恩德炉系统改造小结

摘要：文章对恩德炉粉煤气化炉试车及运行过程中所发生的一些故障进行了介绍。对原有的设备及管线存在的不足之处进行了必要的技术改造，确保了恩德炉粉煤气化炉的长周期安全运行。

关键词：恩德炉；储煤槽；系统改造；灰斗；空喷塔

中图分类号：TQ545 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）01-0194-02

近年来，采用劣质煤（褐煤、长焰煤）进行造气，用气化产生的半水煤气来生产合成氨、尿素或用来生产甲醇等产品正方兴未艾。我公司于2003年安装了恩德粉煤气化炉两台，并于当年的11月末开始试车，设计单台炉每小时可生产40000立米的半水煤气，主要是用来作为合成氨（设计该系统可年产15万吨合成氨、3万吨甲醇和28万吨尿素）的原料气。这两台炉在投产运行的初期及不稳定，各种故障频频发生，至使其运行周期也非常短，平均只有半个月左右。后来经过我们公司的工程技术人员的全面系统研究，认真分析其原因并进行多次彻底的改造，现在已经运行得非常平稳，可以足量地向合成氨系统供给高质量的半水煤气，并且两台炉的运行周期也大大的延长，今年上半年又创造了双炉并行达一百天的新记录，突破了历史的最高记录。

一、生产工艺及特点

1．生产工艺。富氧空气和蒸汽在混和器内混和均匀后再经过特殊的喷嘴按一定角度切线喷入炉内，与炉内炽热的粉煤充分接触混和，并快速发生复杂激烈的干燥、热解及氧化还原反应，制得的高温粗煤气依次经干式旋风分离器、废热锅炉、空喷塔、洗涤塔、文丘里的除尘和降温后进入气柜，然后再进入螺杆压缩机和脱硫工序，经加压和脱硫后进入煤气总管输送给净化、合成及尿素系统。

2．该装置的特点

（1）炉内操作压力低，一般均在10-14千帕左右；

（2）煤种适应性较宽，原料价廉易得，入炉粉煤含灰小于40%，粒度在10毫米左右；

（3）炉内气化反应较复杂，受热平衡、化学平衡和物料平衡等各种因素的影响；

（4）对煤的活性（950度时的还原率要在75%左右）及灰熔点（要求1300度左右）的要求较高；

（5）炉内无灰犁等机械排灰装置，因此其维修工作量较少；

（6）制得的粗煤气中粉尘含量大，且其含碳量也高；

（7）技术成熟，操作弹性大，负荷可在60%～105%调节，开停炉较方便；

（8）对环境影响小，因为操作温度在950度以上，挥发份分解，煤气中不含焦油；

（9）自产蒸汽量大，所产煤气用途广泛，投资少，生产成本低。

二、改造前所发生的故障

1．二号鼓风机运行中突然发生爆炸，风机的主轴断裂，造成炉内的大量煤气自空气管线倒回自鼓风机入口向外喷火。

2．储煤槽加煤过程中突然发生爆炸，将大盖焊口炸开一多半，使大盖严重变形向上鼓起。

3．灰斗在排渣机排灰时发生爆鸣喷火，严重的威胁着安全生产。

4．储煤槽频繁发生篷煤事故，造成炉温急速上涨，多次造成炉内超温结疤。

5．空喷塔底部水封易发生堵塞，造成塔内水位快速上涨封住了煤气入口管，使系统压力瞬间超标，造成废锅水封冲破，大量煤气串出着火。

6．回流管易发生堵塞，造成旋风分离器内被细灰积满，大量细灰被煤气带入后系统，造成废锅磨损严重而泄漏，洗涤塔阻力上升，煤气总管压力升高。

7．洗涤塔填料发生严重堵塞，造成炉上压力偏高，被迫只能采取降低负荷运行的办法来维持系统的生产运行。

8．废锅水封易发生堵塞，大量细灰被带到空喷塔和洗涤塔，造成塔阻上升，严重时会形成水封进而造成炉上压力快速上升。

9．入炉气化剂带水严重，使入炉气化剂的温度偏低，炉温波动大，气化反应效果不好，造成煤气中的有效气低，同时也增加了氧耗。

10．废热锅炉运行及不稳定，预热器和过热器蛇管频繁发生泄漏事故造成蒸汽和软水的大量浪费。

三、改造措施

1．设置了空气总管，空气经过总管的自调阀的调压后，再经过单炉的自动阀、调量阀后再入炉，并且炉内料位控制不要过高，防止喘振损坏鼓风机。

2．将储煤槽全部封闭，内部通氮气保正压，压力低时及时联系调节，防止形成负压使空气吸入引发爆炸。

3．设置了灰斗蒸汽吹扫，排灰前先打开蒸汽，以灰斗放空出口见到少量蒸汽为准，防止吸入空气与炉内串出的煤气混合而爆鸣。

4．重点抓好入炉煤的干燥效果，适当提高干燥炉的温度，并采用小流长时间加煤的办法，尽量降低入炉煤的含水量；精心操作，发现篷煤现象要及时联系原料封仓，同时开高压氮串入储煤槽将煤压入炉内。

5．在空喷塔入口下部锥体上设置钢筋篦子，防止入口管上结垢大量落下时堵塞水封管底部出水口；同时在篦子上方侧壁上又接一个副水封桶，当篦子堵满灰后，水仍能从副水封排出，防止水面上升封住煤气入口管，造成炉上超压引起废锅水封冲破。

6．在旋风分离器下锥体内安装了一个用耐热材料制成的篦子（50×50mm方孔），防止个别大灰块或少量耐火砖落下堵塞回流管入口，造成大量细灰带到后系统，引起塔阻上涨，造成系统超压无法正常运行。同时在回流管上设置压力氮吹扫管线，发现有堵塞迹象时，及时开氮气进行吹扫，使其保持畅通。

7．原有轻瓷填料孔细，易结垢而堵塞使塔阻上涨很快，后来改为19孔全瓷填料，其孔径增大，不易堵塞；同时又在循环水中加入阻垢分散剂，防止细灰沉积在填料上，从而使塔阻大大降低。

8．因炉出口煤气中夹带大量细灰，进入废锅后有大量灰沉积下来进入水封池内，时间长了大量灰沉积在池底堵塞水封管出口。现在水封池内设置一个气体喷嘴，不断将池底灰搅起，使其悬浮起来被循环水带入沉淀池中，进而防止了废锅水封被灰堵塞。

9．两台炉在一楼分别设置了一台富氧空气加热器，加热器出口温度控制在180～200度，提高了入炉气化剂的温度，改善了气化效果，平均提高有效气达1～3个百分点。

10．对泄漏点进行了全面统计和认真分析原因，利用短停检修时机对泄漏严重的管进行了彻底更换，并在易泄漏的蛇管的煤气进口侧加装了护板，以减小粉尘对蛇管的冲刷，延长蛇管的使用寿命。

四、结语

我公司经过多次改造后，现双炉实现了长周期安全运行，大大减少了短停检修费用，为实现整个系统的安全、稳定、长周期、满负荷、优质奠定了坚实的基础。为尿素装置的达产达标，为全面完成集团工司下达的生产任务做出了重大贡献。

作者简介：金庆才（1974- ），男，供职于黑龙江黑化集团有限公司，研究方向：技术管理。