6.5MPa GE水煤漿氣化爐新煤種試燒工作經驗總結

李騰山 郭生波 白帥

兗州煤業榆林能化有限公司 陜西 榆林 719000

為降低煤炭綜合使用成本，實現公司整體效益最大化。兗州煤業榆林能化有限公司根據《兗礦能源集團股份有限公司山東能源化工分公司氣化配煤摻燒管理辦法》，結合生產實際在2022年度進行氣化配煤試燒工作。根據配比分析數據安排氣化系統的運行。根據氣化爐有效氣成分的變化情況，根據質檢中心對煤漿灰熔點[2]進行分析，氣化車間根據灰熔點及時優化氣化爐運行指標。對試燒[1]過程中的工藝參數及時進行優化調整，并完成每種煤種試燒過程數據的搜集整理工作，試燒工作結束后編寫試燒總結、編寫季度試燒煤種總結并編寫氣化爐裝置運行管控方案。上半年度氣化用煤為金雞灘沫煤，下半年度氣化主要試燒的煤種有金雞灘精煤、金雞灘沫煤、營盤壕精煤、隆德沫煤和榆樹灣混煤（見表1）。

表1 配煤試燒情況

1 金雞灘精煤與金雞灘沫煤配比

金雞灘精煤與金雞灘沫煤配比采用了5：5 和3：7兩種配比方案。

5：5 配比時水煤漿的灰熔點平均值為1186℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值為62.59%，粘度平均值為548mPa.s，有效氣成分為84.9%；配套裝置水煤漿濃度平均值為61.4%，粘度平均值為472mPa.s，有效氣成分為84.1%。摻燒過程中因水煤漿灰熔點1186℃較高，氣化爐提爐溫操作，有效氣成分較低，氣化爐操作彈性小。

3：7 配比時水煤漿的灰熔點平均值為1136℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值為61.7%，粘度平均值為454mPa.s，有效氣比例為82.6%；配套裝置水煤漿濃度平均值為61.3%，粘度平均值為443mPa.s，有效氣比例為83%。摻燒過程中水煤漿灰熔點適中，氣化爐運行穩定，有效氣成分較高。但因配煤摻燒期間煤漿灰熔點有所波動，氣化車間根據灰熔點變化情況，為及時調整爐溫，保證氣化爐能夠穩定運行，降低煤漿濃度。

2 金雞灘精煤與營盤壕精煤配比

金雞灘精煤與營盤壕精煤配比采用了7：3、6：4和5：5三種配比方案。

7：3的配比時甲醇裝置水煤漿的灰熔點平均值為1192℃，水煤漿濃度平均值為62.0%，粘度平均值為551mPa.s，有效氣比例為84.9%。配套裝置水煤漿的灰熔點平均值為1179℃，水煤漿濃度平均值為61.1%，粘度平均值為481mPa.s，有效氣比例為84.1%。水煤漿灰熔點較高，摻燒過程中氣化爐提爐溫操作，有效氣成分降低，氣化爐操作彈性小。

6：4的配比過程中甲醇裝置水煤漿的灰熔點平均值為1140℃，水煤漿濃度平均值為62.6%，粘度平均值為539mPa.s，有效氣比例為85.1%。配套裝置水煤漿的灰熔點平均值達到1141℃，水煤漿濃度平均值為61.3%，粘度平均值為481mPa.s，有效氣比例為83.7%。摻燒過程中水煤漿灰熔點適中，氣化爐運行穩定，有效氣成分高。

5：5的配比過程中甲醇裝置水煤漿的灰熔點平均值為1165℃，水煤漿濃度平均值為62.6%，粘度平均值為537mPa.s，有效氣比例為84.4%。配套裝置水煤漿的灰熔點平均值達到1160℃，水煤漿濃度平均值為61.6%，粘度平均值為509mPa.s，有效氣比例為84%。摻燒過程中水煤漿灰熔點偏高，氣化爐運行穩定，有效氣成分高。

3 金雞灘精煤與榆樹灣混煤配比

金雞灘精煤與榆樹灣混煤采用了5：5 的配比方案。配比過程中水煤漿的灰熔點平均值1143℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值為62.9%，粘度平均值為492mPa.s，有效氣比例為83.5%。配套裝置水煤漿濃度平均值為61.9%，粘度平均值為481mPa.s，有效氣比例為83.7%。摻燒過程中水煤漿灰熔點適中，氣化爐運行穩定，有效氣成分高，氣化爐操作彈性大。

4 金雞灘精煤、榆樹灣混煤與金雞灘沫煤煤配比

金雞灘精煤、榆樹灣混煤與金雞灘沫煤煤配比采用了2：2：1。

配比時甲醇裝置水煤漿的灰熔點平均值為1132℃，水煤漿濃度平均值為62.29%，粘度平均值為500mPa.s，有效氣占比83.16%。配套裝置水煤漿的灰熔點平均值為1133℃，水煤漿濃度平均值為61.72%，粘度平均值為474.5mPa.s，有效氣占比83.08%。三種煤種配比，氣化爐運行平穩。

5 金雞灘沫煤與隆德沫煤配比

金雞灘沫煤與隆德沫煤配比采用了3：1。

配比過程中水煤漿的灰熔點平均值1131℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值62.50%，粘度平均值為532mPa.s，有效氣占比82.85%。配套裝置水煤漿濃度平均值為61.91%，粘度平均值為497mPa.s，有效氣占比83.93%。摻燒過程中水煤漿灰熔點適中，煤漿濃度指標較好，氣化爐運行穩定，有效氣成分高。

6 金雞灘沫煤與榆樹灣混煤配比

金雞灘沫煤與榆樹灣混煤配比采用了5：5。

配比過程中水煤漿的灰熔點平均值1110℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值為62.49%，粘度平均值為580mPa.s，有效氣占比81.8%。配套裝置水煤漿濃度平均值為61.68%，粘度平均值為464mPa.s，有效氣占比83.28%。摻燒過程中水煤漿灰熔點適中，有效氣成分高，氣化爐運行穩定。

9 配煤工作總結

2022年度兗州煤業榆林能化有限公司氣化爐運行總體穩定，氣化爐在試燒期間，灰熔點比較穩定。煤漿質量煤漿濃度和粘度控制比較穩定，確保了系統的長周期穩定運行。

本年度摻燒新煤種采取得的最好方案是摻燒隆德煤（氣化爐有效氣化變化趨勢見圖一）。在摻燒隆德煤時，系統雖然產生漂珠，但是漂珠收集裝置發揮較好作用，漂珠得到有效攔截、收集，通過拆檢低壓灰水泵過濾器和灰水槽溢流，均未發現漂珠。摻配比例在10%～20%時產生漂珠較少，摻配比例達到25%時，產生較多漂珠。為保證系統穩定運行，及時將摻燒比例調整至20%。針對此次隆德煤摻燒試驗的成功，總結經驗如下：

A、F#爐在摻燒隆德沫煤的期間，運行時間較短，故對B、C、D、E#氣化爐數據數據進行對比。按照10%、20%、25%的比例摻燒隆德沫煤的過程中，氣化爐組分均變化不明顯，有效氣體成分保持穩定，60萬噸甲醇裝置有效氣成分維持在83.1%～84%，50萬噸DMMn配套裝置有效氣成分維持在82.2%～85.2%。

通過摻燒期間的煤漿數據和氣化爐操作工況數據觀察出，煤漿灰熔點相對穩定，維持在1122～1144℃，氣化爐排渣正常，未出現堵渣現象。

（1）原料煤的煤質[3]決定了氣化爐的穩定運行。試燒期間，質檢中心嚴格按照每日對煤漿灰熔點進行分析，氣化車間根據灰熔點及時優化氣化爐運行指標。氣化車間技術人員每日關注灰熔點變化、氣體成分、渣口壓差變化等數據，及時調整氣化爐操作溫度。每兩天分析一次煤漿（高壓）灰分，當煤漿灰分指標≥11%，及時排放煤漿槽倒淋，控制室關注煤漿管線壓差變化情況。

（2）嚴格控制煤漿質量。煤漿制備現場人員每2小時巡檢一次，低壓煤漿濃度以控制滾筒篩掛格在3格為準，記錄現場大顆粒出車情況。控制室關注低壓煤漿泵電流及頻率、磨煤水槽精餾廢水的接收量，關注煤漿濃度手動分析結果，與現場及時溝通。磨煤機負荷需要調整時，緩慢進行，確保煤漿質量的穩定。加強一二級滾筒篩大顆粒管巡檢，避免堵塞。

（3）明確氣化爐操作爐溫[4]控制指標。控制室主操以紅外CH4指示作為氣化爐爐溫監控依據。正常運行情況下，質譜儀CO、H2、CO2氣體成分基本穩定，根據灰熔點調整爐溫，保證排渣正常。

（4）加強氣化爐壁溫日常測量。氣化爐壁溫DCS顯示大于280℃時，利用紅外測溫槍與熱成像儀對比測量，對壁溫高點進行交接，并做好記錄。多噴嘴對置式氣化爐，中控室DCS氣化爐爐壁表面溫度指示612IITE124A1-9，A40-43在260℃以內，其余壁溫在300℃以內。德士古氣化爐，中控室DCS正常運行壁溫高點在280℃以內。

10 下一步配煤思路

氣化用煤采用灰含量較低、熱值較高的煤摻配一定比例的灰含量較高、熱值較低且價格低廉的煤能夠滿足氣化運行需求，且能大幅度降低用煤成本。

在隆德煤礦恢復后，兗州煤業榆林能花有限公司將繼續提高漂珠收集裝置運行效果，做好高溫熱水泵、洗滌塔給水泵的備件準備工作，將摻燒比例繼續提高至25%-30%，以取得更好的經濟效益。

本年度兗州煤業榆林能花有限公司采用多種煤種摻燒為下一步氣化用煤提供指導依據。下一步計劃調研爾林兔、營盤壕沫煤等經濟煤種，進行煤質分析，形成配煤摻燒方案，持續降低用煤成本。