任延明
（兖州煤业榆林能化有限公司，陕西 榆林719000）
［摘 要］兖州煤业榆林能化有限公司一期600 kt/a甲醇装置（2008年12月投产）采用6.5 MPa德士古水煤浆加压气化炉，二期1 000 kt/a甲醇装置（2020年1月投产）采用6.5 MPa多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉，长期以来气化原料煤大多数运距较远，成本较高。为此，于2024年2月3—5日、2024年1月22日—2月5日开展了转龙湾精煤、石拉乌素精煤的试烧试验。试烧结果表明：德士古气化炉和多喷嘴气化炉均能保持稳定运行，粗合成气中有效气（H2+CO）含量保持在80%以上（略有提升），灰水水质达标；煤浆浓度平均为61.47%、黏度440～512 mPa·s、灰分7.23%～10.61%，但煤浆浓度提升至62%以上存在困难。后续建议扩大新煤种掺烧比例至30%～50%，并开展沫煤掺配试验，同时优化磨煤机运行参数与灰水分散剂配方，以进一步提升煤浆浓度与气化效率。
［关键词］6.5 MPa水煤浆气化炉；新煤种掺烧试验；煤质分析；煤浆浓度；气化炉工况；灰水水质；运行优化；效益分析
［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）02-0026-04
0 引 言
兖州煤业榆林能化有限公司（简称榆林能化）一期600 kt/a甲醇装置于2008年12月投产，其气化系统采用德士古水煤浆加压气化工艺，设置3台顶置式单喷嘴德士古气化炉（气化炉A/B/C，两开一备），气化炉设计操作压力6.5 MPa、单炉投煤量1 500 t/d；榆林能化二期1 000 kt/a甲醇装置[配套500 kt/a聚甲氧基二甲醚（DMMn）装置，采用甲醇和甲醛合成DMMn]于2020年1月投产，其气化系统采用多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺，设置3台多喷嘴气化炉（气化炉D/E/F，两开一备，2台气化炉采用激冷流程、1台气化炉采用半废锅冷却流程），气化炉设计操作压力6.5 MPa、单炉投煤量2 000 t/d。
水煤浆气化技术作为现代煤化工的核心技术之一，在煤制合成氨、煤制甲醇、煤制氢气等领域广泛应用；6.5 MPa 水煤浆加压气化炉因具有单炉处理量（投煤量）大、碳转化率高、环保性能优越等特点，成为大中型煤化工装置的首选技术之一。然而，随着煤炭资源的日趋紧张及原料成本上升，拓展气化炉对不同煤种的适应性，实现劣质煤及本地化煤炭资源的高效利用，已成为业内亟待解决的问题。榆林能化所处陕北地区煤炭资源丰富，但煤质特性差异显著，长期以来榆林能化气化原料煤以金鸡滩精煤、隆德精煤、朱家峁精煤、白鹭面煤、营盘壕精煤等（以下统称为其他精煤）为主，大多数原料煤运距较远，成本较高。为进一步实现降本增效，榆林能化决定进行新煤种试烧，转龙湾精煤与石拉乌素精煤作为当地具有代表性的煤种，其灰分组成、黏温特性及气化反应性与原用煤种有明显差异。为此，开展转龙湾精煤与石拉乌素精煤的掺配试烧，通过系统的煤质分析、气化炉运行参数监测及灰水水质评估，探究6.5 MPa水煤浆气化炉对新煤种的适应性，并通过试验优化配煤比例，为系统长周期稳定运行及原料煤成本控制提供技术支持。以下对有关情况作一介绍。
1 试烧方案设计与监测方案
1.1 试烧煤种与掺配计划
本次试烧选取转龙湾精煤、石拉乌素精煤为主要研究对象，并与金鸡滩精煤、隆德精煤、朱家峁精煤、白鹭面煤、营盘壕精煤等进行掺配。试烧周期分为两个阶段：① 转龙湾精煤掺烧阶段——2024年2月3—5日，在一期甲醇装置气化炉中进行，掺配比例（质量比，下同）依次为30%、40%、20%；② 石拉乌素精煤掺烧阶段——2024年1月22日—2月5日，覆盖一期甲醇装置气化炉（掺配比例依次为30%、40%、20%）及二期甲醇装置气化炉（掺配比例为20%）。
1.2 监测方案
本次试烧在榆林能化一期甲醇装置德士古水煤浆气化炉及二期甲醇装置多喷嘴水煤浆气化炉中进行，主要监测参数包括：① 煤浆性能——浓度、黏度、流动温度；② 气化炉运行参数——负荷（以氧量计）、粗合成气组分（CO、H2、CO2、CH4）、粗合成气中有效气（CO+H2）含量；③ 灰水水质——pH、浊度、悬浮物、总碱度、硬度、氯离子浓度等。
2 煤质分析与研究
2.1 转龙湾精煤煤质特性
转龙湾精煤灰成分典型分析数据为SiO2 39.73%、Al2O3 16.72%、Fe2O3 10.93%、CaO 14.55%、MgO 1.53%、SO3 8.70%、TiO2 0.82%、K2O 0.68%、Na2O 3.35%、P2O5 0.04%；灰熔点整体较低，DT（变形温度）为1 101 ℃、FT（流动温度）为1 135 ℃；转龙湾精煤煤质分析数据显示，其全水分16.98%、灰分5.81%、挥发分30.78%、发热量25.060 MJ/kg，属于低灰、高挥发分的优质气化用煤。
转龙湾精煤煤质典型分析数据：全水16.98%、分析水3.49%、灰分5.81%、挥发分30.78%、固定碳59.92%、全硫0.23%、发热量25.060 MJ/kg，变形温度（DT）1 101 ℃、软化温度（ST）1 114 ℃、半球温度（HT）1 120 ℃、流动温度（FT）1 135 ℃。转龙湾精煤与石拉乌素精煤、其他精煤按2∶2∶6比例掺配后，混煤煤质典型分析数据：全水12.38%、分析水2.29%、灰分6.72%、挥发分34.04%、固定碳56.95%、全硫0.41%、发热量26.451 MJ/kg，DT为1 080 ℃、ST为1 098 ℃、HT为1 106 ℃、FT为1 141 ℃。可以看到，转龙湾精煤与石拉乌素精煤、其他精煤按2∶2∶6比例掺配后，混煤煤质分析数据有所变化——全水分降至12.38%，灰分升至6.72%，发热量提升至26.451 MJ/kg，DT降至1 080 ℃、FT升至1 141 ℃，表明掺配后原料煤的燃烧性能有所改善，但灰渣流动性变化需进一步关注。
2.2 石拉乌素精煤煤质特性
更多内容详见《中氮肥》2026年第2期