影響魯奇氣化爐連續穩定運行的原因探究

郝佳楠（遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司， 遼寧 阜新 123000）

隨著我國社會主義經濟的不斷發展，能源需求日益增多。但我國是一個“多煤、少油、缺氣”的國家。因此，國家加大對煤炭資源的開采和深加工力度，可緩解能源不足的緊張局面。在煤炭資源開發和利用的過程中，魯奇氣化工藝在煤炭的氣化工藝中應用比較廣泛，并取得較好的效果。但是魯奇氣化工藝也存在不足之處，如設備的連續運行周期短、工作效率低、故障頻發等，嚴重制約魯奇氣化爐開發利用，故本文分析了魯奇氣化爐連續穩定運行的影響因素。

1 影響魯奇氣化爐連續穩定運行的原因

1.1 氣化爐爐篦失效的原因

通常情況下，氣化爐爐篦失效的表現形式有：出現細微的裂紋，裂紋表面光滑；出現粗大的裂紋，裂紋較大，爐篦變形扭曲，裂紋表面粗糙；爐篦被燒壞，表面有融化的現象。出現以上狀況的因素為灰層過薄，火層下移，爐篦材質無法承受高溫，必會發生故障。爐篦耐高溫的強度與其材料的高溫組織密切相關，如果氣化爐長時間、連續運轉，爐篦承受的高溫時間就會過長，材料強度會降低，進而發生變形，出現裂紋。裂紋在長時間的應力作用下，會不斷擴大，出現粗大的磨損口，最終導致爐篦失效，進而造成氣化劑的不均勻分布，影響氣化爐的正常運作。由此可知，爐篦的使用壽命與爐篦轉速、火層灰層分布、爐篦材料的耐高溫時間、自身強度等因素有關。如果爐篦的運作在其材料可承受的高溫范圍內，那么導致爐篦失效的主要原因，可能是長期磨損[1]。

1.2 灰鎖上下閥軸填料失效的原因

影響氣化爐正常運行的另一個重要原因，則是灰鎖上下閥軸填料的失效。在氣化爐運轉過程中，灰鎖的上下閥軸填料的密封發揮著重要作用。其工作原理是通過旋軸之間微薄的環形縫隙，不斷揮發潤滑油以形成潤滑膜完成，在氣化爐工作中，由于做功環形填料處的溫度保持在300℃左右，潤滑膜會因揮發帶走大部分熱量，以確保填料處不會因高溫而發生變形和損壞。由于填料壓蓋所產生的壓力，填料中的潤滑油會被擠出，形成新的潤滑膜，以此保證填料處有較好的密封度。工作中潤滑膜不斷揮發，以確保填料處始終處于密封狀態，一旦潤滑膜的揮發與形成的平衡狀態被打破，那么灰鎖上下閥軸的填料就會失效。而填料處潤滑油的閃點低、填料質量差等因素，也會導致灰鎖上下閥軸失效。

1.3 煤質對魯奇氣化爐連續穩定運行影響

魯奇氣化爐使用的煤粒度，需控制為5～50mm，粒度直徑＜5mm，且＞50mm，煤含量各不能＞5%，故導致魯奇氣化爐對煤使用粒度有一定要求。煤質對魯奇氣化爐連續穩定運行影響主要體現在以下幾個方面：一是煤的粒度影響：魯奇氣化爐工藝為碎煤工藝，氣化爐同床層阻力不同，其反應的速度也不同，故極易出現氣化爐的局部過熱結渣、工況波動較大等問題，故會影響氣化爐的運行；二是固定碳影響：煤中固定碳的含量提高，則灰分和揮發分等含量會下降，有效成分會增加，便于制氣。因氣化爐頂的干餾層溫度升高，煤中揮發分會在干餾層生成焦油，焦油的產量增加，剩余的半焦就會減少，在其進入氣化層之后，粗煤氣的產量會減小。而固定碳的含量太低，則會增加煤耗、運行成本，單位煤耗產粗煤氣量也會減少；三是水分影響：在干餾層，形成煤半焦時的氣孔率較大，當其進到氣化層，反應氣體會通過內擴散，進入固體的內部，從而加速氣化速度，生成煤氣的質量就好，如果水分過高，則會影響氣化爐的穩定運行[2]。

1.4 煤鎖液壓閥門內漏對氣化爐穩定運行的影響

煤鎖液壓閥門的內漏，也會影響氣化爐的穩定運行。在氣化運行中，所使用原料煤為褐煤，以氧氣負荷5000Nm3/h為例,煤鎖的操作時間的間隔為15min左右，每小時進行充壓閥門和泄壓閥門的開關為四次，不包括點動閥門，每天至少開關九十六次，由于閥門的頻繁開關，再加上高速氣流對液壓閥門開關頭的沖擊，會降低閥門的密封性，導致內漏。如果發生一次充壓液壓閥門內漏，那么進行第二次補充壓時，就會延長充壓時長，如果二次補充壓達不到效果，煤鎖則會因補充壓力和氣化爐內壓力失衡而破壞，發生安全隱患。當煤鎖在泄壓閥門和充壓閥門時發生內漏，煤鎖就會一直處于泄壓狀態，延長充壓時間，如果煤鎖長時間處于內漏泄壓的狀態，煤鎖下閥門一直處于打開狀態，氣化爐內的高溫煤氣就會不斷竄向煤鎖，致使煤鎖下閥門的溫度居高不下。煤鎖長時間處于超溫現象，則會影響氣化爐的穩定運行[3]。

2 確保魯奇氣化爐連續穩定運行的措施

2.1 氣化爐爐篦失效的改進措施

針對爐篦失效，可采取的改進措施有：提高爐篦的耐高溫強度和硬度，采用含碳量較高的復合材料作為爐篦材料，以此來提高爐篦的耐高溫時間，延長爐篦的使用壽命。此外，還可對爐篦的結構進行優化，增加爐篦的耐磨條數量，延長爐篦的耐磨時間，降低爐篦的失效率。同時應嚴格控制爐篦的運作溫度，這是降低爐篦失效率最有效的方法。由于爐篦與灰層是直接接觸的，所以爐篦運作溫度的高低取決于灰層的厚薄，增加灰層的厚度可使爐篦的運作溫度降低；還可通過嚴格控制灰鎖的溫度，實現對爐篦運作溫度的調節。

2.2 灰鎖上下閥軸填料失效的改進措施

針對灰鎖上下閥軸填料失效可采取以下改進措施予以解決：嚴格把控填料的質量，務必保證填料質量合規；提高潤滑油的閃點，力求符合填料所需溫度；保證供油管的暢通，確保填料處油料的供應；嚴格控制灰鎖的溫度，確保灰鎖溫度始終低于400℃，以確保填料處潤滑膜的揮發和形成的動態平衡；保證氣化爐開車前，潤滑泵處于開啟狀態，而停車后潤滑泵處于停止狀態，使潤滑管線保持暢通；時常調整柱塞潤滑油泵，保證供油量[4]。

2.3 煤質對魯奇氣化爐連續穩定運行影響的改進措施

對于煤質對氣化爐的影響，主要改進措施是：調整煤篩板的篩孔，將其改為80×80mm2，并對篩板進行加密；加強對矸石的篩檢力度，避免矸石對氣化爐的穩定運行造成影響，以確保固定碳的質量；完善儲煤場地建設，避免備用煤被雨雪淋濕；將煤進行配比試燒，以確定優質煤進入氣化爐；改革備煤除塵方式，用氣體狀噴洗替代噴淋水，保證備煤的干燥。通過采取以上改進措施，大大提高煤質，促進氣化爐連續穩定的運行。

2.4 煤鎖液壓閥門內漏對氣化爐穩定運行影響的改進措施

針對充壓閥門和泄壓閥門內漏的影響原因，可采取的具體措施有：加強對煤鎖閥門密封性的質量檢驗，增加氣化爐煤鎖閥門的耐高溫和高壓時長；在煤鎖液壓閥門旁增加備用充氣管道，當鎖液壓閥門出現內漏時，在不耽誤補充氣壓的情況下，還可及時對內漏閥門進行更換，以保證氣化爐的連續穩定運行。另外，需不定期對煤鎖液壓閥門進行安檢，確保煤鎖液壓閥門始終處于密封狀態[5]。

3 結語

魯奇氣化爐的長周期穩定運行受一些影響因素的限制，無法完全發揮其煤炭氣化的功能，本文對影響魯奇氣化爐連續穩定運行的原因進行探討，并提出相應的改進措施，如提高爐篦的耐高溫強度和硬度，采用含碳量較高的復合材料作為爐篦材料，以提高爐篦的耐高溫時間；嚴格把控填料的質量，提高潤滑油的閃點，嚴格控制灰鎖的溫度，延長氣化爐的連續運轉周期；調整煤篩板的篩孔，對篩板進行加密，完善儲煤場地建設，避免備用煤被雨雪淋濕，改革備煤除塵方式，用氣體狀噴洗替代噴淋水；在煤鎖液壓閥門旁增加備用充氣管道等等。通過這些改進措施的實施，延長魯奇氣化爐連續穩定運轉周期，提高運轉效率，為企業創造更多的經濟效益。

[1]王海貝.影響魯奇氣化爐連續穩定運行的原因分析[J]煤,2012,21(4):63.

[2]李雪平,宋軍麗,朱林,王東杰,劉志輝.保障氣化爐入孔安全穩定運行的幾點措施[J].廣州化工,2012(23):142.

[3]沈志強,曹峰,李建峰.影響魯奇氣化爐連續運行的原因分析[J].中國石油和化工標準與質量,2012,33(13):26.

[4]張成.煤質對魯奇氣化爐經濟運行的影響分析[J].中國化工貿易,2013(5):129.

[5]李旦.魯奇氣化工藝特點及影響其運行的主要因素分析[J].科技創新與應用,2013(25):145.