李乐伦，陈祥，张腾飞
（兖矿新疆煤化工有限公司，新疆 乌鲁木齐830000）
［摘 要］ 正常生产过程中，气化炉通常采用常规倒炉和在线倒炉2种模式，兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉以往都采用在线倒炉模式，但2017年10月以来，在双炉双系统运行而仅有2台液氧泵（无备泵）的情况下，按照以往的经验无法完成倒炉工作。后经充分地分析与论证后，兖矿新疆煤化工有限公司决定打破常规思路，仅用2台液氧泵，通过降低系统负荷（停用一对烧嘴以减少用氧量）后进行备用炉投料，待并气后再停另一对烧嘴的方式，成功实现了在线倒炉，并快速恢复了正常生产负荷，有效减少了系统开停车次数，切实保障了生产系统的安全、稳定、长周期运行，实现了节支降耗、增产创效。
［关键词］ 多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉；在线倒炉；液氧泵；供氧量；操作控制；效益分析
［中图分类号］ TQ544［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）05-0034-03
1 概 况
兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目是兖矿集团在新疆布局的第一个煤化工项目，2012年9月项目投产，经过几年的摸索，现已实现安、稳、长、满运行。本项目的核心部分——气化装置采用兖矿集团联合华东理工大学研发的具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉，单炉原料煤处理量约1 500 t/d，采用两开一备的运行模式，配套建设300 kt/a甲醇、300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素装置；为气化炉提供气化剂——氧气的空分装置，采用林德80 000 m3/h双内压缩全低压流程；此外，空分装置还配有1套后备氧系统，后备氧系统由1台液氧贮槽、3台液氧泵（简称氧泵）、1台水浴式汽化器及其附件组成，设计液氧汽化输送能力最大为8 000 m3/h。
2 系统工艺流程简述
正常生产时，空分工段汽轮机组由热电车间锅炉提供的9.8 MPa蒸汽驱动；由空气过滤器初步净化的环境空气经空压机压缩后进行预冷和分子筛纯化，再经增压机进入冷箱精馏塔，据各组分沸点的不同采用低温精馏的方法分离出液氧、液氮、液氩，然后向后系统供应高压氧气及各等级氮气。
空分工段输送的高压氧气和磨制合格的水煤浆在四喷嘴气化炉内进行化学反应，生成的水煤气经旋风分离器和水洗塔初步除尘、洗涤后送至变换工段。水煤气变换分为甲醇变换工段（变换Ⅱ）和合成氨变换工段（变换Ⅰ）。其中，合成氨变换工艺为全变换，水煤气中的CO全部转变成H2，经低温甲醇洗除去杂质后得到净化气，净化气再送入液氮洗工段精制，然后进行粗配氮和细配氮得到氢氮比为 3∶1的合成气，随后经合成气压缩机加压后送入氨合成系统生产液氨；低温甲醇洗工段解吸出的 CO2送往尿素装置，经 CO2压缩机压缩、脱硫脱氢后与液氨合成尿素。而甲醇变换工艺为部分变换，水煤气中的CO部分转变成H2，确保甲醇合成所需的H2/CO，变换后的水煤气经低温甲醇洗工段除去有毒有害成分后得到净化气，净化气送往甲醇合成工段合成甲醇。
兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目工艺流程框图见图1。
3 倒炉模式
气化系统内属高温高压区域，尤其是气化炉内，流场复杂、工况恶劣，有高压气体的冲刷和高温灰渣的侵蚀，经常因堵渣、烧嘴冷却水泄漏等问题而停车。为避免上述情况，确保系统的长周期、稳定运行，一般1台气化炉运行一段时间后就需要启动备用炉，并对停运的气化炉进行检修以备用，这个过程称为倒炉。倒炉分为常规倒炉和在线倒炉2种模式。
3.1 常规倒炉
常规倒炉模式是将待停运气化炉先停车，然后将备用气化炉投用。这种倒炉方式空分装置无需作大的负荷调整，只需根据气化炉单炉运行时的耗氧量进行界区内放空即可，操作简单，但倒炉过程中气化炉简单的停车、开车，使得后系统也面临着停车和开车的问题，这样操作对生产系统影响巨大，耗费大量的人力、物力和财力。
3.2 在线倒炉
在线倒炉模式是相对于常规倒炉模式而言的，就是先将备用炉投用（并入系统），再将待停气化炉停车（退出系统）。这种倒炉方式下整个过程中后系统可以通过放空来实现合成气的总量不变，从而确保生产系统的稳定运行，最终实现无波动倒炉，达到安全、稳定、长周期运行的目的［1］。
更多内容详见《中氮肥》2018年第5期