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〔集團〕有限責任公司臨猗分公司 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〔集團〕有限責任公司臨猗分公司 山西臨猗044100）

山西陽煤豐喜（集團）臨猗分公司有4套氣化裝置，日常生產中3開1備；其中前3套為清華大學、北京達立科開發的非溶渣-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、清華大學、北京達立科、北京航天十一所、華陸工程設計院、太原鍋爐廠、西安核工業設備公司、盈德氣體等各領域多方專家，通過多年開發、實踐與施工，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。各臺氣化爐運行壓力4.0 MPa，粗煤氣中φ（CO+H2）＞80%。

1　氣化爐燃燒室的構造

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的高溫，日常滿負荷運行中，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、費時。

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的高溫，日常滿負荷運行中，氣化爐表面熱偶溫度為110℃左右，同時副產約1.2 t/h蒸汽。水冷壁夾套在停車后可自主檢查、維修。

2　對煤質的要求

耐火磚氣化爐要求煙煤灰熔點低于1 250℃、成漿性好、煤的粒度＜0.5 mm，否則氣化爐爐溫太高，耐火磚磨損嚴重；不可以使用三高煤（高灰分、高灰熔點、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。點火烘爐和換燒嘴為人工操作，而投料程序控制全自動化。換燒嘴時，停止烘爐，此時爐溫下降較快，投料時間緊迫。

水冷壁氣化爐投料前需用弛放氣、氧氣烘爐約1 h。采用獨特的組合式一體燒嘴，點火與投料過程的邏輯程序自動切換，實現點火投料全自動化，確保爐溫穩定。

3.2人員配置

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

水冷壁氣化系統準備投料前，配置總控人員2人，現場工作包括倒盲板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。

水冷壁氣化系統若遇外工段緊急停車，停車后需要重新烘爐，進行投料。

4　裝置停車

耐火磚氣化系統停爐后，爐膛需用蒸汽和預熱水降溫3～4 d，后方可進行常規檢修。水冷壁氣化系統停爐后，爐溫會很快降下，即可停止所有運轉設備，進行常規檢修，不再有任何消耗。

5　安全系數

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

水冷壁氣化爐冷卻水系統運行壓力為4.2 MPa，高于氣化系統運行壓力（3.8 MPa）。若水冷壁系統、燒嘴及各盤管泄漏時，冷卻水會泄漏進入氣化系統內，并有安全保障，對生產基本沒有影響。

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（標態），比煤耗550 kg，渣中可燃物質量分數在10%以下。

水冷壁氣化爐比氧耗440 m3（標態），比煤耗550 kg，渣中可燃物質量分數在8%以下。

8　環保達標

耐火磚氣化爐和水煤煤水冷壁氣化爐系統黑水排放后都經過二級閃蒸處理，閃蒸氣送往精餾系統和小區供暖系統利用，黑水經絮凝劑處理后回流循環利用，少量排放水經車間微渦流系統處理后，出口水中懸浮物≤50 mg/L，經污水處理廠生化處理后即可達到環保排放標準，基本都能達到三廢零排放。

收稿日期（2015-01-04）