GSP气化炉排渣系统问题处理及优化建议

兰文礼，闫 波

（神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油分公司，银川 750041）

GSP气化炉排渣系统问题处理及优化建议

兰文礼，闫 波

（神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油分公司，银川 750041）

结合GSP气化炉排渣系统实际运行情况，针对出现的问题，提出改进意见及建议措施，进一步优化GSP气化炉排渣系统，以达到气化装置安稳长满优运行目标。另外，一些关键阀门及设备可进行国产化，减少投资降低成本。

GSP气化炉；排渣；问题；建议

0 引言

GSP气化炉［1］具有干粉进料、液态排渣的特点，排渣系统是GSP气化工艺非常重要的单元，其目的是通过渣锁斗的顺控循环，将气化炉激冷室洗涤下来的颗粒煤渣，从高压系统排放到常压的外界环境，并在捞渣机内进行固液分离。

自GSP气化炉运行以来，排渣系统出现过若干问题，通过一系列整改己操作优化，已经消除了一部分设计上的缺陷，但主要矛盾依然存在，严重影响装置安全稳定运行，对此提出若干优化建议。

1 GSP气化炉排渣系统工艺流程简述

排渣顺控分为进料、泄压、卸料、充液、充压五个阶段，每个排渣周期用时30分钟左右。当激冷室和渣锁斗达到要求压差，程序打开收渣阀将激冷室和渣锁斗连通，高温的熔渣沉降到渣锁斗内收集，同时渣水循环泵入口阀打开，自循环阀关闭，在渣锁斗和激冷室之间形成一个闭路循环，开始进料。渣锁斗进料时间结束后，程序打开渣水循环泵自循环阀，然后泄压管线上的阀门打开，当控制阀全开及渣锁斗压力达到既定压力后，打开泄压阀，加快渣锁斗泄压速度。当渣锁斗压力达到常压后，渣锁斗将进行排渣。渣锁斗排渣结束后，程序打开充液阀，对渣锁斗进行充液，充液完成后，渣锁斗进入充压阶段。程序首先打开充压阀门对渣锁斗进行充压，当渣锁斗和气化炉之间的压差在0.05～0.5MPa之间时，程序打开进料阀将渣锁斗和激冷室连通。

2 GSP气化炉排渣系统常见问题及处理

2.1 激冷室堵渣

问题分析：在渣水系统出现故障时，经常需要停止渣顺控，造成收渣时间较长，激冷室内贮存大量熔渣，时间长就会造成堵渣，激冷室堵渣的常见现象有破渣机油压波动较大、破渣机温度降低、激冷室液位计波动较大、渣水循环泵打量降低、排渣量减少。处理措施：目前正常的处理方法有气化炉降负荷，手动多次排渣、破渣机正发转、打开渣水循环泵排污手阀向捞渣机拉渣、打开渣收集罐底部冲洗水阀门向上反冲、渣水循环泵倒泵，清滤网。

2.2 锁渣阀故障

问题分析：锁渣阀是排渣系统中非常关键的设备［2］，由于其介质是固液两相、流速高，且阀门开关频繁，对锁渣阀磨损腐蚀严重，会出现阀门卡涩、关不死、反馈故障等情况。处理措施：针对锁渣阀出现的常见故障，定期检查锁渣阀动作及反馈情况；检查锁渣阀密封水是否畅通，保证密封水压力；检查锁渣阀油箱及油泵运行情况；跟踪煤粉灰分变化，及时调整气化炉参数；检查气化炉排渣情况，防止发生堵渣。

2.3 渣水循环泵机封及阀门易磨损

问题分析：GSP气化渣锁斗设计容积较小，且排渣量较设计量大，渣水中固含量较高，收渣时，充压水从渣锁斗底部进入，影响成渣过程，渣水进入渣锁斗没有导流管，使渣水循环系统黑水固含量较高，造成渣水循环泵机封及阀门腐蚀及磨损。处理措施：考虑到渣锁斗容积改大难度较大，通过在渣锁斗内加导流管及充压水引一路至渣锁斗顶部进入，降低渣水循环泵入口固含量，减少对渣水循环泵机封及阀门磨损，另外针对渣水循环泵出口阀内漏，工艺交出困难，在泵出口增加一道切断阀，运行时保持常开，在渣水循环泵需要交出检修可以有效切断，在线检修，避免停车。

2.4 冲洗水换热器内漏频繁

问题分析：冲洗水换热器在运行过程中，经常发生内漏，造成循环水水质变差，后经过技改换热器增加旁路，换热器内漏时切至旁路，造成冲洗水未经冷却，冲洗水温度高，无法起到冷却渣水的目的，渣锁斗泄压时间加长，影响渣顺控。究其原因，冲洗水换热器在投用时因渣顺控会出现突然断流和流量突然增大，对换热器封头冲击很大，造成内漏［3］。处理措施：目前已计划在高压循环水进气化界区前加一个总的换热器，利用原旁路闪蒸拆下的旧换热器，原有各单系列冲洗水换热器取消。这样可以保证高压循环水的连续流动，避免换热器因为高压循环水断流或流量突然增大对封头形成冲击，造成内漏。

3 GSP气化炉排渣系统优化及建议

GSP排渣系统运行安全性高，故障率较低，但为了减少投资，提高经济效益，在本装置及后续项目上可以考虑技改，进一步降低投资，提高装置运行稳定性。

渣锁斗冲洗及充液使用的废水在总管上增加换热器。通过技改，废水温度由90℃降至40℃，降低了捞渣机排渣时热排放气的排出，减少了对环境的污染，改善了现场环境。并且在渣锁斗入口设置导流管，导流管直径400mm、长600mm，避免渣水经短路进入渣水循环泵入口，降低了渣水循环泵入口渣水固含量，从而减少了对渣水循环泵机封及阀门的磨损，大大降低了渣水循环泵的检修频次。

将渣斗充压和温控水管线分一路至渣斗顶部，由底部控制温度，改为上下两路控制温度的办法，改善了渣锁斗沉渣温度，降低渣水循环泵入口固含量，从而减少对机泵、阀门的磨损。冲洗水换热器设置旁路，在冲洗水换热器发生内漏时可以切至旁路，避免了气化炉因冲洗水换热器内漏造成停车及对循环水水质的影响。

调整废水补水手阀开度，保证废水补水的平稳及延长补水时间，可以防止补水量过大对水平衡的影响及造成管线设备振动较大。渣水循环泵出口增加一道切断阀，运行时保持全开。

增加备用捞渣机，每台气化炉设置两台捞渣机。目前气化使用煤灰分较高，较设计值高，排渣量也较原设计大，通过设置备用捞渣机可以减少捞渣机故障次数，避免气化炉因为捞渣故障被迫停车。

4 结束语

GSP排渣系统理论设计先进，安全系数较高，但在运行过程中仍然出现不少问题，这些问题需要我们在运行过程中继续总结和整改，以达到GSP气化炉“安、稳、长、满、优”运行，结合类似化工装置的工艺设计，可以对GSP排渣系统进一步优化，以达到减少投资节约成本的目的，另外本着经济性和效益性的考虑，实现关键阀门设备国产化也是我们不断努力的方向。

［1］GSP气化炉简介［J］.北京杰斯菲克煤气化技术有限公司，2006：1-9.

［2］叶建中.锁渣阀的设计与应用［J］.阀门，2008，37（03）.

［3］李威，对置式四喷嘴气化炉锁斗系统问题及处理［J］.中氮肥，2008，20（05）：53-54.

［4］柳春，徐强，董雷.HT-L航天炉渣水处理系统运行总结［J］.氮肥技术，2009，30（05）：39-40.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.020

兰文礼（1980-），男，本科，助理工程师，从事煤气化研究工作。