王 卓,呂湛山,馬 鐵,康 菁,姜天夫

(1.山西晉煤華昱煤化工有限責(zé)任公司,山西晉城 048000;2.航天長征化學(xué)工程股份有限公司，北京 101111)

晉煤華昱煤化工有限責(zé)任公司(簡稱華昱公司)高硫煤潔凈化利用化電熱一體化項目氣化裝置，采用4臺Φ3 800×3 800的航天氣化爐[1]，100%以山西晉城無煙煤為原料。原料煤因灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(20%～28%)、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)(2.5%～3.0%)、灰熔點(1 450～1 500 ℃)高被稱為三高煤。華昱公司航天粉煤氣化裝置設(shè)計以寺河2#井、成莊礦及坪上礦的晉城無煙沫煤為原料，單爐日投煤量1 500 t，投氧體積流量為32 000 m3/h，產(chǎn)粗合成氣體積流量為11萬～12萬m3/h，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%。濕法除灰水系統(tǒng)中黑水經(jīng)沉降槽沉降送至離心機處理后的干料循環(huán)用于鍋爐二次燃燒，實現(xiàn)不產(chǎn)廢料的目的。該項目于2018年8月18日正式投產(chǎn)運行，氣化裝置自投運以來，氣化爐運行穩(wěn)定，各項指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計指標(biāo)。

1 氣化裝置概況

該氣化裝置以干煤粉為原料，采用激冷流程[2]生產(chǎn)粗合成氣。4臺氣化爐運行，南北框架各2臺氣化爐。氣化裝置航天粉煤氣化工藝采用盤管式水冷壁氣化爐，頂燒式單燒嘴，粉煤干法進料及濕法除渣，在1 400 ℃及4.0 MPa下，以純氧及少量水蒸氣為氣化劑在氣化爐中與煤發(fā)生氣化反應(yīng)，制備粗合成氣。

航天粉煤氣化工藝流程包括磨煤及干燥、煤加壓及進煤、氣化及合成氣洗滌、渣及灰水處理、氣化公用工程等主要單元(見圖1)。

圖1 氣化工藝流程方框圖

2 原料煤配比試驗

華昱公司氣化裝置自投運以來，截至2018年12月30日累計處理原料煤44.32萬t，原料煤均來自晉煤集團下屬礦井，分別來自寺河2#井、成莊礦以及少量坪上礦的無煙沫煤。其中，寺河2#井屬高硫無煙沫煤。華昱公司設(shè)計煤種為寺河礦無煙沫煤，設(shè)計的原煤熱值為27 329 kJ/kg(收到基)，華昱公司實際使用煤種均較設(shè)計煤種煤質(zhì)差，上述礦井沫煤灰熔點均在1 480 ℃以上，各礦井沫煤煤質(zhì)特性見表1。

表1 原煤煤質(zhì)特性表

2018年8月18日—10月30日，華昱公司在寺河2#井和成莊礦無煙沫煤中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的石灰石,分別記為煤種1、煤種2，配比后的入爐煤煤質(zhì)特性見表2。

表2 添加2.5%石灰石后的煤質(zhì)特性表

2018年10月14日，華昱公司在寺河2#井和成莊礦無煙沫煤中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的助熔劑，分別記為煤種3、煤種4，配比后的入爐煤煤質(zhì)特性見表3。

表3 添加4%助熔劑的煤質(zhì)特性表

從表1～3可以看出：無煙煤原煤的灰熔點均在1 480 ℃以上，添加2.5%石灰石后灰熔點能分別下降至1 351 ℃(寺河2#井)和1 416 ℃(成莊)，添加4%助熔劑后灰熔點能分別下降至1 298 ℃(寺河2#井)和1 337 ℃(成莊)左右。

經(jīng)過對原料煤原始數(shù)據(jù)以及分別增加2.5%石灰石、4%助熔劑煤質(zhì)的工業(yè)分析后，能夠看出在加入4%助熔劑后，煤質(zhì)的灰熔點相比沒有助熔劑和加入2.5%石灰石的煤質(zhì)有了很大的改善，煤質(zhì)更加穩(wěn)定，入爐煤的灰熔點相對比較穩(wěn)定，下降約50 K，為航天粉煤氣化裝置的穩(wěn)定運行創(chuàng)造了先決條件。

3 氣化爐主要運行指標(biāo)

3.1 氣化系統(tǒng)重要參數(shù)

氣化爐投運以來，爐況穩(wěn)定，各項指標(biāo)參數(shù)均非常穩(wěn)定。

3.1.1 爐膛掛渣情況及爐膛溫度

華昱公司4臺氣化爐(A、B、C、D)均采用成莊煤+2.5%石灰石進行原始掛渣，D爐為首臺掛渣氣化爐，首次原始掛渣運行26 h，掛渣結(jié)束后停爐對爐膛內(nèi)進行檢查，發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)壁掛渣均勻，內(nèi)壁呈鏡面狀。C爐、B爐、A爐具備條件后均采用上述方式進行原始掛渣(壓力為2.0～2.5 MPa、氧氣體積流量為20 000～25 000 m3/h)，掛渣結(jié)束后未停爐檢查，直接并入系統(tǒng)運行。

在氣化爐運行的過程中，爐膛溫度非常平穩(wěn)，爐膛插入式溫度點基本沒有超溫現(xiàn)象。表4是各爐正常運行時的插入式溫度點顯示值，主要記錄了各爐在滿負(fù)荷或接近滿負(fù)荷時的爐膛溫度。由表4可以看出：6個插入式溫度點的溫度均未超過600 ℃，平均溫度在350 ℃，證明爐膛掛渣情況良好且渣層穩(wěn)定。

表4 氣化爐運行中的爐膛溫度 ℃

3.1.2 爐膛渣口壓差

氣化爐爐膛渣口壓差見表5。

表5 氣化爐爐膛渣口壓差 kPa

氣化爐爐膛渣口壓差平均值均比較低，投運以來僅D爐由于渣口壓差顯示值高，降低負(fù)荷2次進行熔渣處理，其他氣化爐爐膛渣口壓差均未出現(xiàn)過超標(biāo)現(xiàn)象。D爐在計劃停運后對渣口進行檢查，發(fā)現(xiàn)渣口沒有堆渣現(xiàn)象，根據(jù)檢修情況，當(dāng)時的渣口壓差由激冷室出口煤泥堆積造成。因此，華昱公司航天氣化裝置粉煤全燒晉城三高煤以來熔渣情況穩(wěn)定，未出現(xiàn)過渣口堵渣現(xiàn)象。

3.1.3 粗合成氣有效氣

投產(chǎn)以來至2019年10月13日，氣化采用原料煤+2.5%石灰石的方式運行，粗合成氣有效氣(CO+H2)體積分?jǐn)?shù)維持在88%左右，華昱公司氣化裝置設(shè)計的粗合成氣中的有效氣組分體積分?jǐn)?shù)即為88%。從2019年10月14日起至今采用原料煤+4%助熔劑的方式運行，粗合成氣有效氣體積分?jǐn)?shù)得到明顯提升，維持在91%以上(見表6)。

表6 2019年10月14日后粗合成氣有效氣成分

從表6可以看出：粗合成氣有效氣組分較兄弟單位航天爐裝置全燒晉城煤時的86%提升接近5百分點。分析粗合成氣有效氣體積分?jǐn)?shù)明顯提升有幾個重要因素：

(1) 華昱公司氣化爐3 800 mm的大爐型較2 800 mm的小爐型運行時爐內(nèi)流場更合理，返混效果更好，反應(yīng)更徹底。

(2) 采用助熔劑明顯降低了入爐煤的灰熔點，加上穩(wěn)定的原煤煤質(zhì)，使粗合成氣中CO2含量明顯下降。

3.1.4 粗細(xì)渣情況

自投運以來，氣化裝置粗細(xì)渣質(zhì)量比基本維持在3∶1(干基)。粗渣呈明顯玻璃球體狀，直徑為1～2 mm，伴有少量拉絲。粗細(xì)渣殘?zhí)假|(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定，詳細(xì)情況見表7。

表7 粗細(xì)渣殘?zhí)挤治?/p>

華昱公司粗渣照片(滿負(fù)荷工況下取樣)見圖2。

圖2 粗渣照片

從表7及圖2可以看出：投運以來粗渣殘?zhí)假|(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定在5%左右，細(xì)渣殘?zhí)假|(zhì)量分?jǐn)?shù)維持在40%左右，2019年12月生產(chǎn)平穩(wěn)后粗渣殘?zhí)假|(zhì)量分?jǐn)?shù)進一步下降。從粗渣的形態(tài)可以看出入爐煤灰渣的熔融流動性較好，爐內(nèi)反應(yīng)比較充分。

3.1.5 單爐生產(chǎn)能力

華昱公司單爐設(shè)計投氧體積流量為32 000 m3/h，設(shè)計的單爐粗甲醇(甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)95.9%)日產(chǎn)量為1 000 t。投運以來，不斷提升單爐負(fù)荷，單爐投氧體積流量最高提升至35 000 m3/h，在110%的負(fù)荷下實現(xiàn)穩(wěn)定運行。同時，單爐的甲醇產(chǎn)量得到驗證，并在2019年12月9日系統(tǒng)3臺氣化爐在110%負(fù)荷穩(wěn)定運行的情況下，當(dāng)日粗甲醇(甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.4%)產(chǎn)量達(dá)到3 176 t，單爐甲醇日產(chǎn)量達(dá)到1 058 t，單爐生產(chǎn)能力實現(xiàn)超產(chǎn)。

3.1.6 灰水指標(biāo)情況

華昱公司自投運以來灰水指標(biāo)非常穩(wěn)定，外排水質(zhì)量流量一直維持在50 t/h(單爐)，遠(yuǎn)低于設(shè)計值(80 t/h)，水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計情況見表8。

表8 氣化裝置灰水水質(zhì)指標(biāo)

氣化裝置投運以來，渣水系統(tǒng)運行正常，從2019年11月D爐檢修期間拆檢的情況看黑水、灰水系統(tǒng)結(jié)垢現(xiàn)象不明顯，管道內(nèi)壁僅有1層2 mm的浮垢，容易清理。分析渣水系統(tǒng)指標(biāo)優(yōu)于其他裝置的主要原因為：

(1) 全燒無煙煤，反應(yīng)溫度高，主要在低溫下生成的氨氮、化學(xué)需氧物大幅度降低。

(2) 由于爐內(nèi)的高溫反應(yīng)，大量Ca2+、Mg2+參與了爐內(nèi)的灰渣熔融反應(yīng)，以固態(tài)的形勢隨粗渣排出，使得水中的總硬度、總堿度較其他裝置大幅度降低。

(3) 由于堿度、硬度降低，導(dǎo)致灰水系統(tǒng)長期處于弱酸性，降低了整個黑水、灰水系統(tǒng)的結(jié)垢傾向和結(jié)垢速率，延長了渣水系統(tǒng)穩(wěn)定運行的時間。

3.2 氣化爐消耗情況

3.2.1 原料煤耗

華昱公司氣化裝置設(shè)計的噸粗甲醇原料煤耗為1.49 t(收到基)，自投運以來，隨著生產(chǎn)的逐步穩(wěn)定，原料煤消耗逐步降低，表9、表10是2018年與2020年部分月份原料煤消耗的對比情況。

表9 2018年氣化裝置原料煤耗統(tǒng)計表

表10 2020年氣化裝置原料煤消耗統(tǒng)計表

由表9可以看出：2018年8月、9月由于系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、長期2臺氣化爐運行、單爐調(diào)試等因素影響，導(dǎo)致煤耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計值。2018年10月、11月開始添加助熔劑后煤耗有一定下降，但10月、11月3臺氣化爐運行期間空分裝置受分子篩CO2含量超標(biāo)因素的影響系統(tǒng)負(fù)荷頻繁波動，系統(tǒng)消耗仍相對偏高。進入12月后系統(tǒng)一直穩(wěn)定在3臺氣化爐接近滿負(fù)荷運行，生產(chǎn)平穩(wěn)，煤耗顯著下降。2018年8月—12月，共計生產(chǎn)甲醇28.57萬t，消耗原料煤443 167 t,噸甲醇原料煤耗1.551 t。

由表10可以看出：2020年3月—7月，系統(tǒng)維持4臺氣化爐平穩(wěn)運行，共計生產(chǎn)粗甲醇58.67萬t，消耗原料煤813 085 t，噸甲醇原料煤耗1.382 t,較設(shè)計值(1.49 t)下降7.1%。

3.2.2 氧耗

華昱公司氣化裝置設(shè)計的噸粗甲醇氧耗25.4 m3，2018年全年實際噸粗甲醇氧耗為25.6 m3，基本與設(shè)計值一致。

表11是2020年以來4臺氣化爐穩(wěn)定運行5個月的消耗數(shù)據(jù)，共計生產(chǎn)粗甲醇58.67萬t，消耗氧氣1.4×107m3，噸粗甲醇氧耗23.8 m3，比設(shè)計值低1.6 m3/t。氧耗降低與煤質(zhì)穩(wěn)定、4臺氣化爐滿負(fù)荷消耗低有直接關(guān)系，同時也證實了華昱公司全燒晉城無煙煤在消耗方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于設(shè)計值。

表11 2020年氣化裝置氧氣消耗統(tǒng)計表

4 運行中存在的問題及改進措施

航天粉煤氣化裝置在全燒晉城無煙煤的狀況下雖然各項指標(biāo)都達(dá)標(biāo)甚至優(yōu)于設(shè)計值，但在運行過程中也出現(xiàn)了一些問題。通過全燒晉城無煙煤的水質(zhì)分析可知，華昱公司的水質(zhì)整體呈弱酸性，不易在管道內(nèi)部結(jié)垢，不會造成管道堵塞，但會造成管道的磨損和沖刷。

4.1 運行中存在的問題

在氣化爐運行過程中，A爐自2018年10月15日開車后，運行90 d時，由于氣化爐至高壓閃蒸罐的黑水管線上黑水流量計(17FT1012)磨穿泄漏，導(dǎo)致停車；2019年2月12日同樣的原因?qū)е翫爐被迫停車；2019年10月6日也是由于該流量計泄漏造成C爐停車。短短運行不到1 a的時間發(fā)生過3次因該流量計泄漏而停車的事故，分析原因該流量計為楔形流量計,在黑水經(jīng)過該流量計時有節(jié)流和減壓的作用，而華昱公司水質(zhì)偏弱酸性且黑水中固體顆粒較多，對流量計節(jié)流后的管道造成嚴(yán)重沖刷，管道被磨穿后泄漏。

華昱公司黑水系統(tǒng)采用三級閃蒸，氣化爐黑水經(jīng)一級高壓閃蒸之后，閃蒸汽經(jīng)氣相管道送至汽提塔，經(jīng)冷卻器降溫后外送至火炬，黑水液相經(jīng)二級閃蒸減壓之后送至低壓閃蒸罐，低壓閃蒸罐氣相經(jīng)調(diào)節(jié)閥送至除氧器，其黑水經(jīng)三級閃蒸減壓后送至真空閃蒸罐，低壓閃蒸罐黑水進真空閃蒸罐入口處采用的平三通，黑水直接對沖真空閃蒸罐本體折流內(nèi)件。原始設(shè)計該水系統(tǒng)管道為普通的20#鋼，而低壓閃蒸罐至真空閃蒸罐黑水管線上調(diào)節(jié)閥為偏心旋轉(zhuǎn)閥，長期運行過程中發(fā)現(xiàn)管道磨損嚴(yán)重，而且偏心旋轉(zhuǎn)閥本體磨損嚴(yán)重，真空閃蒸罐本體也出現(xiàn)嚴(yán)重的沖刷現(xiàn)象。2019年8月1日由于高壓閃蒸罐至低壓閃蒸罐黑水管線磨穿，無法切出導(dǎo)致A爐停車。

4.2 改進措施

針對水系統(tǒng)水質(zhì)偏弱酸性、含固量大導(dǎo)致對管道的磨損加重而引起的問題，提出以下改進措施：

(1)將氣化爐至高壓閃蒸罐的黑水管線上的黑水流量計更換為文丘里式流量計，且內(nèi)壁噴涂碳化鎢耐磨層，增加流量計的使用壽命。

(2)將高壓閃蒸罐至低壓閃蒸罐的黑水管線由原來的20#鋼管道改為內(nèi)襯10 mm厚的高鉻鑄鐵耐磨層的管道。

(3)低壓閃蒸罐至真空閃蒸罐的黑水管線上的偏心旋轉(zhuǎn)閥更改為減壓角閥，入真空閃蒸罐之前的三通改為立式三通，避免黑水直接對真空閃蒸罐內(nèi)部折流板進行沖刷。

經(jīng)過改造后的水系統(tǒng)，類似的泄漏和停車事故沒有再發(fā)生過，為航天粉煤氣化裝置全燒晉城無煙煤的長周期穩(wěn)定運行打下了良好的基礎(chǔ)。

5 煤泥循環(huán)利用

華昱公司氣化裝置中的黑水循環(huán)系統(tǒng)中，黑水在沉降槽中經(jīng)沉降之后，產(chǎn)出的泥漿由底流泵輸送至離心機，經(jīng)過離心機之后的泥漿分離，水分回收至濾液罐，由離心式濾液泵輸送回真空閃蒸罐循環(huán)至系統(tǒng)中，固相干料在重力作用下流至鍋爐車間料位倉，料位倉達(dá)到指定料位后由泥漿泵輸送至型號為YG-240/9.8-M18的鍋爐內(nèi)參與鍋爐的反應(yīng)，使煤泥熱值的利用達(dá)到了最大化，并且實現(xiàn)了系統(tǒng)廢料零排放的目的，相對航天系統(tǒng)其他形式的煤泥處理有很大的優(yōu)勢。

5.1 離心機的結(jié)構(gòu)及工作原理

離心機內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 離心機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

離心機主體為鋼結(jié)構(gòu)框架[3]，機殼是一個可以沿軸線中分面開合的圓柱體表面，下半部固定在機架上，內(nèi)部設(shè)有防止固、液相飛濺的隔板與擋環(huán)。主軸承的軸承座共有2個，分別固定在機架上的兩端，支承著整個轉(zhuǎn)子的質(zhì)量(2種潤滑方式為脂潤滑和稀油潤滑)。離心機的轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)鼓和螺旋，轉(zhuǎn)鼓組件由小端蓋軸、錐轉(zhuǎn)鼓、直轉(zhuǎn)鼓和大端蓋軸組成，由止口定位并用螺釘緊固聯(lián)結(jié)，螺旋輸送器裝在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部與轉(zhuǎn)鼓同軸，兩端有軸承組能使其相對于轉(zhuǎn)鼓靈活地轉(zhuǎn)動。離心機的工作核心差速器固定在傳動主軸上，通過其外部殼體直接把動力傳遞給轉(zhuǎn)鼓組件，并為螺旋提供了所需的差動傳動力；離心機的進料管一直伸至螺旋加料腔內(nèi)，將懸浮液直接加入到該腔體內(nèi)；主、輔電機亦固定在機架上帶有滑槽的電機底座上；皮帶輪和驅(qū)動皮帶周圍設(shè)有防護罩加以保護；還有稀油潤滑油站及儀表配套裝置，控制、指示和調(diào)整潤滑系統(tǒng)的壓力、流量和溫度。

離心機是利用離心力把固體顆粒從液體中分離出來的[4]，為了使固液分離，固體顆粒在混合液中的密度一般必須比液相高。通過進料管送入離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，由1根軸向進料管，把懸浮液注射到螺旋組件內(nèi)的進料錐上，使物料向外折向高速轉(zhuǎn)動的螺旋內(nèi)壁。懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋內(nèi)筒，并受到離心力的作用，離心力把懸浮液通過螺旋壁上的孔甩出，到達(dá)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)腔，轉(zhuǎn)鼓和螺旋的轉(zhuǎn)向相同，但轉(zhuǎn)速稍高，這使螺旋相對于轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生一個連續(xù)沿軸向的旋轉(zhuǎn)作用，當(dāng)懸浮液到達(dá)轉(zhuǎn)鼓后，由于轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力作用產(chǎn)生分層，密度較大的固體顆粒沉降或者沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上，并由螺旋輸送器連續(xù)推送到轉(zhuǎn)鼓的底部，通過轉(zhuǎn)鼓的錐形部分，從轉(zhuǎn)鼓錐底下端一周的排料口排出，而密度較小的液體呈環(huán)形分布在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)側(cè)，澄清液面與轉(zhuǎn)鼓殼體保持平行。隨著離心機不斷進料，該液面不斷升高，到達(dá)一定高度后清液經(jīng)液體出口溢流流出，從而達(dá)到液固分離的效果。

5.2 離心機的運行情況

離心機能否長周期穩(wěn)定運行，關(guān)鍵在于進料系統(tǒng)能否提供穩(wěn)定的煤泥濃度和流量。針對離心機和沉降槽的實際情況，改造管線，單臺沉降槽的煤泥單獨往對應(yīng)的離心機進行輸送，避免了交叉送料的不穩(wěn)定性;同時,為了穩(wěn)定離心機入口的煤泥濃度和流量，建立了沉降槽耙料機油壓、底流泵頻率、離心機入口煤泥水固含量數(shù)據(jù)分析體系。經(jīng)過近2個月的數(shù)據(jù)采集(取樣次數(shù)為100)，分析比對，總結(jié)出了底流泵在不同負(fù)荷下與油壓、出口煤泥水固含量的對應(yīng)關(guān)系，形成了操作數(shù)據(jù)對比表(見表12)，為離心機的穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。

表12 離心機出口煤泥分析

由表12可以看出：經(jīng)離心機處理之后的煤泥含水量和熱值具備直接投入鍋爐進行燃燒的條件，完成了煤泥的回用。

5.3 離心機煤泥回用優(yōu)勢

經(jīng)帶濾機處理后的煤泥進入煤泥回用系統(tǒng)，送往鍋爐進行摻燒。由于帶濾機采用真空過濾系統(tǒng)，處理后的煤泥表面非常干，基本不含有表面水，攪拌困難，但煤泥孔隙內(nèi)的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)還較高，因此在進入煤泥回用系統(tǒng)前在攪拌倉內(nèi)再加水進行攪拌，陷入脫水再加水的怪圈，造成嚴(yán)重的能量浪費。同時，由于煤泥進入鍋爐均采用頂部噴入，煤泥熱值基本未得到利用。經(jīng)過論證，采用這種方式僅是將航天粉煤氣化爐細(xì)渣過了次火，雖然解決了濕煤泥倒運的難題，但是細(xì)渣的熱值并未得到充分的利用，最直接的表現(xiàn)是摻燒煤泥后鍋爐蒸汽的煤耗并未下降。

板框式脫泥項目能夠?qū)⒚耗嗪士刂圃?0%左右，然后將煤泥與燃料煤直接摻混后進鍋爐摻燒，也能夠達(dá)到解決細(xì)渣利用的問題，但經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)該類處理方式又帶來了兩個新的問題：一是板框壓濾的運行成本比較高，比帶濾機運行成本高2倍以上；二是煤泥脫水后仍然會落地，基本都需要用鏟車進行摻混，造成二次揚塵污染，而且摻混的均勻程度會造成燃料煤煤質(zhì)波動等一系列新問題。

華昱公司采用離心機+煤泥回用的技術(shù)路線，煤泥脫水過程中無需輔助設(shè)備，運行穩(wěn)定性高，運行成本低廉，僅為真空帶濾系統(tǒng)運行成本的25%。由于離心機的脫水原理，脫水后的煤泥含水率維持在40%～50%，并且還富含大量的表面水，具備直接進入煤泥回用系統(tǒng)的條件。經(jīng)過實踐驗證，離心機+煤泥回用的細(xì)渣綜合利用項目投運近半年來，已取得了非?？捎^的經(jīng)濟效益，初步估算鍋爐燃煤可節(jié)約2萬t以上，直接經(jīng)濟效益近千萬元，還能省出過濾機系統(tǒng)倒運煤泥的倒運費用將近300萬元，同時大大改善了廠區(qū)及周邊的環(huán)境，具有良好的社會效益，也為航天粉煤氣化裝置細(xì)渣的綜合利用提供了一套完善的高效解決方案，具有非常好的推廣價值。

6 結(jié)語

經(jīng)過對華昱公司原料煤、航天粉煤氣化裝置各項指標(biāo)、消耗參數(shù)的分析對比，以及煤泥循環(huán)利用的闡述，可以看出：華昱公司航天爐的整體運行平穩(wěn)，已經(jīng)實現(xiàn)了全燒三高煤的經(jīng)濟、高效、穩(wěn)定運行，并且在某些方面還優(yōu)于設(shè)計值：

(1) 爐膛溫度明顯較其他煤種運行時更加穩(wěn)定，爐膛溫度鮮有超溫現(xiàn)象，運行周期內(nèi)爐膛溫度幾乎無明顯波動，運行過程渣層非常穩(wěn)定。

粗合成氣有效氣組分高，特別是采用添加助熔劑的方式運行后，有效氣組分平均體積分?jǐn)?shù)達(dá)到91.63%，與全燒神木煤的航天粉煤氣化裝置的有效氣含量基本相當(dāng)。

水質(zhì)硬度、堿度指標(biāo)非常穩(wěn)定并全面優(yōu)于其他煤種運行的航天粉煤氣化裝置。由于無煙煤的特性，華昱公司氣化裝置的水質(zhì)指標(biāo)，特別是硬度、堿度，僅為全燒神木煤的航天粉煤氣化裝置指標(biāo)值的1/4，并且由于水質(zhì)呈弱酸性，結(jié)垢速率大大低于其他煤種運行的航天粉煤氣化裝置。這使得影響航天粉煤氣化裝置渣水系統(tǒng)長周期運行最大的難題——渣水系統(tǒng)結(jié)垢的問題得到了極大的改善;同時，根據(jù)投運以來對渣水系統(tǒng)的管道、設(shè)備壁厚監(jiān)測及停車拆檢的情況，弱酸性的腐蝕問題基本可以忽略，運行以來，未發(fā)現(xiàn)有腐蝕現(xiàn)象。

水質(zhì)指標(biāo)中氨氮質(zhì)量濃度、COD等指標(biāo)非常穩(wěn)定且較其他煤種運行的航天粉煤氣化裝置明顯下降，使得氣化污水的處理成本能大幅度降低。

(2) 經(jīng)過運行驗證，華昱公司航天粉煤氣化裝置單臺氣化爐產(chǎn)能完全達(dá)到設(shè)計產(chǎn)能，單爐甲醇日產(chǎn)量超出設(shè)計值。通過長期運行的數(shù)據(jù)顯示，航天粉煤氣化裝置全燒晉城無煙煤能夠?qū)崿F(xiàn)滿負(fù)荷長周期穩(wěn)定運行。

(3) 華昱公司航天粉煤氣化裝置投運以來,噸甲醇原料煤耗已穩(wěn)定在1.385 t，基本與全燒神木煤的航天粉煤氣化裝置的水平相當(dāng)(1.37 t)。

(4) 煤泥回用系統(tǒng)的調(diào)試運行成功，為航天粉煤氣化裝置長期以來面臨處理細(xì)渣難、投入高、環(huán)保壓力大的問題指出了方向，更為低成本、高效率的運行提供了保障。