马伟
（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）
［摘 要］伊犁新天煤化工有限责任公司20×108 m3/a煤制天然气装置设有22台赛鼎工程（鲁奇）碎煤加压气化炉（正常生产中十八开四备），设计操作压力3.3～4.0 MPa。实际生产中，气化系统的泄漏问题较为突出，如气化炉开车升压热紧过程中频繁泄漏、气化剂混合管泄漏、低压废锅集水槽液位调节阀阀后管线泄漏、气化炉夹套喉管处泄漏、气化炉煤锁上阀泄漏等，严重影响气化炉的安全、稳定、长周期运行。为此，深入分析碎煤加压气化系统泄漏原因，提出并实施有针对性的处置与优化改造后，气化系统泄漏问题得到有效管控，气化炉的运行周期、安全性与可靠性显著提升，降低了气化炉的检修与开/停车成本，保障了煤制天然气装置的优质运行。
［关键词］碎煤加压气化系统；升压热紧过程泄漏；气化剂混合管泄漏；集水槽液位调节阀阀后管线泄漏；气化炉夹套喉管泄漏；煤锁上阀泄漏；处置措施；管控措施
［中图分类号］TQ545 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）03-0015-03
0 引 言
伊犁新天煤化工有限责任公司（简称新天煤化）20×108 m3/a煤制天然气装置于2017年3月投产，总体运行情况较好，其气化系统设有22台Φ4 000 mm赛鼎工程（鲁奇）碎煤加压气化炉（正常生产中十八开四备），设计操作压力3.3～4.0 MPa，单台气化炉设计耗氧6 300 m3/h（标态，下同）。实际生产中，存在很多泄漏问题，如气化炉开车升压热紧过程中频繁泄漏、气化剂（氧气+蒸汽）混合管泄漏、低压废锅集水槽液位调节阀阀后管线泄漏、气化炉夹套喉管处泄漏、气化炉煤锁上阀泄漏等，严重影响气化炉的安全、稳定、长周期运行，且频繁停炉检修增加了气化炉的检修与开/停车成本。为此，通过深入分析碎煤加压气化系统泄漏的原因，提出并实施有针对性的处置与优化改造后，气化系统泄漏问题得到有效管控，气化炉的运行周期、安全性与可靠性显著提升，降低了气化炉的检修与开/停车成本，保障了煤制天然气装置的优质运行。以下对有关情况作一介绍。
1 气化炉开车过程泄漏问题的处置与优化改造
1.1 气化炉开车升压热紧过程的泄漏问题
碎煤加压气化炉设计原始开车前需进行压力试验，一般检修后仅用0.4 MPa低压氮气进行气密试验，0.4 MPa气密试验结束后则直接转入开车流程或备用状态。碎煤加压气化炉开车主要分为蒸汽升温、空气点火、空气运行、氧气运行、热紧提压等几个阶段。由于正常生产中气化炉开车前仅做0.4 MPa气密试验，未做4.0 MPa泄漏试验，而气化炉正常操作压力在3.6～4.0 MPa之间，炉内温度最高达1 100 ℃，气化炉出口粗煤气温度在300～550 ℃之间、粗煤气并网温度在190 ℃左右，而粗煤气中含有大量的CO、CO2、CH4、H2以及少量的H2S，属于极度危害与高度危害介质，在气化炉开车提压过程中，设备、管道、螺栓以及其他附属设施等受热膨胀易造成法兰、阀门填料函等频繁泄漏，粗煤气泄漏后，不仅会造成员工中毒窒息，还有爆炸风险，存在较大的安全隐患。
气化炉检修完成后，仅做0.4 MPa气密试验，这与《压力管道安全技术监察规程——工业管道》（TSG D0001—2009）规定的“输送极度危害、高度危害流体以及可燃流体的管道应当进行泄漏试验”不符，而0.4 MPa气密试验后检修过的设备、管道、阀门等均要达到正常操作压力，仅靠后续开车过程中提压热紧，会致漏点较多，只能不断开展消漏工作，不仅影响系统开车进度，还存在较大的安全风险。经分析与研究，新天煤化于2020年7月系统大修期间实施了如下技改：在原有0.4 MPa低压氮气管线的基础上增设2.5 MPa中压氮气管线，同时增设2台氮气压缩机，新增氮气压缩机可将2.5 MPa中压氮气提压至4.6 MPa，向气化炉提供4.6 MPa高压氮气用于气密试验。本项改造落实后，气化炉检修完成后，先使用0.4 MPa低压氮气进行气密试验，再使用2.5 MPa中压氮气进行气密试验，最后使用4.6 MPa高压氮气进行气密试验，合格后方可进行气化炉的开车操作；逐步提压进行3次气密试验后，气化炉开车提压热紧过程中漏点明显减少，缩短了气化炉开车粗煤气并网时间，降低了开车过程中的能源消耗与安全风险，提升了气化炉开车过程中的安全性与稳定性。
1.2 开车过程中气化剂混合管的泄漏问题
碎煤加压气化炉在开车过程中氧气运行阶段提压热紧时，或气化炉升压正常粗煤气刚并网转入正常运行时，气化剂混合管经常出现泄漏现象，为处理漏点，只能被迫将刚开车的气化炉停运检修，2021年短短几个月内有多台气化炉开车过程中频繁出现气化剂混合管泄漏问题。正常生产过程中，气化剂混合管内介质为4.0 MPa过热蒸汽与氧气的混合气，属于高温高压介质，而氧气外漏易在泄漏处形成富氧区域，易引发火灾或爆炸，且高温的氧气与蒸汽混合气泄漏也容易造成人员烫伤，存在较大的安全风险。
为减少气化剂混合管泄漏，首先利用备用气化炉对运行气化炉进行切换，切换完成后对停运气化炉气化剂混合管进行更换，以减少气化剂混合管的泄漏频率，同时组织专业技术人员对泄漏问题进行分析，发现气化炉在蒸汽升温与空气点火（阶段）切换过程中，其操作步骤为停止蒸汽升温→通入空气点火——蒸汽停送时气化剂混合管温度在370 ℃左右，通入空气后气化剂混合管温度瞬间降至30 ℃，5～10 min后再缓慢打开蒸汽阀门，气化剂混合管温度又瞬间升至180～260 ℃；而在空气运行与氧气运行（阶段）切换时，其操作步骤为关闭蒸汽阀→5 min后关闭空气阀→打开蒸汽阀→打开氧气阀进行通氧操作——关闭蒸汽阀、5 min后关闭空气阀导致气化剂混合管温度瞬间降至30 ℃，打开蒸汽阀后气化剂混合管温度又由30 ℃瞬间涨至370 ℃。简言之，气化炉开车阶段操作过程气化剂混合管温度波动较大，温度的频繁大幅波动导致管道在热胀与冷缩之间频繁切换，引起气化剂混合管焊缝开裂，最终形成漏点。
为此，新天煤化于2021年9月—2022年9月利用备炉期间逐步实施了22台气化炉气化剂混合管更换工作，在此基础上还对气化炉开车过程进行了如下优化：气化炉蒸汽升温结束时，缓慢将升温蒸汽流量由5 t/h减至3 t/h，然后通入800 m3/h的装置空气，空气通入后据气化剂混合管温度逐渐调整蒸汽流量，保证气化剂混合管温度在180 ℃以上；在空气运行与氧气运行（阶段）切换时，采用类似操作，空气退出前也保证小流量蒸汽通过气化剂混合管进入气化炉，然后再进行切换操作，这样一来，可保证气化剂混合管温度始终在180 ℃以上，避免其温度大幅波动。开车流程优化后，延长了气化剂混合管的使用寿命，保证了气化炉运行的可靠性与安全性。
2 气化炉运行过程泄漏问题的处置与优化改造
2.1 集水槽液位调节阀后管线的泄漏问题
更多内容详见《中氮肥》2026年第3期