刘龙刚
（河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城476600）
［摘 要］河南龙宇煤化工有限公司Shell粉煤气化装置自2008年4月投产以来，由于工艺设计缺陷、设备选材欠佳、工况恶化、操作调整失当、检维修质量不佳等方面的原因，输送粉煤、石灰石粉、飞灰的气力输送系统频繁出现堵塞（包括石灰石粉与飞灰输送系输送管线压力/温度低致堵塞、输送管线因物料/环境因素堵塞、煤粉加压及输送系统联锁顺控设计不合理致下料堵塞等），石灰石粉与飞灰输送管线磨损严重致输料泄漏、石灰石输送罐压力下降致卸料口泄漏，以及飞灰加压输送罐送灰时间长频繁触发联锁逻辑泄压、雨天煤粉加压及输送系统射源料位计示数失准等问题。通过问题梳理与总结，经深入分析与探讨，2019年11月—2023年11月陆续采取了一系列优化改进措施，使上述问题得到有效解决或改善，延长了设备运转周期，减少了泄漏与环保风险，保障了气力输送系统及气化装置的安、稳、长、满、优运行。
［关键词］Shell粉煤气化装置；煤粉；石灰石粉；飞灰；气力输送系统；运行问题；优化改进
［中图分类号］TQ544 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）02-0021-05
0 引 言
河南龙宇煤化工有限公司（简称龙宇煤化）Shell（壳牌）粉煤气化装置（配套500 kt/a甲醇项目）设置1台气化炉，采用干煤粉加压气化、四烧嘴侧喷、干法除灰+湿洗、液态排渣等技术，具有工艺技术先进、单台气化炉产气量大、原料煤适应性强、除灰系统压力小、对煤的灰熔点适应范围广等优势。Shell粉煤气化装置采用干法除灰+湿洗工艺（没有灰水系统），气化炉出口粗合成气先通过高压飞灰过滤器过滤，之后通过湿洗系统进一步洗涤降温，湿洗塔极少结垢堵塞，这是与有湿法除灰作用灰水系统的五环炉最大的区别。龙宇煤化Shell气化炉设计操作压力3.80～3.95 MPa、操作温度1 400～1 600 ℃，设计投煤量2 000 t/d，于2008年4月投产，整体运行情况较好，最长连续运行周期253 d。龙宇煤化Shell气化炉以永城本地无烟粉煤为原料，原料粉煤、辅料石灰石粉及飞灰过滤器排出的飞灰均采用气体加压输送（气力输送）的方式，投产以来，粉煤、石灰石粉、飞灰（等颗粒型物料的）气力输送系统频繁出现堵塞及输料泄漏、频繁触发联锁逻辑泄压、射源料位计示数失准等问题，严重影响系统的长周期稳定运行，且极易引发环保问题，尤其是原始设计不合理导致很多物料难以充分利用，造成大量浪费。通过问题梳理与总结，经深入分析与探讨，2019年11月—2023年11月陆续采取了一系列优化改进措施，取得了良好的效果。以下对有关情况作一介绍。
1 Shell粉煤气化装置工艺流程简介
磨煤与干燥系统及石灰石储运系统（石灰石储运系统负责存贮、加压输送石灰石粉进入磨煤系统）肩负着制备符合工艺要求原料粉煤的重要任务。石灰石能改变煤灰黏度，为使成品粉煤具有合适的灰熔点，需依据原料煤量添加一定比例的石灰石粉。磨煤系统中原料煤碾磨、干燥并与石灰石按比例混合后制得合格的煤粉，煤粉进入煤粉贮仓，后通过煤粉锁斗隔离、加压、排放、隔离、泄压、进料程序实现煤粉从低压区至高压区的输送，实现为煤粉给料罐补料，供给对应的一对煤烧嘴使用。
煤粉与空分装置送来的高压氧气[注：原始设计为煤粉+氧气+蒸汽进入气化炉反应，氧气与蒸汽先行混合后再进入煤烧嘴，由于添加蒸汽的种种弊端，龙宇煤化通过技术改造（煤烧嘴未作变动）已停用蒸汽]通过三套管式SCGP-煤烧嘴喷入气化炉进行气化反应，气化炉出口粗合成气由采用金属滤芯且与气化炉出口直接相连的飞灰过滤器过滤分离飞灰后进入湿洗系统，过滤下来的飞灰则由锁斗收集、隔离、泄压、排放，再经中间储罐气提（注：干法除灰系统中，滤芯过滤下来的飞灰温度高达约220 ℃，且颗粒间吸附有粗合成气，需用100 ℃的低压氮气降温但又不至于水汽冷凝，气提出酸性气使其无害化）后加压输送至飞灰储罐（整个流程干飞灰均通过氮气输送），待车辆外送。
2 气力输送系统运行问题及其影响
2.1 石灰石粉与飞灰输送中出现堵塞
2.1.1 石灰石粉输送管线频繁出现堵塞
2套石灰石储运系统（正常生产中石灰石储运系统A系列、B系列一开一备，以A系列为例，其流程示意如图1）原始设计使用工厂空气，工厂空气缓冲罐出口压力为0.35 MPa，工厂空气采用电加热器加热，设计温度为95 ℃、实际值为82 ℃。石灰石粉在加压输送过程中，单套石灰石储运系统运行且充分暖管情况下，石灰石输送罐（V108A）出口送石灰石粉管线经常出现送料不畅与堵塞的情况，具体表现如下：输送石灰石粉时，V108A压力长时间高报，打开罐体出口回流阀（XV402）可以泄压，关闭出口输送管线回流阀（XV408）后，压力快速升高至最高值且不再下降，现场送料管线无气流声，石灰石贮仓料位计示数不涨，敲击振打管线工况无明显改善；通过XV408泄压后，停所有气源，
拆开管线法兰检查，在弯头处发现有灰块积存。V108A中石灰石粉输送陷入停滞后，极易导致输送管线堵塞、结块，处理时大量扬尘，污染周边环境。堵塞位置难以确定时，会进一步增加处理难度与延长处理时间。
2.1.2 石灰石粉与飞灰输送管线堵塞原因
经分析与总结，石灰石粉输送管线堵塞原因主要有：① 石灰石粉中有异物；② 石灰石粉原始设计使用工厂空气作为输送气，工厂空气缓冲罐出口压力只有0.35 MPa，导致输送管线压力低；③ 石灰石粉太潮、输送气温度过低，而电加热器设计功率无法满足工艺需求，导致工厂空气温度低，无法维持输送管线的温度，管线内壁易结露而产生灰块，继而堵塞管线；④ 石灰石粉输送管线长久不使用，垂直管段至平行管段大弯头处内壁结露，输送石灰石粉后在弯头处遇水板结形成结块堵塞。
经分析与总结，飞灰输送管线堵塞的原因主要有：① 飞灰内有断裂的滤芯或其他杂物；② 长时间不送灰或昼夜温差大致管线内结露，送灰时飞灰遇水板结堵塞管线。
2.2 石灰石粉与飞灰输送管线出现泄漏
更多内容详见《中氮肥》2026年第2期