徐庆磊，张明臣
（山东润银生物化工股份有限公司，山东 东平271500）
［摘 要］ 粉煤加压气化技术是目前较为先进的煤气化技术，入炉粉煤由粉煤给料罐加压后由粉煤管线送入气化炉内，一旦断煤，将造成气化炉过氧，导致爆炸等重大事故发生。因此，粉煤输送是否稳定决定着气化炉炉况是否稳定，也决定着整个装置能否安全、高效运行。针对粉煤气化炉粉煤管线出现断煤而联锁没有触发的情况，以航天炉为例，对粉煤气化炉断煤的原因进行分类分析，并提出相应的预防及处理措施，以利于避免断煤事故发生，确保装置的安全运行。
［关键词］ 粉煤气化炉；粉煤管线；粉煤给料罐；氧煤比；气化炉断煤；原因分析；预防及处理措施
［中图分类号］ TQ546［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）04-0016-03
粉煤加压气化技术是目前较为先进的煤气化技术，生产中干煤粉经加压后送入气化炉，与氧气、水蒸气进行不完全燃烧而得到主要成分为CO和H2的粗合成气［1］。其中，入炉粉煤是由粉煤给料罐加压后由粉煤管线送入气化炉内的，一旦断煤，将造成气化炉过氧，导致爆炸等重大事故发生。因此，粉煤输送是否稳定决定着气化炉炉况是否稳定，也决定着整个装置能否安全、高效运行。以下以航天炉为例，对粉煤气化炉断煤的现象、原因及处理措施等进行论述。
1 粉煤输送系统简介
粉煤加压及输送单元主要包含粉煤贮罐、粉煤锁斗、粉煤给料罐3台设备。其中，粉煤贮罐接收来自磨煤系统的粉煤（粒径≤90 μm的占比90%，粒径≤5 μm的占比≤10%），通过重力作用将粉煤贮罐中的粉煤放入粉煤锁斗；粉煤锁斗经过加压之后与粉煤给料罐连通，锁斗中的粉煤在重力作用下放入粉煤给料罐；粉煤给料罐下部有3个充气锥，每个充气锥直接与粉煤管线相连，通过与气化炉的正压差作用将给料罐中的粉煤源源不断地输送到气化炉内，与氧气和蒸汽发生气化反应。如果生产过程中粉煤输送出现中断而氧气依然进入气化炉内，会造成气化炉过氧，导致爆炸等严重事故发生。
2 气化炉断煤的现象及后果
（1）粉煤流量计测量煤粉流量逐渐降低并降为零。航天炉一般采用的是德国SWR微波流量计，通过在测量管中产生一个高频、交流、均匀的电磁场来测量同体物料通过管道截面的平均流速和浓度，从而计算出固体物料在管道中的流速、浓度、质量流量，并且输出对应上述测量值的3路独立的4～20 mA电流信号，再根据流量计算公式（质量流量=密度×流速×截面积）计算出粉煤流量。多年的运行实践表明，由于流量、密度、流速的测量为一体化仪表，测量精度高［2］，因此SWR流量计在粉煤流量计量上相对精确，当煤粉流量出现波动时，单条管线上2个煤粉流量计会同步波动，进一步为生产人员提供操作依据；当气化炉出现断煤情况时，粉煤流量计上测量的煤粉流量会逐渐降低并降为零。
（2）气化炉炉温升高。当气化炉投氧量没有变化而气化炉出现断煤情况时，随着入炉煤量的减少，气化炉内部氧煤比逐步升高，气化炉燃烧状况逐渐由不充分燃烧转变成充分燃烧甚至过氧燃烧，导致气化炉内部温度大幅上升（气化炉炉膛插入式和埋入式温度点可以检测到），如果不及时进行氧量调整或停炉，插入式温度点温度可超过1 000 ℃，埋入式温度点温度可超过600 ℃，对气化炉的安全运行构成极大威胁。
（3）汽包盘管水密度降低，副产蒸汽量增大，蒸汽外送阀开度变大。当气化炉投氧量没有变化而气化炉出现断煤情况时，由于气化炉炉温大幅升高，气化炉燃烧室水冷壁盘管接收的热辐射负荷增大，气化炉盘管水密度（尤其是主盘管）会大幅下降（由正常值850 kg/m3左右降至750 kg/m3左右），随之汽包产蒸汽量大幅增加，蒸汽外送阀开度随之变大。
（4）触发氧煤比大联锁，气化炉联锁停车。当气化炉氧煤比联锁投运时，如果气化炉出现断煤情况，随着入炉粉煤流量的逐渐降低，氧煤比逐步升高，当氧煤比超过联锁停车值1.1时，会触发气化炉大联锁，导致气化炉联锁停车。
3 气化炉断煤的原因
3.1 粉煤给料罐空罐
粉煤给料罐的料位计使用的是放射性料位计，放射性料位计通过射线来测量料位，是利用同位素放射原理通过检测射线衰减的程度来进行料位测量的，又称作核辐射料位计［3］。当同位素计算偏低或射线衰减造成粉煤给料罐料位计16LISX105指示不准确，且粉煤给料罐低低料位开关16LIZAX104失灵时
更多内容详见《中氮肥》2018年第4期