壳牌煤气化运行中的典型案例及原因分析

李 磊

河南龙宇煤化工有限公司，河南永城 476600

壳牌煤气化的关键设备是由气化炉、输气管与合成气冷却器三大件组成[2]，其中气化炉是核心。壳牌煤气化工艺的特点是：煤种适应性强、效率高、可靠性高和良好的环保性能，它是当今世界最先进的煤气化工艺之一[3，4]。壳牌煤气化装置主要有如下八个工序组成：磨煤及干燥、煤粉加压及输送、煤气化、除渣、干法除灰、湿洗、水处理以及公用工程[5]。河南龙宇煤化工有限公司的壳牌煤气化装置自2008年投料试车，经过不断摸索、总结经验，目前装置安全稳定运行周期已突破100天。下面是作者对本公司煤气化装置开车运行过程中的典型案例进行分析，希望给同类装置稳定运行提供经验参考。

1 磨煤机磨辊温度高联锁跳车

1.1 案例描述

磨煤机运行中B磨煤机因2#磨辊温度高联锁跳车。B系列经吹扫合格后操作人员进入磨煤机检查发现B磨煤机2#磨辊盘不动，经放油检查，磨辊轴承润滑油内进入大量煤粉。

1.2 原因分析

在本次气化装置开车前，B磨煤机新更换过辊皮和磨盘瓦，更换完毕后交工艺试车。操作人员在试转B磨煤机旋转分离器时，联系仪表确认PLC系统正常后，未对相关阀门进行确认便启动液压站，导致磨辊向上抬升过量，使磨机内磨辊与密封气管路连接短管内的关节轴承上抬过高，密封管路的连接法兰泄露，密封压力下降，导致煤粉进入磨辊轴承的润滑油内，引起磨辊温度高联锁跳车。

1.3 处理措施及建议

因液压支架上部的限位开关起到预防磨辊上抬过高的作用，该限位开关的联锁在开车前一定要投上。

2 煤粉给料仓V-1205B闷烧

2.1 案例描述

气化炉检查结束，人孔全部封闭后，大系统充压做气密试验。为了加快开车进度，决定启动氮压机打空气向气化炉充压，当压力升到40bar时查漏，V-1205B的温度由42.9℃上升到112℃，相隔30min，V-1205A温度由34.9℃上升到100℃，压力上升到4.6MPa，但操作人员没有发现异常。7min后V-1205B压力上涨至6.0 MPa左右，与此同时V-1205B温度也开始急剧上涨，在几分钟内涨至200℃以上，同时现场巡检发现V-1205B顶部有浓烟冒出，判断V-1205B内部有闷烧现象。

2.2 原因分析

1）粉煤储仓V-1201A/B和V-1205A/B中的煤粉没有通过临时管线排出，煤粉积存在储罐内，空分装置停车后无足够的氮气对储仓内长时间存放的煤粉进行惰化，导致煤粉和其挥发分混合在V-1205A/B中，并处于一级不稳定状态；2）气化炉充压没有按照操作规程[1]进行，用高压空气代替氮气进行充压。因密封不严，导致空气通过12PV-0128/228处的氮气管线漏入V-1205A/B内。

2.3 处理措施及建议

1）在需要长期停车的情况下，如V-1201A/B、V-1205A/B中的煤粉不能用尽，且无保护的惰性氮气，煤粉必须排出，不能积存在罐内；2）煤粉如不能及时 排出，必须定期输送氮气以确保内部的惰性环境；3）加强操作人员对装置的理解，提高操作能力，加强巡检，对异常温度、压力等参数要及时跟踪、分析做出判断；4）检修时尽可能将设备划分为小单元并注意做好各单元设备间的隔绝和密封工作，使各设备与外界和其它系统加盲板达到完全隔离；5）根据实际操作情况，可以停掉相应的伴热，防止设备内部温度过高。

3 烧嘴罩烧漏

3.1 案例描述

气化炉运行期间3#、4#煤线出现停运，1#、2#煤烧嘴独立连续运行约12小时。一段时间后1#、2#煤角阀无故开大，最后角阀开大至80%～100%，但煤流量仍较低，经工艺调整1#、2#煤角阀开度恢复至正常开度，运行至停车。停车后检查1#烧嘴罩冷却水管裂缝。

3.2 原因分析

1）停车后打开V-1205A发现V-1204笛管脱落，卡住V-1205椎体，导致下煤不畅，1#、2#煤角阀开大但流量不够，密相输送流场分布不均，有偏烧现象；2）1#、2#的两个烧嘴持续运行约12小时，运行期间炉温较低，造成渣层增厚，渣漫过烧嘴罩，使燃烧区形成不均匀流场，影响烧嘴喷射方向，导致烧嘴罩局部过氧、过热，烧漏。

3.3 处理措施及建议

1）对V-1204笛管进行了加固和改造，减少笛管再次损坏、脱落、堵塞煤线角阀；2）将V-1204A/B的充气锥上法兰在做完气密后，用卡子将其法兰面固定好；3）稳定操作调节氧煤比，尽量保持气化炉温度适当和稳定，防止工况变化过快和局部超温。

4 气化炉13PDI0065压差高联锁跳车[6]

4.1 案例描述

自系统开车后，汽包小室蒸汽产量13FY0047一直为3.5kg/h左右，13TY0019一直在660℃左右，一段时间后，13FY0047逐渐减低到3.0kg/h以下，水中固含量由原来的2%左右逐渐上升到3%左右，操作人员逐渐小幅度调整氧煤比，但蒸汽量没有明显变化。一段时间后该压差有小幅上升趋势，几分钟后突然波动到近25kPa，气化炉跳车（跳车值为24kPa）。气化炉停车后13PDI0065曾短时间内波动到60kPa，并且在气化炉渣中发现较大渣块，后曾有大渣块导致破渣机跳车，也从捞渣机内捞出一些渣块。

4.2 原因分析

1）跳车前渣水含固量有上升趋势，说明气化炉炉温较低，膜式壁挂渣较厚，大渣块从膜式壁脱落、堵塞渣口，造成13PDI0065高跳；2）本次开车使用的主煤和配煤灰熔点相差较大，虽然混合后煤的灰熔点在1 300℃左右，但在炉内反应过程中，不能很好的相熔，致使渣层过厚、渣块脱落。

4.3 处理措施及建议

1）采用两种性质相近的煤配烧，其灰熔点差值不要超过300℃；2）在使用差异较大的煤种配比时，操作要更加谨慎。调整氧煤比要更加缓慢，控制好气化炉挂渣。

5 结论

随着国内壳牌项目运行经验的积累，企业间管理经验和操作诀窍的交流与提升，煤种稳定性的重视及操作人才的培养，煤气化装置的长周期高负荷稳定运行是可以实现的。

[1]河南龙宇煤化工有限公司年产50万吨甲醇项目初步设计第3册煤气化装置[M].五环科技股份有限公司，2005.

[2]汪寿建.壳牌煤气化关键设备浅析[J].化工设计通讯，2003，29(3)：1-3.

[3]氮肥工业协会.中国氮肥高层论坛论文集，2004：207-311.

[4]郑振安.Shell煤气化技术（SCGP）的特点[J].煤化工，2003，2(105)：7-11.

[5] 韩天峥.壳牌煤气化技术的应用[J].化工技术经济，2005，23(7)：21-23.

[6]李斌，段志广，周占海，等.气化厂煤气化装置操作规程[M].河南龙宇煤化工有限公司，2008.