[0001] 本发明涉及煤气化领域，具体涉及一种壳牌气化装置承温内壳保护系统。

[0002] 在壳牌下行水激冷煤气化装置中，由于其工艺的特性，气化炉采用双壳体型式，如图1至图3所示，包括承压外壳1，其承受压力为4.0MPa；以及承温内壳2，其承压能力为65kPa；承压外壳1与承温内壳2通过底部的水封3连通，在承温内壳1顶部安装有原爆破片4。
在正常运行工况下，承温内壳1内外通过水封3连通，将内外压力差控制在35kPa以内；受装置运行周期和生产状况影响，水封3会有堵塞的情况发生，当水封3无法发挥连通作用时，承温内壳2内外压力无法进行调节，在压力超过65kPa后便会损坏，为了保护承温内壳2不被损坏，当压差大于48kPa或小于‑50kPa时，原爆破片4发生爆破，承温内壳2内的粗合成气通过连通管5和泄压管9通入承压外壳1，将承温内壳2内外连通，避免承温内壳2损坏。在原爆破片4爆破后，受安装位置影响，只能将装置停车进行更换，对生产运行造成了巨大损失。

[0003] 但是在实际生产中，爆破片损坏绝大多数是因为爆破片自身缺陷或长期运行导致的寿命降低发生的非必要爆破片，但为了保证装置安全，只能将装置停车更换爆破片，影响设备长周期连续运行。

[0013] 如图4至图5所示，一种壳牌气化装置承温内壳保护系统，在承温内壳2的外侧顶部连接有连通管5，连通管5另一端与第一夹持器6连接，第一夹持器6的另一端与均压管7连接，均压管7的另一端与第二夹持器8连接，第二夹持器8连接另一端与泄压管9连接；在第一夹持器6和第二夹持器8内分别夹持第一爆破片10和第二爆破片11；在均压管7上开设有均压孔12；在运行期间，均压孔12用以均衡承温内壳2外与连通管5之间的压力，以达到原设计中爆破片用以阻断承温内壳2内外连通的作用，由于气化炉开停车期间的压力调整为0‑
4MPa，而且在运行过程中有5‑35kPa的正常波动，若第一爆破片10和第二爆破片11之间的均压管7不设置均压孔12进行压力均衡，而在安装时第一爆破片10、第二爆破片11以及均压管
7之间的空间便为密封空间，其压力为大气压力，会导致第一爆破片10和第二爆破片11在气化炉开车升压期间便发生爆破，无法进行应用；
在均压孔12的边缘安装有温度传感器13，当第一爆破片10因自身质量问题爆破后，均压管7与承温内壳2直接连通，承温内壳2温度迅速传递至均压孔12，温度传感器13所测量数据迅速飙升，中控室便会接收到相关温度信号；
在连通管5上连接有惰性气体管14，在惰性气体管14上安装有调节阀15，当第一爆破片10因自身质量问题发生爆破后，通过惰性气体管14向连通管5内通入惰性气体，用以阻断承温内壳2内粗合成气从均压孔12泄露，同时通过调节阀15调节惰性气体用量，确保惰性气体既能起到阻断的作用，同时又能确保连通管5以及承温内壳2与承压外壳1之间的环隙间温度不会被降至过低，保证气化炉能够稳定高效运行。

[0014] 实施例因爆破片自身质量问题导致第一爆破片10发生爆破后，温度传感器13检测到温度升高，判断第一爆破片10发生爆破，此时承温内壳2内的温度为1200℃左右，通过惰性气体管14向连通管5注入温度为80℃、压力为5.25±0.25MPa的氮气，由于承温内壳2在正常运行下其压力为3.80MPa‑4.35MPa，而氮气压力较承温内壳2更高，大量的氮气则下流动进入承温内壳2，并跟随承温内壳2内的粗合成气一同向下排放，并有一部分从均压孔12排出至承温内壳2外，因此氮气将承温内壳2内的粗合成气进行阻隔，使其不会从均压孔12排出，此时第二爆破片11依然能起到阻隔承温内壳2内外连通的作用，而且一直持续到气化炉停炉，在此期间气化炉仍能正常运行。

[0015] 温度传感器13检测均压管7处的温度，并通过中控室调节调节阀15的开度，进而调节氮气量，将均压孔12内外的温度控制于250℃‑300℃之间，在均压孔12内外温度超过300℃后，存在承温内壳2内粗合成气泄露的风险，需要及时增大氮气气量，以确保起到阻隔承温内壳2内粗合成气的作用；在均压孔12内外温度低于250℃后，存在因温度过低影响气化炉正常运行风险，需要及时减少氮气量，以确保不会影响气化炉正常运行。

[0016] 由于壳牌下行水激冷煤气化装置气化炉中第一夹持器6和第二夹持器8为同一型号，夹持器和爆破片配套，为成都凯天电子股份有限公司生产的YE100‑0.05‑450\316L，且与其连接的管道直径均为100mm，将二者通过均压管7连接后，由于夹持器的两侧均需要通过螺母将螺栓紧固以确保爆破片被夹紧，因此二者之间需要预留一定的操作空间，根据实际操作情况，二者之间距离最小为100mm；在本壳牌气化装置承温内壳2保护系统运行过程中，均压孔12既要满足在气化炉开车期间第一爆破片10的两侧的均压，同时要满足在气化炉运行期间承温内壳2与承压外壳1之间的环隙压力波动导致第一爆破片10两侧压力差的均压，因此以承温内壳2内压力为
3.85MPa为例，承温内壳2与承压外壳1之间的环隙压力为极限值4‑4.5MPa，在确保第一爆破片10不发生爆破的前提下，通过理想气体状态方程以及等熵流动质量流量公式计算，均压孔12的最小孔径约为向上取整为18mm；而且当第一爆破片10发生爆破后，均压孔12在此孔径下，大量的氮气则下流动进入承温内壳2，随承温内壳2内的粗合成气一起向下排出，小部分氮气持续从均压孔12中排出，直至气化炉停炉，且通过的连通管通入的氮气并不会导致第二爆破片发生爆破；气体
因均压管7的直径一定，均压孔12连通的是均压管7内外，即均压管7内与环隙，在发生压力波动时，均压孔12是连通二者的唯一通道，均压管7长度越大，需要从环隙中进入的气体越多，要在波动过程中实现均压孔12两侧均压，则需要均压孔12更大，而均压孔12除了进行均压外还需要在第一爆破片10发生爆破后进行氮气阻隔，因此均压孔12越大，在氮气压力一定的情况下，所需的氮气使用量越大，考虑到氮气使用量所涉及的生产成本，则均压孔12越小生产成本越低；因此，以确保能够达到均压效果，且氮气使用量不高，在实际生产中均压管7的长度选用100mm，均压孔12的孔径选用20mm。

[0017] 当水封3在实际使用过程中发生堵塞后，若第一爆破片10和第二爆破片11均未发生爆破，由于均压管7通过均压孔12与承温内壳2和承压外壳1之间的环隙连通，因此第一爆破片10两侧即为承温内壳2内外压力，当承温内壳2内外压差大于48kPa或小于‑50kPa时，第一爆破片10便会发生爆破，但随着承温内壳2的压力继续上升，而均压孔12仅有20mm的情况下，均压孔12所排出氮气几乎可以忽略不计，承温内壳2内外压差大于48kPa后，第二爆破片11也会发生爆破；若当水封3发生堵塞时第一爆破片10已经爆破，而与上述情况相同，承温内壳2内外压差大于48kPa后，第二爆破片11也会发生爆破；而且在实际生产中，由于水封3同样在中控系统内同样设有相关的检测和报警，水封3发生堵塞后气化炉无法正常运行，中控系统则进行预警和停炉等相关动作，并在疏通水封后再进行开车。
本发明实施例的试验地点为呼伦贝尔金新化工有限公司壳牌煤气化装置，连续6个月运行无爆破片损坏影响气化炉运行的问题发生，效果良好。

[0018] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。