水煤漿水冷壁氣化爐與耐火磚氣化爐比較

李 娟（山西陽煤豐喜肥業(yè)〔集團(tuán)〕有限責(zé)任公司臨猗分公司 山西臨猗044100）

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水煤漿水冷壁氣化爐與耐火磚氣化爐比較

李 娟
（山西陽煤豐喜肥業(yè)〔集團(tuán)〕有限責(zé)任公司臨猗分公司 山西臨猗044100）

山西陽煤豐喜（集團(tuán)）臨猗分公司有4套氣化裝置，日常生產(chǎn)中3開1備；其中前3套為清華大學(xué)、北京達(dá)立科開發(fā)的非溶渣-溶渣分級氣化耐火磚爐，單爐日處理原煤750 t，分別于2006年1月、2008年5月及2010年6月一次性投料成功；第4套為水煤漿水冷壁氣化爐，由陽煤豐喜集團(tuán)、清華大學(xué)、北京達(dá)立科、北京航天十一所、華陸工程設(shè)計(jì)院、太原鍋爐廠、西安核工業(yè)設(shè)備公司、盈德氣體等各領(lǐng)域多方專家，通過多年開發(fā)、實(shí)踐與施工，于2011年8月22日一次投料成功，單爐日處理原煤600 t，屬于世界首臺水煤漿水冷壁氣化裝置。各臺氣化爐運(yùn)行壓力4.0 MPa，粗煤氣中φ（CO+H2）＞80%。

1　氣化爐燃燒室的構(gòu)造

耐火磚氣化爐采用3層不同類型耐火磚隔絕外界與氣化爐膛內(nèi)的高溫，日常滿負(fù)荷運(yùn)行中，氣化爐表面熱偶溫度為240℃左右。耐火磚磨損大，需要定期更換，耗資、費(fèi)時(shí)。

水冷壁氣化爐采用列管狀的水冷壁夾套（夾套列管中走熱脫鹽水）隔絕外界與氣化爐膛內(nèi)的高溫，日常滿負(fù)荷運(yùn)行中，氣化爐表面熱偶溫度為110℃左右，同時(shí)副產(chǎn)約1.2 t/h蒸汽。水冷壁夾套在停車后可自主檢查、維修。

2　對煤質(zhì)的要求

耐火磚氣化爐要求煙煤灰熔點(diǎn)低于1 250℃、成漿性好、煤的粒度＜0.5 mm，否則氣化爐爐溫太高，耐火磚磨損嚴(yán)重；不可以使用三高煤（高灰分、高灰熔點(diǎn)、高硫），否則氣化渣口容易堵塞。

水冷壁氣化爐要求煙煤的灰熔點(diǎn)低于1 400℃、成漿性好、煤的粒度＜0.5 mm，可以使用三高煤。

3　裝置的投料

3.1烘爐、投料

耐火磚氣化爐投料前需用弛放氣、蒸汽、空氣烘爐蓄熱約96 h。點(diǎn)火烘爐和換燒嘴為人工操作，而投料程序控制全自動(dòng)化。換燒嘴時(shí)，停止烘爐，此時(shí)爐溫下降較快，投料時(shí)間緊迫。

水冷壁氣化爐投料前需用弛放氣、氧氣烘爐約1 h。采用獨(dú)特的組合式一體燒嘴，點(diǎn)火與投料過程的邏輯程序自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火投料全自動(dòng)化，確保爐溫穩(wěn)定。

3.2人員配置

耐火磚氣化系統(tǒng)準(zhǔn)備投料前，配置總控人員2人，現(xiàn)場工作包括換燒嘴、切水、置換倒盲板5塊，換燒嘴1只；輔助開車人員10～13人。

水冷壁氣化系統(tǒng)準(zhǔn)備投料前，配置總控人員2人，現(xiàn)場工作包括倒盲板1塊，不需換燒嘴、切水；需輔助開車人員2～3人。

3.3停車烘爐

耐火磚氣化系統(tǒng)若遇外工段緊急停車，停車后無需重新烘爐，可快速連投。

水冷壁氣化系統(tǒng)若遇外工段緊急停車，停車后需要重新烘爐，進(jìn)行投料。

4　裝置停車

耐火磚氣化系統(tǒng)停爐后，爐膛需用蒸汽和預(yù)熱水降溫3～4 d，后方可進(jìn)行常規(guī)檢修。水冷壁氣化系統(tǒng)停爐后，爐溫會(huì)很快降下，即可停止所有運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，進(jìn)行常規(guī)檢修，不再有任何消耗。

5　安全系數(shù)

耐火磚氣化爐燒嘴冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行壓力為2.0 MPa，低于氣化爐系統(tǒng)運(yùn)行壓力（3.8 MPa）。若燒嘴泄漏，氣化爐內(nèi)高溫火焰和合成氣有可能外噴，造成人員傷亡及設(shè)備損壞。

水冷壁氣化爐冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行壓力為4.2 MPa，高于氣化系統(tǒng)運(yùn)行壓力（3.8 MPa）。若水冷壁系統(tǒng)、燒嘴及各盤管泄漏時(shí)，冷卻水會(huì)泄漏進(jìn)入氣化系統(tǒng)內(nèi)，并有安全保障，對生產(chǎn)基本沒有影響。

6　掛渣情況

耐火磚氣化爐掛渣分布較均勻，厚度較厚；水冷壁氣化爐掛渣分布均勻，厚度較薄。

7　消耗不同

耐火磚氣化爐比氧耗400 m3（標(biāo)態(tài)），比煤耗550 kg，渣中可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%以下。

水冷壁氣化爐比氧耗440 m3（標(biāo)態(tài)），比煤耗550 kg，渣中可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%以下。

8　環(huán)保達(dá)標(biāo)

耐火磚氣化爐和水煤煤水冷壁氣化爐系統(tǒng)黑水排放后都經(jīng)過二級閃蒸處理，閃蒸氣送往精餾系統(tǒng)和小區(qū)供暖系統(tǒng)利用，黑水經(jīng)絮凝劑處理后回流循環(huán)利用，少量排放水經(jīng)車間微渦流系統(tǒng)處理后，出口水中懸浮物≤50 mg/L，經(jīng)污水處理廠生化處理后即可達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，基本都能達(dá)到三廢零排放。

收稿日期（2015-01-04）