煤氣化裝置運行問題探討

張小彬 孫凱

摘 要：煤氣化裝置運行期間的安全性和穩定性影響因素依然較多，只有大家不斷努力和相互交流才能夠將其中的諸多問題得到有效的解決。本文就煤氣化裝置運行問題進行了探討。

關鍵詞：煤氣化裝置；運行問題；對策

前言

煤化工氣化工藝通過對煤炭資源的再次加工處理，使之成為較為環保且使用效率大幅提升的化工工藝。隨著我國經濟規模的不斷擴大，對能源的高效使用成為必須的技術研究課題。

1 煤氣化的種類

1.1 固定層煤氣化

一般來說，固定層煤氣化技術包括魯奇氣化爐、魯奇改進氣化爐、固定床氣化爐等。其中，魯奇氣化爐的工藝應用技術較為成熟，被廣泛應用在煤氣化行業當中，在魯奇氣化爐的使用過程中，煤炭的利用率相對較高，成本相對較低，但這種煤氣化技術會產生較多的污染氣體，后處理較為麻煩。

1.2 流化床煤氣化

灰熔聚流化床技術、U-GAS、恩德氣化爐等技術均屬于流化床煤氣化技術，其中，灰熔聚流化床技術的產能效率較高，應用范圍相對較廣，單臺氣化爐的平均日產能高達500t。U-GAS技術主要應用在劣質煤炭的技術處理中，它可以有效提高劣質煤的產能效率，在溫度相對較低的環境中，將原料煤與助燃氣體混合，提高煤炭的轉化率，有效減少資源的浪費。

1.3 氣流床煤氣化

在氣化床煤氣化技術中，典型的技術主要有GSP粉煤氣化技術、Shell粉煤氣化技術、水煤漿氣化技術等。其中，GSP粉煤技術是德國未來能源公司設計研發的煤氣化技術，這種煤氣化技術可以將煤炭的轉化率提高到99%，液態排渣有效保護了煤氣化設備，提高了設備的使用壽命。Shell粉煤氣化技術采用純氧氣化技術，允許煤炭干粉進料，但這種技術的設備結構相對復雜，操作流程較為麻煩，成本較高。

2 燒結金屬設備損壞問題與措施

2.1 原因分析

第一，煤鎖斗屬于一種疲勞容器，在其中起到通氣與充壓功能的充氣器與充氣錐兩側的壓力會經常性的發生變化，并且也會有瞬間超壓的問題發生，進而便會使充氣器和充氣錐出現疲勞變形的問題；第二，如果進入到充氣錐之中的氣體不夠純凈便有可能使燒結金屬空受到污染而發生堵塞，這種情況之下通氣便會出現不暢，進而直接造成燒結金屬兩側的壓差超出標準范圍，并且由此造成設備損壞；第三，通氣設備自身具有的強度不足。

2.2 應對方法

（1）燒結金屬具有的主要作用在于能夠為煤鎖斗加壓，以及使煤斗內部的粉煤變得疏松和流化，這種情況之下為了避免充氣器和充氣錐兩側發生超壓就可以采取以下三種措施：第一，對于粉煤鎖斗壓力和沖壓閥的開度曲線進行設定，并且在對粉煤鎖斗進行充壓的過程中使充壓閥的開度在粉煤鎖斗壓力不斷加大的過程中開大，避免有充氣閥突然打開而使充氣壓受到過大沖擊問題的發生；第二，對于充氣閥的最大開度予以限制；第三，在充氣錐管線的開關閥位置為其增加一臺具有調節功能的法門，并且在充壓和通氣的過程中逐漸將閥門開大，進而來避免開關閥位置有突然打開而使燒結金屬受到過大沖擊的問題發生。（2）對于進入到充氣設備氣體需要嚴格保證潔凈度，由于往復機所具有的結構決定了送出的含油氣體在經過燒結金屬設備的過程中，燒結金屬通道會逐漸被油污堵塞，這種情況之下造成了燒結金屬通氣性能發生降低，并且也會使設備沖壓過程中燒結金屬兩側位置更加容易有超壓的問題出現。

3 煤燒嘴頻繁跳車問題原因和解決方法

3.1 原因分析

第一，在對煤粉管線進行焊接的過程中，如果在管線的內壁位置有焊瘤殘存的話會使煤粉流量的穩定性受到影響；第二，因為對于煤粉管線速度計和密度計的參數設置不正確而造成密度計和速度計對于一些良好的適應性，進而便使流量指示出現了較大的波動或者不準確的示數；第三，EDS系統之中的氧流量計流量指示發生波動而使煤燒嘴發生跳車。

3.2 應對方法

（1）針對煤粉管線內壁有焊瘤殘存的問題存在需要對煤粉管線之中的焊縫逐段進行檢查，并且針對那些焊瘤比較突出的位置需要重新對其進行焊接，并且對焊接的質量進行嚴格的把關，使煤粉管線的內壁足夠平整和光潔。（2）由于在進行初期煤粉管線的速度計與密度計發生波動而使煤燒嘴多次出現跳車，尤其是在進行煤種更換的過程中煤粉管線上的速度計與密度計會發生較大的波動。基于這一情況可以與廠家進行多次的聯系，并且對于密度計和速度計予以有效的校準，聯合生產廠家對于儀表的參數做出優化設置。另外還需要對煤粉的濕度與粒度進行嚴格的控制，使其能夠始終被控制在指標之內，并且在此基礎之上對于設計指標予以一定的優化。

4 煤燒嘴罩泄露問題的原因與應對方法

4.1 原因分析

第一，煤燒嘴穩定性不足而造成跳車問題的頻繁出現，由此使爐內偏燒的問題出現，進而使熱場的分布出現不均的現象，由此便使燒嘴罩被燒壞；第二，對于各個燒嘴位置流量計進行調校過程中不夠準確，并且煤流量的分布不夠均勻，由此便使氣化爐出現偏燒的問題。

4.2 應對方法

（1）對于煤燒嘴流量的穩定性予以充分保證，避免其中有頻繁波動而引發跳車的問題出現，并且防止由于不對稱燃燒問題而使氣化爐之中出現熱場分布不均的問題。（2）對于煤循環進行反復的實驗，對于煤線的密度計和速度計進行調試，對煤流量的補償公式加以調整。（3）對于燒煤罩的結構設計加以改進，對第二代燒嘴罩進行應用，避免渣層出現漫過燒嘴罩而使流場的噴射受到影響，并且由此來防治燒嘴罩之中有局部過熱的問題發生。

5 結束語

我國的煤化工氣化工藝已經取得了長足的發展。我國是傳統的煤炭資源大國，應該加大對煤炭使用的研發，提升煤炭資源的使用效率，保證我國的經濟建設，為環保事業做出一定貢獻。同時在煤氣化的過程中，注意對設備維護和經驗技術的總結，確保我國煤化工項目能夠正常的運行發展。

參考文獻

[1]張蕊.煤化工氣化工藝與設備的關鍵技術[J].化工機械，2016，43（5）：685-686.

[2]楊濤.煤化工氣化工藝與設備的關鍵技術[J].化工管理，2018，484（13）：201