煤气化装置运行问题探讨

张小彬 孙凯

摘 要：煤气化装置运行期间的安全性和稳定性影响因素依然较多，只有大家不断努力和相互交流才能够将其中的诸多问题得到有效的解决。本文就煤气化装置运行问题进行了探讨。

关键词：煤气化装置；运行问题；对策

前言

煤化工气化工艺通过对煤炭资源的再次加工处理，使之成为较为环保且使用效率大幅提升的化工工艺。随着我国经济规模的不断扩大，对能源的高效使用成为必须的技术研究课题。

1 煤气化的种类

1.1 固定层煤气化

一般来说，固定层煤气化技术包括鲁奇气化炉、鲁奇改进气化炉、固定床气化炉等。其中，鲁奇气化炉的工艺应用技术较为成熟，被广泛应用在煤气化行业当中，在鲁奇气化炉的使用过程中，煤炭的利用率相对较高，成本相对较低，但这种煤气化技术会产生较多的污染气体，后处理较为麻烦。

1.2 流化床煤气化

灰熔聚流化床技术、U-GAS、恩德气化炉等技术均属于流化床煤气化技术，其中，灰熔聚流化床技术的产能效率较高，应用范围相对较广，单台气化炉的平均日产能高达500t。U-GAS技术主要应用在劣质煤炭的技术处理中，它可以有效提高劣质煤的产能效率，在温度相对较低的环境中，将原料煤与助燃气体混合，提高煤炭的转化率，有效减少资源的浪费。

1.3 气流床煤气化

在气化床煤气化技术中，典型的技术主要有GSP粉煤气化技术、Shell粉煤气化技术、水煤浆气化技术等。其中，GSP粉煤技术是德国未来能源公司设计研发的煤气化技术，这种煤气化技术可以将煤炭的转化率提高到99%，液态排渣有效保护了煤气化设备，提高了设备的使用寿命。Shell粉煤气化技术采用纯氧气化技术，允许煤炭干粉进料，但这种技术的设备结构相对复杂，操作流程较为麻烦，成本较高。

2 烧结金属设备损坏问题与措施

2.1 原因分析

第一，煤锁斗属于一种疲劳容器，在其中起到通气与充压功能的充气器与充气锥两侧的压力会经常性的发生变化，并且也会有瞬间超压的问题发生，进而便会使充气器和充气锥出现疲劳变形的问题；第二，如果进入到充气锥之中的气体不够纯净便有可能使烧结金属空受到污染而发生堵塞，这种情况之下通气便会出现不畅，进而直接造成烧结金属两侧的压差超出标准范围，并且由此造成设备损坏；第三，通气设备自身具有的强度不足。

2.2 应对方法

（1）烧结金属具有的主要作用在于能够为煤锁斗加压，以及使煤斗内部的粉煤变得疏松和流化，这种情况之下为了避免充气器和充气锥两侧发生超压就可以采取以下三种措施：第一，对于粉煤锁斗压力和冲压阀的开度曲线进行设定，并且在对粉煤锁斗进行充压的过程中使充压阀的开度在粉煤锁斗压力不断加大的过程中开大，避免有充气阀突然打开而使充气压受到过大冲击问题的发生；第二，对于充气阀的最大开度予以限制；第三，在充气锥管线的开关阀位置为其增加一台具有调节功能的法门，并且在充压和通气的过程中逐渐将阀门开大，进而来避免开关阀位置有突然打开而使烧结金属受到过大冲击的问题发生。（2）对于进入到充气设备气体需要严格保证洁净度，由于往复机所具有的结构决定了送出的含油气体在经过烧结金属设备的过程中，烧结金属通道会逐渐被油污堵塞，这种情况之下造成了烧结金属通气性能发生降低，并且也会使设备冲压过程中烧结金属两侧位置更加容易有超压的问题出现。

3 煤烧嘴频繁跳车问题原因和解决方法

3.1 原因分析

第一，在对煤粉管线进行焊接的过程中，如果在管线的内壁位置有焊瘤残存的话会使煤粉流量的稳定性受到影响；第二，因为对于煤粉管线速度计和密度计的参数设置不正确而造成密度计和速度计对于一些良好的适应性，进而便使流量指示出现了较大的波动或者不准确的示数；第三，EDS系统之中的氧流量计流量指示发生波动而使煤烧嘴发生跳车。

3.2 应对方法

（1）针对煤粉管线内壁有焊瘤残存的问题存在需要对煤粉管线之中的焊缝逐段进行检查，并且针对那些焊瘤比较突出的位置需要重新对其进行焊接，并且对焊接的质量进行严格的把关，使煤粉管线的内壁足够平整和光洁。（2）由于在进行初期煤粉管线的速度计与密度计发生波动而使煤烧嘴多次出现跳车，尤其是在进行煤种更换的过程中煤粉管线上的速度计与密度计会发生较大的波动。基于这一情况可以与厂家进行多次的联系，并且对于密度计和速度计予以有效的校准，联合生产厂家对于仪表的参数做出优化设置。另外还需要对煤粉的湿度与粒度进行严格的控制，使其能够始终被控制在指标之内，并且在此基础之上对于设计指标予以一定的优化。

4 煤烧嘴罩泄露问题的原因与应对方法

4.1 原因分析

第一，煤烧嘴稳定性不足而造成跳車问题的频繁出现，由此使炉内偏烧的问题出现，进而使热场的分布出现不均的现象，由此便使烧嘴罩被烧坏；第二，对于各个烧嘴位置流量计进行调校过程中不够准确，并且煤流量的分布不够均匀，由此便使气化炉出现偏烧的问题。

4.2 应对方法

（1）对于煤烧嘴流量的稳定性予以充分保证，避免其中有频繁波动而引发跳车的问题出现，并且防止由于不对称燃烧问题而使气化炉之中出现热场分布不均的问题。（2）对于煤循环进行反复的实验，对于煤线的密度计和速度计进行调试，对煤流量的补偿公式加以调整。（3）对于烧煤罩的结构设计加以改进，对第二代烧嘴罩进行应用，避免渣层出现漫过烧嘴罩而使流场的喷射受到影响，并且由此来防治烧嘴罩之中有局部过热的问题发生。

5 结束语

我国的煤化工气化工艺已经取得了长足的发展。我国是传统的煤炭资源大国，应该加大对煤炭使用的研发，提升煤炭资源的使用效率，保证我国的经济建设，为环保事业做出一定贡献。同时在煤气化的过程中，注意对设备维护和经验技术的总结，确保我国煤化工项目能够正常的运行发展。

参考文献

[1]张蕊.煤化工气化工艺与设备的关键技术[J].化工机械，2016，43（5）：685-686.

[2]杨涛.煤化工气化工艺与设备的关键技术[J].化工管理，2018，484（13）：201