影响鲁奇气化炉连续稳定运行的原因探究

郝佳楠（辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司， 辽宁 阜新 123000）

随着我国社会主义经济的不断发展，能源需求日益增多。但我国是一个“多煤、少油、缺气”的国家。因此，国家加大对煤炭资源的开采和深加工力度，可缓解能源不足的紧张局面。在煤炭资源开发和利用的过程中，鲁奇气化工艺在煤炭的气化工艺中应用比较广泛，并取得较好的效果。但是鲁奇气化工艺也存在不足之处，如设备的连续运行周期短、工作效率低、故障频发等，严重制约鲁奇气化炉开发利用，故本文分析了鲁奇气化炉连续稳定运行的影响因素。

1 影响鲁奇气化炉连续稳定运行的原因

1.1 气化炉炉篦失效的原因

通常情况下，气化炉炉篦失效的表现形式有：出现细微的裂纹，裂纹表面光滑；出现粗大的裂纹，裂纹较大，炉篦变形扭曲，裂纹表面粗糙；炉篦被烧坏，表面有融化的现象。出现以上状况的因素为灰层过薄，火层下移，炉篦材质无法承受高温，必会发生故障。炉篦耐高温的强度与其材料的高温组织密切相关，如果气化炉长时间、连续运转，炉篦承受的高温时间就会过长，材料强度会降低，进而发生变形，出现裂纹。裂纹在长时间的应力作用下，会不断扩大，出现粗大的磨损口，最终导致炉篦失效，进而造成气化剂的不均匀分布，影响气化炉的正常运作。由此可知，炉篦的使用寿命与炉篦转速、火层灰层分布、炉篦材料的耐高温时间、自身强度等因素有关。如果炉篦的运作在其材料可承受的高温范围内，那么导致炉篦失效的主要原因，可能是长期磨损[1]。

1.2 灰锁上下阀轴填料失效的原因

影响气化炉正常运行的另一个重要原因，则是灰锁上下阀轴填料的失效。在气化炉运转过程中，灰锁的上下阀轴填料的密封发挥着重要作用。其工作原理是通过旋轴之间微薄的环形缝隙，不断挥发润滑油以形成润滑膜完成，在气化炉工作中，由于做功环形填料处的温度保持在300℃左右，润滑膜会因挥发带走大部分热量，以确保填料处不会因高温而发生变形和损坏。由于填料压盖所产生的压力，填料中的润滑油会被挤出，形成新的润滑膜，以此保证填料处有较好的密封度。工作中润滑膜不断挥发，以确保填料处始终处于密封状态，一旦润滑膜的挥发与形成的平衡状态被打破，那么灰锁上下阀轴的填料就会失效。而填料处润滑油的闪点低、填料质量差等因素，也会导致灰锁上下阀轴失效。

1.3 煤质对鲁奇气化炉连续稳定运行影响

鲁奇气化炉使用的煤粒度，需控制为5～50mm，粒度直径＜5mm，且＞50mm，煤含量各不能＞5%，故导致鲁奇气化炉对煤使用粒度有一定要求。煤质对鲁奇气化炉连续稳定运行影响主要体现在以下几个方面：一是煤的粒度影响：鲁奇气化炉工艺为碎煤工艺，气化炉同床层阻力不同，其反应的速度也不同，故极易出现气化炉的局部过热结渣、工况波动较大等问题，故会影响气化炉的运行；二是固定碳影响：煤中固定碳的含量提高，则灰分和挥发分等含量会下降，有效成分会增加，便于制气。因气化炉顶的干馏层温度升高，煤中挥发分会在干馏层生成焦油，焦油的产量增加，剩余的半焦就会减少，在其进入气化层之后，粗煤气的产量会减小。而固定碳的含量太低，则会增加煤耗、运行成本，单位煤耗产粗煤气量也会减少；三是水分影响：在干馏层，形成煤半焦时的气孔率较大，当其进到气化层，反应气体会通过内扩散，进入固体的内部，从而加速气化速度，生成煤气的质量就好，如果水分过高，则会影响气化炉的稳定运行[2]。

1.4 煤锁液压阀门内漏对气化炉稳定运行的影响

煤锁液压阀门的内漏，也会影响气化炉的稳定运行。在气化运行中，所使用原料煤为褐煤，以氧气负荷5000Nm3/h为例,煤锁的操作时间的间隔为15min左右，每小时进行充压阀门和泄压阀门的开关为四次，不包括点动阀门，每天至少开关九十六次，由于阀门的频繁开关，再加上高速气流对液压阀门开关头的冲击，会降低阀门的密封性，导致内漏。如果发生一次充压液压阀门内漏，那么进行第二次补充压时，就会延长充压时长，如果二次补充压达不到效果，煤锁则会因补充压力和气化炉内压力失衡而破坏，发生安全隐患。当煤锁在泄压阀门和充压阀门时发生内漏，煤锁就会一直处于泄压状态，延长充压时间，如果煤锁长时间处于内漏泄压的状态，煤锁下阀门一直处于打开状态，气化炉内的高温煤气就会不断窜向煤锁，致使煤锁下阀门的温度居高不下。煤锁长时间处于超温现象，则会影响气化炉的稳定运行[3]。

2 确保鲁奇气化炉连续稳定运行的措施

2.1 气化炉炉篦失效的改进措施

针对炉篦失效，可采取的改进措施有：提高炉篦的耐高温强度和硬度，采用含碳量较高的复合材料作为炉篦材料，以此来提高炉篦的耐高温时间，延长炉篦的使用寿命。此外，还可对炉篦的结构进行优化，增加炉篦的耐磨条数量，延长炉篦的耐磨时间，降低炉篦的失效率。同时应严格控制炉篦的运作温度，这是降低炉篦失效率最有效的方法。由于炉篦与灰层是直接接触的，所以炉篦运作温度的高低取决于灰层的厚薄，增加灰层的厚度可使炉篦的运作温度降低；还可通过严格控制灰锁的温度，实现对炉篦运作温度的调节。

2.2 灰锁上下阀轴填料失效的改进措施

针对灰锁上下阀轴填料失效可采取以下改进措施予以解决：严格把控填料的质量，务必保证填料质量合规；提高润滑油的闪点，力求符合填料所需温度；保证供油管的畅通，确保填料处油料的供应；严格控制灰锁的温度，确保灰锁温度始终低于400℃，以确保填料处润滑膜的挥发和形成的动态平衡；保证气化炉开车前，润滑泵处于开启状态，而停车后润滑泵处于停止状态，使润滑管线保持畅通；时常调整柱塞润滑油泵，保证供油量[4]。

2.3 煤质对鲁奇气化炉连续稳定运行影响的改进措施

对于煤质对气化炉的影响，主要改进措施是：调整煤筛板的筛孔，将其改为80×80mm2，并对筛板进行加密；加强对矸石的筛检力度，避免矸石对气化炉的稳定运行造成影响，以确保固定碳的质量；完善储煤场地建设，避免备用煤被雨雪淋湿；将煤进行配比试烧，以确定优质煤进入气化炉；改革备煤除尘方式，用气体状喷洗替代喷淋水，保证备煤的干燥。通过采取以上改进措施，大大提高煤质，促进气化炉连续稳定的运行。

2.4 煤锁液压阀门内漏对气化炉稳定运行影响的改进措施

针对充压阀门和泄压阀门内漏的影响原因，可采取的具体措施有：加强对煤锁阀门密封性的质量检验，增加气化炉煤锁阀门的耐高温和高压时长；在煤锁液压阀门旁增加备用充气管道，当锁液压阀门出现内漏时，在不耽误补充气压的情况下，还可及时对内漏阀门进行更换，以保证气化炉的连续稳定运行。另外，需不定期对煤锁液压阀门进行安检，确保煤锁液压阀门始终处于密封状态[5]。

3 结语

鲁奇气化炉的长周期稳定运行受一些影响因素的限制，无法完全发挥其煤炭气化的功能，本文对影响鲁奇气化炉连续稳定运行的原因进行探讨，并提出相应的改进措施，如提高炉篦的耐高温强度和硬度，采用含碳量较高的复合材料作为炉篦材料，以提高炉篦的耐高温时间；严格把控填料的质量，提高润滑油的闪点，严格控制灰锁的温度，延长气化炉的连续运转周期；调整煤筛板的筛孔，对筛板进行加密，完善储煤场地建设，避免备用煤被雨雪淋湿，改革备煤除尘方式，用气体状喷洗替代喷淋水；在煤锁液压阀门旁增加备用充气管道等等。通过这些改进措施的实施，延长鲁奇气化炉连续稳定运转周期，提高运转效率，为企业创造更多的经济效益。

[1]王海贝.影响鲁奇气化炉连续稳定运行的原因分析[J]煤,2012,21(4):63.

[2]李雪平,宋军丽,朱林,王东杰,刘志辉.保障气化炉入孔安全稳定运行的几点措施[J].广州化工,2012(23):142.

[3]沈志强,曹峰,李建峰.影响鲁奇气化炉连续运行的原因分析[J].中国石油和化工标准与质量,2012,33(13):26.

[4]张成.煤质对鲁奇气化炉经济运行的影响分析[J].中国化工贸易,2013(5):129.

[5]李旦.鲁奇气化工艺特点及影响其运行的主要因素分析[J].科技创新与应用,2013(25):145.