Обмен вопросами по газификации

Thread Content

I. Вопросы с ответами
1. Что такое показатель износостойкости (индекс Харда)? Какова связь между индексом износостойкости, то есть индексом Харда, и процессом измельчения угля? Чем выше индекс Харда, тем меньше энергии тратится? Ответ: Индекс износостойкости — это показатель, характеризующий степень износостойкости угля в процессе его измельчения. При лабораторном определении индекса измельчаемости угля (т. е. индекса Хардлоу) берут 1 г образца каменного угля и 5 г образца антрацита, которые тщательно смешиваются. Затем в строго контролируемых условиях происходит карбонизация, а полученный кокс подвергается испытаниям на измельчаемость в специальном барабане. Таким образом определяется стойкость кокса к износу; этот показатель выражается в виде индекса. Чем выше индекс, тем легче уголь поддается измельчению, то есть его твердость ниже, и его проще превратить в качественную угольную суспензию. Отсюда можно сделать вывод, что чем выше показатель Харриса, тем больше объем продукции, получаемой с помощью мельницы. Кроме того, при одинаковом объеме производства за единицу времени потребление электроэнергии также снижается. 2. Какой показатель содержания твердых веществ в угольной пульпе рекомендуется компанией Texaco? Каково влияние слишком высокого или слишком низкого уровня на транспортировку, хранение и газификацию угольной суспензии? Ответ: Дэтчер признает оптимальным уровнем содержания твердых веществ в угольной суспензии значение 60,5–63%. Высокое содержание твердых веществ в угольной суспензии, то есть повышенная ее концентрация, способствует повышению эффективности газификации. Однако при этом вязкость угольной суспензии возрастает, что затрудняет ее транспортировку с помощью насосов. Кроме того, при хранении она легко оседает и разделяется на слои. При слишком низкой концентрации угольной суспензии это способствует её транспортировке с помощью насосов и хранению, однако количество активных компонентов, попадающих в газификационную печь (то есть угля на сухой основе), снижается. Это приводит к снижению теплотворной способности, а испарение воды поглощает большое количество тепла, что снижает эффективность газификации. 3. Какова функция добавок? Опишите их физические свойства Ответ: Роль добавок заключается в улучшении текучести и стабильности водно-угольной смеси. Как поверхностно-активные вещества они выполняют три функции: а) сделать угольные частицы более влажными, что облегчает их соединение с водой ； б) Разделение крупных гельовидных частиц угля ； в) Обеспечивает катионы в качестве ионов равновесия гидратационной пленки, выполняя электролитическую функцию. Его физические свойства следующие: добавка обладает диспергирующим эффектом; она способна регулировать гидрофильные свойства и заряд поверхности угольных частиц, снижать силу взаимодействия между ионами и гидратационной пленкой на поверхности угля, что позволяет воде, находящейся на поверхности угольных частиц, вытекать наружу. 4. Каковы единицы измерения вязкости? Как они производят пересчет? Ответ: Единица вязкости выводится из закона Ньютона; физическая единица — паскаль, обозначается символом P. Закон вязкости Ньютона гласит, что сдвиговое напряжение между слоями жидкости равно произведению вязкости жидкости и градиента скорости. Единица вязкости по этому закону — пуаз — имеет довольно большое значение; поэтому выражаемые ею значения вязкости веществ очень малы. (Например: при 20°C вязкость воды составляет 0,0102 пуаза). Поэтому обычно в качестве единицы измерения вязкости используется сотая часть пуаза – центипуаз (сП). Другими основными единицами измерения вязкости являются международная единица Па·с, инженерная единица кгф·с/м², а также единица см²/с. Соотношения между этими единицами следующие: 1 Па·с = 10 пуазов = 10³ сП; 1 кгф·с/м² = 98,1 пуаза = 9810 сП. Что такое вязкость? Какова вязкость воды при 20°C? Физическая величина, характеризующая степень вязкости жидкости, называется вязкостью. Она описывает физические свойства жидкости; определение вязкости также можно вывести из закона вязкого трения Ньютона. Физическое значение вязкости заключается в том, что она способствует движению жидкости, создавая силу сдвига при единичном градиенте скорости; она проявляется только при движении жидкости. При анализе законов движения неподвижной жидкости фактор вязкости учитываться не нужно. Вязкость — одно из физических свойств жидкостей, её значение определяется экспериментально. При температуре 20°C вязкость воды (в физических единицах) составляет 1,02 CP. 6. Почему во вход в измельчитель нельзя попадать железные предметы, деревянные куски, трубы, проволока и т. п.? Ответ: Измельчитель работает за счет трения между частицами материала, а также за счет действия сил, возникающих при движении этих частиц внутри цилиндра. Если в процессе измельчения попадут железные детали или проволока, это не только не позволит полностью их измельчить, но и ускорит износ измельчаемого материала, а также повредит вкладыши. Гибкие материалы, такие как деревянные куски, обладают высокой гибкостью; удары и трение не могут их разрушить. Камни — это твердые материалы, их сложно измельчить; *трубки же легко разрушаются*. При смешивании они трением и ударами о стальные стержни могут вызвать взрыв. Кроме того, упомянутые трудноизмельчаемые вещества могут заблокировать сито в барабане измельчителя, поэтому необходимо избегать попадания таких веществ в измельчитель. 7. Каково максимальное значение вязкости угольной суспензии, рекомендуемое компанией Texaco? Ответ: Максимальное значение вязкости угольной суспензии, рекомендуемое компанией Texaco, составляет 1400 цП. 8. Какова рекомендуемая скорость потока угольной пульпы в трубопроводе, предложенном компанией Texaco? Почему? Ответ: Компания Texaco рекомендует скорость потока угольной суспензии в трубопроводах в пределах 0,6–0,9 метра в секунду. Потому что при скорости потока угольной суспензии ниже 0,6 м/с происходит выделение частиц угля, а при более высокой скорости возникает сильное износление трубопроводов, через которые проходит угольная суспензия. 9. Почему операторы должны строго контролировать концентрацию угольной суспензии и предотвращать попадание крупных твердых частиц в систему? Ответ: В процессе газификации угля по технологии Texaco требуется, чтобы концентрация угольной суспензии составляла 63%. Это один из ключевых технологических параметров; он влияет на качество газификации, эффективность процесса, условия эксплуатации и транспортировку угольной суспензии. Любые отклонения от этого значения неизбежно приводят к нестабильности производственного процесса. Поэтому необходимо строго контролировать этот показатель в пределах установленных норм. Если в систему попадут крупные твердые частицы, это может привести к засорению входов и выходов насосов для перекачки угольной суспензии, клапанов, трубопроводов, а также горелок в газификационной установке. Кроме того, это ускоряет износ элементов системы для обработки угольной суспензии, что приводит к неполному сгоранию и снижению эффективности газификации. 10. Какая скорость потока газа O2 рекомендуется компанией Texaco? Ответ: Texaco требует, чтобы O2 тек через систему при низких скоростях; при давлении O2, превышающем 40 кг/см², максимальная скорость его потока не должна превышать 12 м/с. Для предотвращения повреждения обратного клапана O2 в результате его хлопанья и для обеспечения подачи кислорода в газификатор, минимальная скорость потока должна быть не меньше минимальной скорости, рекомендованной производителем обратного клапана. 11. Каким вопросам следует уделять внимание при испытаниях системы O2, а также при её запуске и остановке? Ответ: Собранные трубопроводы для подачи кислорода необходимо продуть сухим азотом, а также провести испытания на герметичность и прочность под давлением. Во время тестирования необходимо нанести на все фитинги и места соединений раствор мыла без жира; в течение 1 минуты не должно появляться пузырьков воздуха. При запуске системы подачи кислорода следует медленно открывать клапаны и постепенно регулировать расход потока. Категорически запрещается резко открывать или закрывать клапаны, чтобы избежать изолирующего сжатия или чрезмерно высокой скорости потока. Для труб, используемых в течение длительного времени, перед запуском необходимо снять клапаны, изгибы, тройники и другие фитинги, чтобы проверить на наличие износа, утончения стенок и скопления железной пыли. При обнаружении таких проблем их следует немедленно заменить и очистить. 12. Почему в горелках нужны кулерные спирали, и какова их функция? Ответ: Поскольку горелка находится внутри печи, температура рабочей среды составляет около 1450 °C. Без других способов охлаждения горелка очень быстро сгорела бы. Поэтому в качестве охлаждающей воды используется мягкая вода. Функция кулерного водяного спиралевидного трубопровода — защищать головку горелки от повреждений, вызванных высокотемпературным тепловым излучением. 13. Опишите принцип работы насоса для откачки и резервуара для разделения? Ответ: (1) Устройство для откачки воды состоит из парового форсунки, трубы с уменьшающимся диаметром, камеры смешивания и трубы с увеличивающимся диаметром. Рабочий пар под высоким давлением с большой скоростью — 1000–1400 м/с — выбрасывается через паровую форсунку. Его статическая энергия давления преобразуется в кинетическую, в результате чего в расширяющейся камере создаётся отрицательное давление, которое всасывает топливный газ. Всосанный газ смешивается с паром в смесительной камере, после чего поступает в расширяющуюся камеру, где его скорость постепенно снижается, а давление возрастает; кинетическая энергия вновь преобразуется в статическую энергию давления, и затем смесь выходит через выходное отверстие. (1) Газ, образовавшийся в результате разделения пара и смеси горючего газа (дымовых газов) в резервуаре для разделения, поступает в этот резервуар по направлению к оси окружности, описываемой его поверхностью. После входа поток воздуха движется по внутренней стенке контейнера по спиральной траектории вниз. Под действием центробежной силы газ при столкновении с стенками сосуда приводит к охлаждению части пара до состояния воды (это происходит из-за охлаждения стенок сосуда). Вода стекает по стенкам к дну сосуда, в то время как топливный газ отделяется и выходит через центральную трубку сосуда, тем самым достигая цели разделения газа и жидкости. 14. После успешной зажигания горелки, как следует регулировать подачу кислорода и концентрата угля в печь? Ответ: Исходя из реакции частичного окисления углерода с образованием CO (2C + O2 = 2CO + Q), теоретическое количество кислорода должно соответствовать соотношению атомов кислорода и углерода 1:1. Поэтому соотношение кислорода и угля слишком высоко: часть углерода полностью сгорает, образуя CO2. Это приводит к повышению температуры, в результате чего содержание CO2 в газе увеличивается, а это снижает эффективность холодного газа. Если значение слишком низкое, реакция протекает недостаточно интенсивно, что также приводит к снижению степени преобразования углерода. Однако в реальных процессах существуют взаимное влияние и ограничения других реакций, а также потери тепла и прочие факторы, поэтому соотношение кислорода к углю обычно немного выше теоретического значения. Согласно вышеуказанной теории, при увеличении нагрузки на газификацию необходимо стараться сделать соотношение кислорода и угля как можно ближе к теоретическому значению, чтобы поддерживать более стабильную температуру работы. При необходимости увеличения нагрузки сначала увеличивается расход угольной суспензии, затем — расход кислорода (при снижении нагрузки происходит наоборот). Это позволяет избежать перегрева газификационной печи из-за чрезмерного соотношения кислорода и угля. 15. Почему в газификаторе необходимо устанавливать поверхностные термопары? Сколько всего было измерено точек? Что говорит о повышении локальной температуры? Ответ: Целью установки термопар на поверхности котла для газификации является контроль температуры поверхности корпуса котла. Если температура поверхности слишком высока, это приводит к изменению внутренней структуры материала котла для газификации, снижению напряжений и уменьшению прочности; в серьезных случаях это может вызвать взрыв котла. Длина термопары на поверхности одного газификатора составляет 1200 футов. Металлическая проволока диаметром 3 мм с примерно 30 зонами измерения температуры. Локальное повышение температуры обусловлено отслоением и неправильной установкой огнеупорного кирпича. При отслоении кирпича общее тепловое сопротивление в этом месте уменьшается, что приводит к увеличению передачи тепла и, как следствие, к росту температуры. При неправильной установке утечка газа к стенкам печи также может привести к повышению температуры. 16. Каковы размеры отверстия для шлака в газификационной печи? Какие факторы приводят к плохой проходимости шлакового отверстия газификатора? По каким признакам можно судить? Как поступить, как только это будет обнаружено? Ответ: Размер отверстия для шлака в котле газификации составляет 625 мм ； Причина плохой проходимости шлакового отверстия заключается в том, что температура эксплуатации газификатора слишком низкая, в результате чего вязкость расплава увеличивается (вязкость золы обратно пропорциональна температуре). С одной стороны, синтетический газ, содержащий шлак, при прохождении через отверстие для шлака ударяется о его периметр, что приводит к накоплению шлака. С другой стороны, шлак, ударяющийся о огнеупорные кирпичи, расположенные на стороне, обращенной к пламени, также стекает к отверстию для шлака, что также способствует его накоплению до момента засорения отверстия. Это явление можно определить с помощью датчика разницы давлений PDI203 (или PDI253). При засорении разность давлений увеличивается; в таком случае можно принять следующие меры: (1) увеличить соотношение кислорода и угля, повысить температуру в печи и снизить вязкость золы ； (2) Целесообразно снизить рабочее давление в газификаторе, чтобы удлинить пламя; это приведет к повышению температуры в области шлакового отверстия и способствует плавлению и вытеканию накопившегося шлака (обычно этот метод не применяется). 17. Каковы требования к вертикальности, горизонтальности и симметрии при кладке кирпича? Ответ: Для обеспечения качества монтажа огнеупорных материалов газификатора в процессе строительства требуется, чтобы каждый слой кирпичей находился в одной горизонтальной плоскости и был перпендикулярен к центру газификатора. Необходимо также проверять круглость внутренней поверхности каждого слоя кирпичей; их центральная точка должна совпадать с центральной линией газификатора. Конкретные требования: вертикальность ±5 мм/м, горизонтальность ±4 мм/м, максимальная концентричность — 5 мм/м. 18. Какова функция водной бани в камере быстрого охлаждения? Ответ: Водяная баня в камере быстрого охлаждения выполняет две функции: (1) После попадания высокотемпературного синтез-газа в камеру быстрого охлаждения он вступает в прямой контакт с холодной водой. Это приводит к тому, что шлак, находящийся в потоке газа, затвердевает и оседает на дне камеры. В то же время высокотемпературный синтез-газ также охлаждается. (2) Обеспечение системы преобразования CO насыщенным паром (паром, образующимся при нагреве воды для охлаждения), что позволяет сэкономить энергию; это также одно из значительных преимуществ процесса охлаждения. I. Заполнение пробелов
1. Пять технологических параметров, тесно связанных с работой клапана резервуара в логической системе управления: давление в резервуаре ≤ 0,28 МПа; разница давлений в резервуаре ≤ 0,18 МПа; низкий уровень жидкости в резервуаре для промывки; высокий уровень жидкости в резервуаре для промывки; полный уровень жидкости в резервуаре. 2. Защитный клапан замка автоматически закрывается только в случае аварийного состояния (когда уровень жидкости в камере охлаждения сильно понижен). 3. При проверке горелки необходимо уделить особое внимание измерениям (степени износа износостойких элементов форсунки и состоянию кулерных спиралей). Нормальный срок службы горелки составляет (3 месяца). 4. Цель добавления воды в резервуар вакуумного насоса — (восполнение потерь воды), а также (снижение температуры жидкости, используемой в качестве воды для питания вакуумного насоса). 5. Функции водяного уплотнителя в факеле: (образование водяного уплотнения), (разделение газа и жидкости), (снижение давления). 6. Факторы, влияющие на вязкость угольной суспензии: (количество добавок), (распределение размеров частиц угольной суспензии), (концентрация угольной суспензии). 7. Рабочая температура газификационной печи определяется (температурой, соответствующей оптимальной вязкости шлака при газификации). 8. Рабочее давление на последней ступени флеш-испарения определяется (давлением, соответствующим температуре в отстойнике). 9. Цель настройки переключателя обхода в системе безопасности — (для ремонта неисправных детекторов без влияния на работу процесса газификации). 10. Требования к размеру предварительно измельченного сырьевого угля (≤10 мм); требования к размеру предварительно измельченного известняка (≤30 мм). 13. Функция устройства для герметизации факела: предотвращение попадания воздуха в факел, отделение конденсата из газов, выходящих из устройства.
14. Факторы, которые могут привести к остановке насоса для перекачки угольной суспензии в условиях нормальной работы: сигнал о необходимости остановки, ручная остановка, остановка печи для газификации, слишком низкое давление в системе подачи воздуха, отключение электроэнергии, слишком низкое давление смазочного масла, неисправности в системе привода, слишком высокое давление на выходе из насоса. 15. Принципы регулирования температуры при предварительном нагреве печи для газификации: (Повышение температуры: сначала увеличивают объем откачиваемого воздуха, затем — количество газа) ； Снижение температуры: сначала уменьшить количество газа, затем — объем втягиваемого воздуха). 16. Принципы увеличения и снижения нагрузки на печь для газификации: (Увеличение нагрузки: сначала добавляют угольную суспензию, затем — количество кислорода) ； Снижение нагрузки: сначала снижается количество кислорода, затем — количество угольной суспензии. 17. Основные факторы, влияющие на концентрацию угольной суспензии: (количество добавок), (содержание естественной влаги в угле), (гранулометрический состав). II. Вопросы и ответы 1. Каковы показатели контроля поверхностной влажности угля, поступающего в мельницу? Как влияет чрезмерное содержание влаги на поверхности на процесс работы мельницы? Ответ: Показатели контроля содержания влаги на поверхности угля при его поступлении в мельницу для измельчения угля