孔德升，王文剛，呂士國

(新能鳳凰〔滕州〕能源有限公司　山東滕州　277527)

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多噴嘴氣化爐常見問題的判斷技巧及處理措施

孔德升，王文剛，呂士國

(新能鳳凰〔滕州〕能源有限公司山東滕州277527)

摘要根據(jù)多噴嘴對置式水煤漿加壓氣化裝置投料以來出現(xiàn)的渣口堵塞、洗滌冷卻水管堵塞、氣化爐合成氣出口積灰堵塞、鎖斗沖洗水罐液位反彈和高壓煤漿泵墊缸等常見問題，總結(jié)出簡易的判斷方法并提出相應(yīng)的處理措施。經(jīng)不斷攻關(guān)、改進(jìn)，裝置實(shí)現(xiàn)了105%負(fù)荷常態(tài)化運(yùn)行，碳轉(zhuǎn)化率由98%提高至99%。

關(guān)鍵詞多噴嘴對置式水煤漿加壓氣化常見問題處理措施

Judgment Skills and Handling Measures of Common Problems of Multi- Nozzle Gasifier

Kong Desheng, Wang Wengang, Lu Shiguo

(Xinneng Fenghuang 〔Tengzhou〕 Energy Source Co., Ltd.Shandong Tengzhou277527)

AbstractIn connection with common problems of multi- nozzle coal- water slurry pressurized gasifier since start- up, such as slag notch blocking, scrubbing- cooling water pipe blocking, dust deposition blocking at outlet for syngas from the gasifier, rebound of liquid level of lock hooper washing water tank and high- pressure coal slurry pump trouble, simple adjustment methods are summed- up and relevant handling measures are suggested. After continuous tackling key problems and improvement, the normalizing operation at 105% load of the plant is realized, carbon conversion ratio is increased from 98% to 99%.

Keywordsopposed multi- nozzlecoal- water slurry pressurized gasificationcommon problems

handling measures

新能鳳凰(滕州)能源有限公司700 kt/a甲醇裝置采用多噴嘴對置式水煤漿加壓氣化工藝制取原料氣。該裝置自2009年12月開車以來，出現(xiàn)了一些異常工況，通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和技術(shù)攻關(guān)，目前裝置運(yùn)行穩(wěn)定，已實(shí)現(xiàn)105%負(fù)荷常態(tài)化運(yùn)行，碳轉(zhuǎn)化率由98%提高至99%。

1巧用壓差區(qū)分事故原因

氣化爐渣口壓差是監(jiān)控氣化爐運(yùn)行情況的重要參數(shù)之一，而造成渣口壓差升高的因素有渣口堵塞、洗滌冷卻水管堵塞、氣化爐合成氣出口管線堵塞、鎖斗上部架橋等。一般可通過分析渣樣和水煤氣成分來區(qū)分引起渣口壓差升高的具體原因，但由于鎖斗每隔30 min排渣1次，渣樣分析對工況的反映存在滯后現(xiàn)象；水煤氣成分變化雖靈敏，但水煤氣成分變化時，往往渣口堵塞已較嚴(yán)重。因此，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集和整理，通過分析對比氣化爐爐膛壓力、鎖斗壓力及合成氣出口壓力的變化趨勢來判斷事故原因。

(1)當(dāng)鎖斗與氣化爐爐膛壓差、鎖斗與合成氣出口壓差均不變，而渣口壓差升高時，可判斷為渣口或洗滌冷卻水管堵塞。渣口堵塞時，伴有水煤氣中CO2含量降低、CO含量升高的現(xiàn)象，可采取提溫熔渣的處理措施，一般8 h后工況便可恢復(fù)正常。洗滌冷卻水管堵塞時，水煤氣成分一般無明顯變化。

(2)當(dāng)鎖斗與氣化爐爐膛壓差不變，而渣口壓差、鎖斗與合成氣出口壓差升高時，可判斷為合成氣出口管線堵塞。發(fā)生此類事故時，可通過改變煤種配比、改善氣化爐運(yùn)行工況、提高系統(tǒng)水質(zhì)和調(diào)整氣化爐液位的方法避免合成氣出口處細(xì)灰持續(xù)積累，隨系統(tǒng)長時間運(yùn)行(特別是系統(tǒng)壓力波動較大時)，積灰會被合成氣流沖走而疏通。

(3)當(dāng)渣口壓差升高，而鎖斗與氣化爐爐膛壓差和鎖斗與合成氣出口壓差同時降低時，可判斷為鎖斗上部架橋。發(fā)生此類事故時，伴有氣化爐出口黑水溫度升高、鎖斗上部溫度升高、鎖斗循環(huán)水溫度升高、鎖斗壓力降低和鎖斗循環(huán)水量減小(嚴(yán)重時，流量可降至零)現(xiàn)象。架橋程度較輕時，反轉(zhuǎn)破渣機(jī)即可疏通；架橋程度較嚴(yán)重時，可多次反沖和正沖破渣機(jī)，處理效果也十分明顯。

2開工抽引消音器堵塞判斷

開工抽引系統(tǒng)是氣化爐的重要輔助設(shè)施之一，起到建立爐膛真空度、調(diào)整火焰長度、防止安裝或拆除工藝燒嘴時回火傷人和控制氣化爐升溫和降溫速率的作用。隨著裝置運(yùn)行周期的延長，開工抽引系統(tǒng)逐漸表現(xiàn)出真空度低和蒸汽消耗量大等問題，且當(dāng)蒸汽消耗量增加至一定程度后，出現(xiàn)氣化爐內(nèi)有蒸汽冒出、出消音器的蒸汽夾帶黑灰的現(xiàn)象，拆檢消音器發(fā)現(xiàn)其內(nèi)件幾乎被細(xì)灰堵死。經(jīng)分析，其原因是氣化爐運(yùn)行時帶灰現(xiàn)象較嚴(yán)重，停車投用開工抽引器時，合成氣出口處的積灰被負(fù)壓抽出并隨抽引蒸汽進(jìn)入消音器，由于消音器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，細(xì)灰被攔截并積累。

優(yōu)化措施：選用優(yōu)質(zhì)煤種和控制適宜的爐溫，避免高爐溫或渣口堵塞時產(chǎn)生的細(xì)灰增多；運(yùn)行時，氣化爐液位控制不宜過高，防止帶水、帶灰；每次停車后，清理合成氣出口處的積灰；停車建立負(fù)壓時，抽引蒸汽加量應(yīng)緩慢；出現(xiàn)消音器堵塞現(xiàn)象時，將抽引蒸汽量提高至最大值，進(jìn)行吹掃疏通。

3高壓煤漿泵墊缸的判斷及處理

在生產(chǎn)過程中，煤漿質(zhì)量差易造成高壓煤漿泵墊缸(進(jìn)、出口單向閥球形閥芯被煤粒卡住)，其表現(xiàn)為煤漿流量降低、水煤氣氣量大幅下降、系統(tǒng)壓力降低、甲醇產(chǎn)量減少和氣化爐爐膛溫度升高。此時，可通過對比高壓煤漿泵電流的變化,快速分辨事故原因：進(jìn)口單向閥卡住時，高壓煤漿泵電流降低；出口單向閥卡住時，高壓煤漿泵電流升高。判斷出墊缸的缸頭后，通過提高高壓煤漿泵的轉(zhuǎn)速并敲擊卡住的單向閥，可在較短的時間內(nèi)使泵恢復(fù)正常運(yùn)行。

4混合器積灰堵塞

混合器積灰通常是由于所用煤種灰分含量過高、操作爐溫過高、原料煤黏溫特性差導(dǎo)致渣口堵塞嚴(yán)重、氣化爐液位過低和混合器加水水質(zhì)差等因素所造成，其判斷依據(jù)為混合器壓差增大、氣化爐壓力逐漸升高、水洗塔壓力逐漸降低。

處理方法：通過調(diào)節(jié)原料煤配比、降低氣化爐操作溫度、提高氣化爐液位和增大水洗塔底部黑水量的方法，阻止混合器進(jìn)一步積灰堵塞。一般的堵塞現(xiàn)象隨系統(tǒng)長時間運(yùn)行或系統(tǒng)壓力波動后自行疏通，但嚴(yán)重的積灰將造成多個運(yùn)行系統(tǒng)壓力偏差過大，需采取必要的處理措施。實(shí)踐證明，全關(guān)混合器加水閥可在短時間內(nèi)疏通混合器積灰，一般20～30 min便可明顯改善積灰情況。

5鎖斗沖洗水閥前單向閥閥頭斷裂

在運(yùn)行過程中，A鎖斗突然出現(xiàn)排渣時鎖斗沖洗水罐液位下降緩慢、排渣后鎖斗充壓困難的現(xiàn)象。通過對比運(yùn)行參數(shù)發(fā)現(xiàn)，在鎖斗排渣過程中，其內(nèi)部真空度遠(yuǎn)高于正常工況，鎖斗再次加滿水后，充壓速率恢復(fù)正常。因此，判斷為鎖斗沖洗水管線出現(xiàn)堵塞，造成鎖斗排渣時進(jìn)水量少于排水量，排渣結(jié)束時鎖斗尚未充滿即進(jìn)入充壓階段。由于鎖斗沖洗水管線上只有鎖斗沖洗水閥和單向閥，先檢查鎖斗沖洗水閥開關(guān)正常后，直接拆檢單向閥，發(fā)現(xiàn)單向閥閥頭斷裂卡住，阻礙了沖洗水進(jìn)入鎖斗。更換單向閥閥頭后，鎖斗系統(tǒng)恢復(fù)正常，但在排渣結(jié)束時，總會發(fā)出單向閥閥頭撞擊聲。觀察鎖斗系統(tǒng)排渣情況發(fā)現(xiàn)，鎖斗出口閥關(guān)閉后，沖洗水的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，而鎖斗泄壓閥關(guān)閉時間早于鎖斗沖洗水閥，使鎖斗內(nèi)的壓力通過沖洗水管線釋放，單向閥起止逆作用，導(dǎo)致閥頭與閥座發(fā)生撞擊。

處理措施：增大鎖斗沖洗水閥氣源壓力，縮短其關(guān)閉時間，同時延長鎖斗泄壓閥關(guān)閉時間。處理后，單向閥再未出現(xiàn)撞擊和損壞現(xiàn)象，排渣時鎖斗的振動現(xiàn)象也明顯減輕。

6鎖斗沖洗水罐排渣液位反彈

自開車以來，C鎖斗沖洗水罐存在排渣后液位反彈過高的問題，每次排渣用的實(shí)際沖洗水量僅為鎖斗沖洗水罐液位的30%(即14.0 m3/h)。為保證鎖斗內(nèi)灰渣能夠完全排出，設(shè)計(jì)沖洗水量為一個鎖斗的容積(即23.5 m3/h)，實(shí)際沖洗水量僅為設(shè)計(jì)值的50%，造成部分灰渣不能排出鎖斗，在鎖斗出口閥關(guān)閉過程中引起閥芯磨損。

原因分析：鎖斗沖洗水罐氣相一路通過溢流管線與渣池連通，溢流管線深入渣池液面形成水封；另一路通過放空管線與大氣相連，放空管線本不容易堵塞，但放空管線設(shè)有1只碳鋼材質(zhì)的阻火器，在潮濕的環(huán)境下容易生銹，在排渣等發(fā)生振動時，生銹垢片脫落導(dǎo)致放空管線被堵塞，隔絕了鎖斗沖洗水罐與大氣相通。排渣時，鎖斗沖洗水罐液位下降，在鎖斗沖洗水罐內(nèi)部形成負(fù)壓，液位假指示，在短時間內(nèi)便可降至10%以下，鎖斗出口閥接到聯(lián)鎖信號過早關(guān)閉，造成鎖斗排出的真實(shí)水量偏少。拆檢阻火器，發(fā)現(xiàn)已幾乎全部堵塞。對阻火器進(jìn)行清理后，鎖斗沖洗水罐在每次排渣時排出的水量可滿足工藝要求。

7結(jié)語

簡易、準(zhǔn)確的判斷和高效的處理方法是系統(tǒng)裝置“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運(yùn)行的重要保障。經(jīng)不斷攻關(guān)、改進(jìn)，新能鳳凰(滕州)能源有限公司的多噴嘴對置式水煤漿加壓氣化裝置運(yùn)行周期不斷延長，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到先進(jìn)水平，展現(xiàn)出國產(chǎn)煤氣化卓越的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(收到修改稿日期2014- 08- 06)

中圖分類號：TQ546.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

文章編號：1006- 7779(2016)02- 0061- 02

作者簡介：孔德升，從事技術(shù)管理工作；ds519520@163.com。