大型粉煤氣化爐及廢鍋系統(tǒng)整體動力效應(yīng)分析
作者/來源：郭文元1 段新群2 蔣自平2(1.中國石化集團寧波技術(shù)研究院；2.中國石化集團寧波工程有限公司，浙江 日期： 2009-04-24 點擊率：1645
1 概述
目前國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、德國未來能源公司的GSP氣化技術(shù)等。國內(nèi)目前投AT業(yè)化的有華東理工大學“四噴嘴對置”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“非熔渣—熔渣分級氣化技術(shù)”等。其中，以GE、華東理工大學“四噴嘴對置”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，干粉煤氣化具有對煤種適應(yīng)性廣，氣化溫度高，耗氧量少，單臺設(shè)備(氣化爐)能力大，有效氣產(chǎn)量高，環(huán)境效果好等特點�；诖�，對輕油和渣油為原料的合成氨裝置進行以干粉煤氣化工藝為主導的煤代油“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)濟效益首選路線。
國內(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260多個，氣體返向室的大直徑斜開孔結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算難度大，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)整體強度，必須對各部件進行強度計算。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”無法進行承壓外殼的強度計算。因為：①由于在廢熱鍋爐側(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，分擔了多少廢熱鍋爐側(cè)的質(zhì)量，恒力彈簧的承重按多大的質(zhì)量計算，恒力彈簧的行程量按多少進行設(shè)計；③....
