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【重大突破】破解世界性难题!公司晋航炉中试装置试车成功!
来源:西安航天源动力工程有限公司 | 发布时间:2020-03-04 | 浏览:2849次 【关闭此页

    2020128时整,公司自主研发建设的晋航炉中试装置试车成功,迎来新年“开门红”。

    经34小时联动热试运行,该装置在严寒条件下顺利打通全流程,试验数据基本达到设计指标,圆满完成本阶段试车任务。这一试车成功,标志着“高灰熔点无烟块煤的液态排渣”这项世界性行业难题被攻破,也标志着全球唯一的块煤加压熔渣气化技术的研发验证中心正式建成,为传统氮肥行业转型升级开启新征程。作为六院航天技术应用产业研发投入最大的项目在院所的大力支持、各方的通力配合下,项目团队蛰伏279天,克服了时间紧、任务重、技术难度大、人员紧张等诸多制约,积极探索合作模式的创新,成功与北京航天创新专利投资中心牵手,为晋航炉项目的研发提供了有力的资金保障,奠定下坚实的基础。

“这是我们的生命工程”

突破桎梏,为无烟块煤探寻新出路

    为无烟块煤探寻新出路,挑战迫在眉睫。我国富煤贫油少气,煤炭资源作为生产原料发挥着锚定作用,氮肥行业尤为突出,而无烟煤作为优质煤占传统氮肥行业耗煤的50%以上。但现阶段,晋煤集团乃至我国传统氮肥行业却面临着三大桎梏。第一,国家环保政策明令叫停。目前传统氮肥行业仍以固定床间歇制气炉(UGI)作为主力炉型造气,在运行的约有3000余台,却因低产能、低效率、高污染、高排放,面临淘汰和关停。第二,“皇帝的女儿也愁嫁”。优质无烟煤的高产量,一度让“煤老大”晋煤集团感觉“皇帝的女儿不愁嫁”,但这场环保政策风暴,将终结最适合无烟块煤工业化使用的工艺技术,无烟块煤将去向何方?块煤市场又将如何转型?第三,行业质疑声不断。如何做到无烟块煤高灰熔点液态排渣,目前尚无一种气化技术可解决这项世界级难题。“为无烟块煤市场探寻更经济、更高效、更环保的新出路,并实现我们‘带着炉子去卖煤’的战略目标,将是一项影响集团发展的生命工程。”晋煤集团煤化工研究院院长原丰贞这样介绍。深挖市场需求,解决客户痛点。这就是公司不忘初心、不断前行的动力所在,公司要突破桎梏,为无烟块煤找出一条新路来。
    这是一条翻山越岭之路,并非一路坦途。
    2020年1月1日9时30分,当橙黄色的火焰从火炬喷涌而出,那一刻在中控室内,有人欢呼鼓掌,有人紧紧相拥,有人湿了眼眶......“你们太不容易了,航天源动力出品,值得信赖!”晋煤天源公司发展规划部部长罗永东激动不已。
    在此次中试装置点火开车中,晋航炉的有效气产率、液态排渣、顺控联锁控制等都得已验证。运行后,碳转化率可达99.67%,有效性成分大于90%,蒸汽分解率大于95%,最终炉渣呈无害化玻璃体态,废水量大幅降低,较固定床气化指标均有较大提升。“未来,我们将紧紧围绕国家环保战略,不断优化我们的块煤加压熔渣气化技术,并充分利用研发验证平台,进一步开展无烟煤、烟煤、褐煤等多煤种试验,以及煤炭分级利用的研究,为我国煤炭资源的清洁高效利用贡献航天智慧。”杨伟东自信地说道。未来已来,公司已做好准备,在“三高”发展的新征程上走的更稳,行得更远!

“279天,究竟是怎么做到的”

敢打敢拼,因这支战队创造出奇迹

    你要问它困难吗?太难了,难于上青天。

    作为中试装置,但设计的投煤量为240吨/天,也完全称得上一个完备的工业装置了。作为一个煤气化系统工程,晋航炉的集成度非常高,共有11个子系统,配有7个成套设备、700多个仪表阀门、900多个DCS控制点位,涵盖工艺、管道、自控、仪表、电气、土建、暖通、粉体、给排水、消防等各专业,就像一个环状链条,只有每一个环节都做到万无一失,才能保证系统的成功开车。

    由于无烟块煤灰熔点在1500℃以上,如何解决高灰熔点煤的液态排渣是项目技术攻关的重中之重。如果仅靠提高操作温度来实现液态排渣,这将对气化炉的经济性和长周期运行带来巨大影响。

    项目团队充分利用多年来在液体火箭发动机传热、燃烧、控制等技术优势及经验,基于对熔渣池的研究,从熔渣物性和传热方式入手对炉膛进行详细设计,并通过燃烧系统的精准控制从操作的角度为液态排渣提供有利支撑。从而在兼顾经济性和可靠性的同时,实现高灰熔点煤的液态排渣。

除此之外,他们还将理论计算与数值模拟研究应用其中,将合成气处理技术、气化单元系统的在线监测和智能控制技术等多项关键技术逐一攻破。

    你要问它时间紧吗?太紧了,可谓分秒必争。

    项目从设计正式启动到正式点火仅用时1年零4个月;从破土施工到顺利开车更是仅用了279天。

    无论如何,研制进度不会变,交付节点不会变,源动力公司攻坚克难的决心也不会变!与环保政策赛跑,与时间赛跑,是他们唯一的选项。

    临近开车,中控室、项目现场灯火通明,各系统进入联调冲刺阶段。蒸氧系统作为核心系统之一,使用纯氧与中压过热蒸汽配制气化剂。纯氧如有任何泄露、超温超压或混入可燃物质等情况,则可能发生爆炸、火灾等严重安全事故,因此涉氧管道的酸洗、脱脂和蒸氧的标定直接关系着气化炉安全高效运行。

    项目团队事先制订了严格的酸洗脱脂方案,然而管道数量太多,眼看进入倒计时,光靠施工队根本赶不出来,项目成员自发组队带着强酸、脱脂剂以及紫光灯,趴在每一节管道端口逐一进行检测,抢了足足两天两夜……“事关安全,一点也马虎不得。”时值12月中旬,项目外场已降至-9℃,他们就是这样,克服了低温严寒与巨大压力,逐一复查复检,确保了涉氧管道无一丝油脂、铁屑残留。

    在这个团队里,队员们敢打敢拼,每一个人都愿做一块砖,哪里需要哪里搬,为顺利开车付出一切光和热。在这个团队里,有在中控室里熬了5个通宵,累的打盹时嘴里还在念着“不急不急,慢点”的调试经理,有在-5米煤坑里奋战29小时,只为保证上煤系统运行稳定的“挖煤五人组”,有在清晨7点就步数上万的调试员……

    “这是一场大仗、硬仗、苦仗,更是公司重大工程的关键之仗,三高发展的必胜之仗。我们必须要秉承严慎细实的航天精神和一丝不苟的工作作风,不忘责任使命,直击困难压力,我想这支团队真的做到了!”项目总指挥、公司副总经理杨伟东这样说。


“你们,值得信赖”

未来已来,源动力将走得更稳更远

    为我国煤炭的清洁高效利用,继续扬鞭出征。

    2020年1月1日9时30分,当橙黄色的火焰从火炬喷涌而出,那一刻在中控室内,有人欢呼鼓掌,有人紧紧相拥,有人湿了眼眶......“你们太不容易了,航天源动力出品,值得信赖!”晋煤天源公司发展规划部部长罗永东激动不已。

    在此次中试装置点火开车中,晋航炉的有效气产率、液态排渣、顺控联锁控制等都得已验证。运行后,碳转化率可达99.67%,有效性成分大于90%,蒸汽分解率大于95%,最终炉渣呈无害化玻璃体态,废水量大幅降低,较固定床气化指标均有较大提升。“未来,我们将紧紧围绕国家环保战略,不断优化我们的块煤加压熔渣气化技术,并充分利用研发验证平台,进一步开展无烟煤、烟煤、褐煤等多煤种试验,以及煤炭分级利用的研究,为我国煤炭资源的清洁高效利用贡献航天智慧。”杨伟东自信地说道。未来已来,公司已做好准备,在“三高”发展的新征程上走的更稳,行得更远!




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