Остановки реактора
Необходимость остановки работы реактора может возникнуть как планово, для выполнения ремонтно-профилактических работ, так и внезапно, при нарушениях в работе оборудования.
Условно можно разделить остановки на остановку без выпуска расплава из реактора, остановку с частичным выпуском расплава и остановку с полным выпуском.
Остановки без выпуска расплава фактически являются горячим простоем. Необходимость таких остановок может возникнуть при неисправностях в работе загрузочных устройств, систем охлаждения и очистки газов, системы уборки жидких металла и шлака, которые могут быть устранены в достаточно короткое время.
Остановка реактора без выпуска расплава осуществляется путем прекращения подачи угля и дутья. Во избежание заливания фурм расплавом перед прекращением подачи дутья сопло каждой фурмы закрывают. Для закрытия фурм в них устанавливают пробки специальной конструкции.
Как правило, закрытие фурм осуществляется вручную, длительность этой операции зависит от количества фурм и квалификации персонала.
Существует конструкция фурм (разработка РКК «Энергия»), позволяющая осуществлять механизированное закрытие и открытие фурм дистанционно.
После устранения причин остановки реактора его пуск производится в обратном порядке путем последовательного открывания фурм с подачей окислителя и соответствующего количества угля.
В режиме горячего простоя шлаковая ванна постепенно охлаждается за счет контакта с охлаждаемыми стенами, расположенными ниже уровня расплава и за счет излучения на расположенные выше шлаковой ванны охлаждаемые элементы. При этом на охлаждаемых элементах ниже уровня расплава и на продувочных фурмах постепенно растет шлаковый гарнисаж, который необходимо будет пробить при возобновлении подачи дутья. Из-за отсутствия перемешивания шлаковой ванны в этот период тепловой поток на охлаждаемые элементы в несколько раз ниже, чем в рабочем режиме.
Длительность горячего простоя может достигать 10 часов.Если существует возможность подогрева ванны горелками, используемыми при запуске, длительность горячего простоя может быть увеличена.
Вторым видом остановок является остановка с частичным выпуском расплава из реактора.
Необходимость в такой остановке может возникнуть по тем же причинам, что и горячий простой при более длительном ремонте оборудования или в случае ремонта продувочных фурм с заменой сопловой части фурмы, необходимости замены охлаждаемых элементов реактора, а также при неполадках в системе его охлаждения.
При остановке реактора с частичным выпуском расплава производится выпуск максимального количества шлака, которое можно осуществить при имеющейся конструкции выпускного отверстия, через летку для непрерывного выпуска шлака. Затем, не прекращая подачу дутья и угля, открывают летку в торце реактора и выпускают шлак ниже уровня продувочных фурм на 100-200 мм. При снижении уровня шлака до уровня продувочных фурм загрузку угля прекращают Подачу дутья на продувочные фурмы прекращают примерно через 10 минут после прекращения подачи угля. Это позволяет окислить выделяющиеся из загруженного в реактор угля летучие компоненты непосредственно над ванной
При подогреве поверхности ванны расплава в этот период верхними горелками, применяемыми при запуске, возможно увеличение уровня расплава в реакторе за счет оплавления шлакового гарнисажа. Поэтому, при включении верхних горелок для разогрева необходимо оставить летку, через которую осуществлялся выпуск шлака, открытой. Это обеспечит постоянный уровень (ниже уровня продувочных фурм) расплава в реакторе.
После выполнения ремонтных работ набор уровня шлака осуществляется путем загрузки в реактор угля и флюса. Для ускорения набора ванны может применяться гранулированный доменный шлак или собственный шлак, выпущенный из реактора во время его работы.
При этом устанавливают верхние горелки, подают на них топливо и окислитель.
Перед подачей угля и флюса на нижние фурмы подают окислитель в количестве около 300 м3/м2 ванны в час. Расход угля устанавливают исходя из его полного сжигания. После достижения шлаком уровня фурм верхние горелки извлекают, устанавливают вместо них штатные фурмы для дожигания. Меняют режим горения с полного окисления углерода на нижних фурмах на газификацию в расплаве с последующим дожиганием над ним. По мере подъема уровня шлака последовательно увеличивают подачу угля и дутья до достижения рабочего режима. Длительность выхода на рабочий режим 2-3 часа.
Длительность остановки с частичным выпуском расплава составляет до 20 часов.
Если за это время невозможно возобновить работу с нагрузкой необходимо осуществить остановку с полным выпуском расплава. Остановка с полным выпуском расплава производится и при плановом ремонте или аварийных ситуациях.
Техническая задача этой операции заключается в максимально полном удалении из рабочего объема, переточных каналов и сифонов жидких продуктов газификации.
На первом этапе выполняются такие же операции, как и при остановке с частичным выпуском расплава. После выпуска расплава ниже уровня фурм они переводят в отопительный режим (режим сжигания топлива с коэффициентом избытка кислорода 1,0—1,1) с подачей природного газа или жидкого топлива.
Открывают следующее выпускное отверстие в торце реактора со стороны шлакового сифона. После выпуска шлака открывают выпускное отверстие в торце со стороны металлического сифона и выпускают металл.
Выпуск металла и шлака осуществляют до полного прекращения их вытекания из сифонов.
После прекращения вытекания расплава все горелочные устройства - продувочные фурмы, верхние горелки для разогрева, горелки отстойников переводят в форсированный режим сжигания природного газа (увеличивая как расход топлива, так и расход кислорода) до максимально допустимой (для конструктивных элементов камеры- газификатора) тепловой мощности. Приступают к «выдуву» реактора, который ведут до полного прекращения выхода из отверстий расплавов в виде брызг (выбивать из отверстий должно только пламя).
После полного выпуска расплава камера-газификатор может быть поставлена на обогрев горелками (если предполагается повторный пуск) или охлаждена. Охлаждение футеровки необходимо осуществлять со скоростью не более 50 °С в час.
Глава 20. Контролируемые параметры процесса и управляющие воздействия
Процесс газификации угля в шлаковом расплаве характеризуется большим количеством параметров и управляющих воздействий. Это непрерывный процесс, которому присущи значительная нелинейность между входными и выходными параметрами и различная инер-
ционносгь отдельных параметров процесса по отношению к управляющим воздействиям.
При разрабогке принципов управления процессом определили, какие параметры характеризуют процесс в целом и возможно ли их прямое измерение. При невозможности прямых измерений предложен достаточный перечень косвенных параметров, по изменению которых можно контролировагь процесс, а также перечень возможных управляющих воздействий и их влияние на основные параметры процесса
20.1.