四噴嘴對置式氣化爐液位異常分析

丁志偉 肖建華 張超 張垚 張富國（ 河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉 453000）

能源是人類社會和經濟發展的重要物質基礎,其消費水平是世界各國社會經濟發展水平的重要標志。世界能源結構在未來幾十年還是以石油和煤炭等化石能源為主[1]。“缺油、少氣、富煤”是我國石化能源的基本結構[2]。煤氣化技術作為一種重要的原料高效清潔利用的技術，己涉及氣體燃料、液體燃料及化工產品等多個領域[3]。目前隨著環保形勢的日益嚴峻，氣流床氣化技術由于其高效清潔的特點成為煤氣化中最為成熟和應用最為廣泛的技術,在氣流床氣化技術中氣化爐作為其核心設備，運行周期及穩定性是整個氣化系統至關重要的一環[4,5]。

河南心連心化肥有限公司氣化裝置采用華東理工大學與兗礦集團自主研發的四噴嘴對置式氣流床氣化技術，在2005年該多噴嘴對置式水煤裝氣化裝置(1150t/d)已成功示范運行[6]，并在產業化方面取得了顯著成績，截止至目前國內已推廣應用47個項目，129臺氣化爐。河南心連心化肥有限公司所采用的氣化爐操作壓力為6.5MPa，操作溫度為1350℃，日投煤量1150t/d，兩開一備的運行模式，自2013年11月16日投料至今，氣化爐整體運行穩定。本文就四噴嘴對置式氣化爐工藝原理及在運行過程中氣化爐液位計異常現象進行分析總結。

1 工藝原理

原料煤通過皮帶機輸送到磨煤機進行研磨，研磨合格的水煤漿經隔膜泵加壓，與來自空氣分離裝置制得的高純度氧氣一起通過在同一水平面兩對相對稱的工藝燒嘴，且工藝燒嘴為預模式燒嘴，對噴進入氣化爐燃燒室。在高溫高壓下，通過工藝燒嘴對噴進入氣化爐的水煤漿與氧氣進行部分氧化反應，生成CO和H2為有效氣成分的半煤氣。生成的半水煤氣通過旋風分離器和水洗塔進行洗滌除塵后，送至變換工段；來自氣化爐激冷室、旋風分離器和水洗塔的三股洗滌黑水，分別經過高壓閃蒸、低壓閃蒸以及真空閃蒸后送至澄清槽進行循環使用。

2 氣化爐液位計異常現象

（1）2015年10月1日，F1301A液位在角閥切換后出現大幅波動，同時混合器壓差增大，F1301A合成氣帶水嚴重，10月6日，A氣化爐LI1303/04/06三液位計因失真顯示滿量程；

（2）2016年3月29日，當煤種變更為哈拉溝：檸條塔=4：1摻燒后，F1301A、F1301C爐液位均出現緩慢上升跡象，出現氣化爐液位為假液位現象。

3 氣化爐液位計異常現象原因分析

（1）2015年10月7日，F1301A旋風分離器出水和PV1403閥門調整范圍波動，由于氣體流速大，造成旋風分離器內除塵量增多，出水不暢；10月8日—10月9日F1301A加負荷合成氣成分開始波動，氧煤比由487上升至493；10月9日16：30 F1301A開始減負荷合成氣成分趨于穩定，系統壓力不再呈直線上升，基本達到穩定趨勢。10月4日夜班，Ca2+為506mg/L且居高不下，正常指標應小于400mg/L。從10月7日10：49開始，PI1403A壓力開始大幅波動，原來為5.6MPa，現在為4.0-5.6MPa，此現象說明，F1301A液位低，合成氣洗滌效果差，F1301A內細灰大量帶入Y1301A/T1301A內，造成管道內出水不暢，使PV1403開度不穩定。通過以上數據分析及判斷原因為F1301A激冷室內部積渣嚴重，液位計液相與氣相壓差大，導致液位計失真顯示滿量程，而實際液位則非常低，出現此現象可能為氣化爐激冷室破泡條結垢積渣而引起的。

（2）2016年3月29日，F1301A、F1301C爐液位出現假液位現象，其原因是由于渣中細玻璃絲增多，在合成氣及灰渣出下降管后，一部分細灰及玻璃絲進入鎖斗，一部分隨合成氣氣流向上經破泡條后附著于破泡條上，造成激冷室氣相與液相壓差增大，進而導致激冷室液位失真。

4 改善方法

（1）目前我公司氣化系統外排水量維持在70m3/h左右，雖然滿足設計要求，但在實際運行過程中因為系統部分水路技改而造成系統內補入的水質較差，系統水質Ca2+含量、濁度一直較高，因此向氣化爐系統內補水應做一些調整，使補入水質Ca2+含量以及濁度都應較低，同時對外排水量也做相應調整。

（2）加強操作人員技能培訓，當煤質發生變化后操作人員能夠及時進行相應調整，以便于控制好爐溫。

（3）在系統熔渣過程中應充分考慮系統排渣量增大引起激冷室內積渣現象，熔渣時因渣量增加應加大鎖斗循環泵流量，同時增加排渣次數，以防止爐內集渣。

（4）氣化爐每次停車后應加強對黑水管線及破泡條集渣清理力度，以確保能夠清理徹底。

5 結語

隨著水煤漿氣化技術的不斷發展，在生產上給我們帶來很大的便利，但是隨著運行周期的延長，在運行的過程中可能會出現很多問題，因此在分析問題時一定要從源頭上找出解決方案，只有這樣才能確保系統的安全穩定長周期運行。

[1]Outlook E.International Energy Outlook[J].Outlook,2010.

[2]曹曉霞,郭建.水煤漿氣化裝置管廊管道布置研究[J].內蒙古煤炭經濟,2012(11)：30-31.

[3]王輔臣.大規模高效氣流床煤氣化技術基礎研究進展[J].中國基礎科學,2008,10(3)：4-13.

[4]盛新.Shell煤氣化技術及其在大化肥裝置的應用[J].大氮肥,2007,(06)：415-419.

[5]Lowe E.GE's Gasification Experience in China[C].Gsification Technologies Conference.2007.

[6]于廣鎖,龔欣,劉海峰,王亦飛,王輔臣,于遵宏.多噴嘴對置式水煤漿氣化技術[J].現代化工,2004,(10)：46-49.