四喷嘴对置式气化炉液位异常分析

丁志伟 肖建华 张超 张垚 张富国（ 河南心连心化肥有限公司，河南 新乡 453000）

能源是人类社会和经济发展的重要物质基础,其消费水平是世界各国社会经济发展水平的重要标志。世界能源结构在未来几十年还是以石油和煤炭等化石能源为主[1]。“缺油、少气、富煤”是我国石化能源的基本结构[2]。煤气化技术作为一种重要的原料高效清洁利用的技术，己涉及气体燃料、液体燃料及化工产品等多个领域[3]。目前随着环保形势的日益严峻，气流床气化技术由于其高效清洁的特点成为煤气化中最为成熟和应用最为广泛的技术,在气流床气化技术中气化炉作为其核心设备，运行周期及稳定性是整个气化系统至关重要的一环[4,5]。

河南心连心化肥有限公司气化装置采用华东理工大学与兖矿集团自主研发的四喷嘴对置式气流床气化技术，在2005年该多喷嘴对置式水煤装气化装置(1150t/d)已成功示范运行[6]，并在产业化方面取得了显著成绩，截止至目前国内已推广应用47个项目，129台气化炉。河南心连心化肥有限公司所采用的气化炉操作压力为6.5MPa，操作温度为1350℃，日投煤量1150t/d，两开一备的运行模式，自2013年11月16日投料至今，气化炉整体运行稳定。本文就四喷嘴对置式气化炉工艺原理及在运行过程中气化炉液位计异常现象进行分析总结。

1 工艺原理

原料煤通过皮带机输送到磨煤机进行研磨，研磨合格的水煤浆经隔膜泵加压，与来自空气分离装置制得的高纯度氧气一起通过在同一水平面两对相对称的工艺烧嘴，且工艺烧嘴为预模式烧嘴，对喷进入气化炉燃烧室。在高温高压下，通过工艺烧嘴对喷进入气化炉的水煤浆与氧气进行部分氧化反应，生成CO和H2为有效气成分的半煤气。生成的半水煤气通过旋风分离器和水洗塔进行洗涤除尘后，送至变换工段；来自气化炉激冷室、旋风分离器和水洗塔的三股洗涤黑水，分别经过高压闪蒸、低压闪蒸以及真空闪蒸后送至澄清槽进行循环使用。

2 气化炉液位计异常现象

（1）2015年10月1日，F1301A液位在角阀切换后出现大幅波动，同时混合器压差增大，F1301A合成气带水严重，10月6日，A气化炉LI1303/04/06三液位计因失真显示满量程；

（2）2016年3月29日，当煤种变更为哈拉沟：柠条塔=4：1掺烧后，F1301A、F1301C炉液位均出现缓慢上升迹象，出现气化炉液位为假液位现象。

3 气化炉液位计异常现象原因分析

（1）2015年10月7日，F1301A旋风分离器出水和PV1403阀门调整范围波动，由于气体流速大，造成旋风分离器内除尘量增多，出水不畅；10月8日—10月9日F1301A加负荷合成气成分开始波动，氧煤比由487上升至493；10月9日16：30 F1301A开始减负荷合成气成分趋于稳定，系统压力不再呈直线上升，基本达到稳定趋势。10月4日夜班，Ca2+为506mg/L且居高不下，正常指标应小于400mg/L。从10月7日10：49开始，PI1403A压力开始大幅波动，原来为5.6MPa，现在为4.0-5.6MPa，此现象说明，F1301A液位低，合成气洗涤效果差，F1301A内细灰大量带入Y1301A/T1301A内，造成管道内出水不畅，使PV1403开度不稳定。通过以上数据分析及判断原因为F1301A激冷室内部积渣严重，液位计液相与气相压差大，导致液位计失真显示满量程，而实际液位则非常低，出现此现象可能为气化炉激冷室破泡条结垢积渣而引起的。

（2）2016年3月29日，F1301A、F1301C炉液位出现假液位现象，其原因是由于渣中细玻璃丝增多，在合成气及灰渣出下降管后，一部分细灰及玻璃丝进入锁斗，一部分随合成气气流向上经破泡条后附着于破泡条上，造成激冷室气相与液相压差增大，进而导致激冷室液位失真。

4 改善方法

（1）目前我公司气化系统外排水量维持在70m3/h左右，虽然满足设计要求，但在实际运行过程中因为系统部分水路技改而造成系统内补入的水质较差，系统水质Ca2+含量、浊度一直较高，因此向气化炉系统内补水应做一些调整，使补入水质Ca2+含量以及浊度都应较低，同时对外排水量也做相应调整。

（2）加强操作人员技能培训，当煤质发生变化后操作人员能够及时进行相应调整，以便于控制好炉温。

（3）在系统熔渣过程中应充分考虑系统排渣量增大引起激冷室内积渣现象，熔渣时因渣量增加应加大锁斗循环泵流量，同时增加排渣次数，以防止炉内集渣。

（4）气化炉每次停车后应加强对黑水管线及破泡条集渣清理力度，以确保能够清理彻底。

5 结语

随着水煤浆气化技术的不断发展，在生产上给我们带来很大的便利，但是随着运行周期的延长，在运行的过程中可能会出现很多问题，因此在分析问题时一定要从源头上找出解决方案，只有这样才能确保系统的安全稳定长周期运行。

[1]Outlook E.International Energy Outlook[J].Outlook,2010.

[2]曹晓霞,郭建.水煤浆气化装置管廊管道布置研究[J].内蒙古煤炭经济,2012(11)：30-31.

[3]王辅臣.大规模高效气流床煤气化技术基础研究进展[J].中国基础科学,2008,10(3)：4-13.

[4]盛新.Shell煤气化技术及其在大化肥装置的应用[J].大氮肥,2007,(06)：415-419.

[5]Lowe E.GE's Gasification Experience in China[C].Gsification Technologies Conference.2007.

[6]于广锁,龚欣,刘海峰,王亦飞,王辅臣,于遵宏.多喷嘴对置式水煤浆气化技术[J].现代化工,2004,(10)：46-49.