Abweichende Temperaturschwankungen am Ausgang des Synthesegas aus dem Vergasungsofen sowie an den Unterlegplatten

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von wang06120325 am 18.11.2015 um 11:46 geändert. Das Unternehmen verwendet zur Gasifizierung Wasserkohlebrennelemente von GE. Im aktuellen Betrieb weisen zwei der Gasifizierungsöfen häufig starke Schwankungen in der Temperatur des Synthesegasauslasses sowie der Temperatur der Wärmeübertragungsplatten auf. Die maximale Temperatur am Ausgang des Synthesegas liegt bei etwa 260 Grad, die Temperatur der Tragplatten beträgt etwa 280 Grad. Die Dauer jeder Temperaturschwankung variiert – sie kann ein oder zwei Minuten betragen, in manchen Fällen aber auch mehr als zehn Minuten. Dies stellt eine ernsthafte Bedrohung für den stabilen Betrieb des Systems dar. Dabei liegt die Belastung des Vergasungsöfens bei etwa 52, die Menge an Kühlwasser bei etwa 280. Das Verhältnis von Sauerstoff zu Kohle liegt bei etwa 490, während der Druckunterschied am Schlackenauslass zwischen 44 und 56 liegt. Bei der Beobachtung vor Ort wurden geringe Mengen an groben Schlamm sowie Fäden festgestellt; der Rest bestand aus feinem Sand. In letzter Zeit gab es starke Schwankungen bei der Sauerstoff- und Kohleschlammkonzentration. Die Schwankungen der Kohlesuspension liegen bei etwa 0,4, die Schwankungen des Sauerstoffs bei etwa 300. Durch den Vergleich der Trends wurde festgestellt, dass vor jedem Temperaturanstieg die Menge des Synthesegas an der Oberseite des Kohlewaschturms erheblich anstieg. Gleichzeitig mit dem Anstieg der Temperatur am Ausgang des Synthesegas sowie der Temperatur der Wärmeübertragungsplatten stieg auch der Flüssigkeitsspiegel im Gasifizierer an. Der Druckunterschied am Schlackenauslass zeigte hingegen eine leichte Abnahmetendenz. Der Gasifier weist derzeit erhebliche Wassermengen auf; er arbeitet bereits mit halber Leistung. Die Ursachen für dieses Phänomen werden wie folgt analysiert: Die Temperatur im Vergasungsofen schwankt stark aufgrund von Schwankungen im Sauerstoffgehalt, in der Konzentration des Kohlebrei sowie aufgrund von Konstruktionsfehlern an den Brennern. Dieses Phänomen zeigt sich in einer Veränderung des Methangehalts. Die häufigen Temperaturschwankungen führen dazu, dass auch die Öffnungen zum Abfluss der Schlacke häufig schwanken – die Öffnungen sind zwar noch nicht verstopft, doch es bilden sich ständig Schlackeklumpen. Dadurch wird der Strömungszustrom des Synthesegas durch diese Öffnungen instabil, was zu Abweichungen in der Strömungsrichtung führt. Beim Durchfluss des Synthesegas durch den Abstiegsrohr kommt es aufgrund von ungleichmäßiger Wärmeübertragung durch Seitenströme dazu, dass teilweise flüssiger Schlamm in den Zwischenräumen zwischen Abstiegs- und Aufstiegsrohr verstopft. Ein Teil des Synthesegas strömt nach dem Durchgang durch den Ablassrohr direkt aus der Kühlkammer heraus, wodurch die Temperatur am Ausgang des Synthesegas ansteigt. Da die Zwischenräume noch nicht vollständig verschlossen sind, haben bei den Thermometern in den Tragplatten keine großen Temperaturanstiege stattgefunden. Ich weiß nicht, ob in anderen Abteilungen ähnliche Phänomene aufgetreten sind. Ich hoffe, dass alle aktiv die Ursachen für solche Phänomene analysieren, damit dies als Orientierungshilfe für zukünftige Abläufe dienen kann. Ich halte es für notwendig, zu diesem Zeitpunkt eine hohe Temperatur beizubehalten, um Schwankungen am Schlackenauslass zu vermeiden. Zudem sollte man Kohle mit niedrigem Aschenschmelzpunkt verwenden, damit die Betriebstemperatur des Gasifizierers flexibler gestaltet werden kann. Gleichzeitig muss die Qualität des Aschwassers kontrolliert werden, damit die Zwischenräume zwischen Auf- und Abführrohren nicht vollständig verstopfen – sonst würde das Vorhandensein von Wasser im Gasifizierer zunehmen. Wenn der Gasifizierer vollständig blockiert wird, kann er nur noch bei niedriger Last weiterlaufen. Gleichzeitig werden sowohl die Auslassöffnungen für die Ziegel als auch die Ausgänge für das Synthesegas in einem gewissen Maße ansteigen – doch dieser Anstieg wird nicht so stark ausfallen wie die vorherigen Schwankungen.