,产生高压绿色蒸汽,生成白灰实现二氧化碳耦合等高附加值利用和气化固废减量化、资源化、无害化利用。

自2022年以来,该技术先后在浙江石油化工公司、陕西渭河重化工公司、安徽碳鑫科技公司等企业成功推广应用21台套,已取得良好的环保和经济效益,渭化三期通过细渣在循环流化床锅炉掺烧,每天可节约精煤6万余吨,预计每年增效2700万元,可在一年内收回投资成本。

以创新突破,用实力发声,“神宁炉”的品牌越擦越亮,跻身干煤粉气化技术国际一流水平,不仅畅销全国,还走出国门远销美国,为中国制造走向中国创造树立了典范。

宁煤人的技术创新脚步从未停歇,技术人员正聚力研发,使“神宁炉”煤种适应更广泛、生产效率更高,努力将“神宁炉”升级为“国宁炉”,为彩库宝典大全资料煤化工、煤制油事业发展提供更加有力的技术支撑。

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