孔德升1，马小刚2，肖丹丹 1
[1.恒力化学（大连）有限公司，辽宁 大连116318；2.华锦阿美石油化工有限公司，辽宁 盘锦124000]
［摘 要］随着水煤浆气化炉的大型化（单台气化炉日处理干基煤量已达4 000 t/d），磨煤机单机处理能力偏小（单台磨煤机日处理干基煤量≤125 t/h）问题日益突出，由此出现了“多（台磨煤机）对一（台气化炉）”的供料流程，此供料模式工艺流程复杂，切换操作工作量大，磨煤机开/停车过程中产生大量废煤浆，且气化炉运行中较易出现煤浆槽搅拌器故障、煤浆槽环氧树脂内衬脱落、捞渣机故障等问题，应急处理时灵活性差，处理时间长，易造成气化装置减负荷甚至停车。通过简化磨煤/给料系统流程、优化煤浆槽互备流程、优化捞渣机互备流程，可减少煤浆输送管线数量，有利于通过煤浆槽切换实现对搅拌器故障、原料煤煤质波动、废煤浆回收、放料阀故障等多种异常工况的应急处理，并实现任意捞渣机互备，减轻捞渣机故障时的抢修压力与难度，降低系统停车风险，增强应急处置的灵活性与可靠性，保障气化装置的安、稳、长、满、优运行。
［关键词］水煤浆加压气化装置；磨煤/给料系统；流程优化；煤浆槽；捞渣机；设备互备优化；应用场景
［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）05-0006-05
0 引 言
水煤浆气化技术作为新型气流床气化工艺的代表性技术之一，系统能效高达65%[1]，具有碳转化率高、冷煤气效率高、污水易处理、相对环保的技术优势，且可兼顾处理有机废液，近年来在我国迅猛发展（应用），正在向大型化、高压化、标准化方向迈进[2]，单台水煤浆加压气化炉处理煤量（干基，下同）已达4 000 t/d（如江西心连心化学工业有限公司投煤量4 000 t/d多喷嘴对置式水煤浆气化炉已于2025年9月成功投运），未来单台气化炉投煤量将突破5 000 t/d。但磨煤机受设备尺寸等制约，单台磨煤机日处理煤量≤125 t/h，远小于单台大型气化炉对煤浆的需求量，由此出现了“多（台磨煤机）对一（台气化炉）”的供料流程，此供料模式工艺流程复杂，磨煤机需定期捡棒和加棒，磨煤机开/停车过程中冲洗操作会产生大量废煤浆，且气化炉运行中较易出现煤浆槽搅拌器故障和捞渣机故障，由于缺少备用设备，处理时间长，易造成气化炉减负荷甚至停车。基于上述症结进行分析与探讨，通过简化煤浆给料流程、完善煤浆槽互备流程与优化捞渣机互备流程，可增强系统应急处置能力，这对保障水煤浆气化装置的高负荷、安全、稳定运行具有重要意义。以下就此作相关分析与总结。
1 磨煤/给料系统流程优化
磨煤/给料系统为气化装置提供合格水煤浆，包含煤储运系统、磨煤机系统、添加剂和煤浆输送等子系统，储运系统预破碎后粒度≤1 cm的煤粒，首先储存于煤仓内，经称重给料机计量并按一定比例与水、添加剂在螺旋给料器中混合后进入磨煤机，经湿法研磨，制得一定粒度、较低黏度、较高浓度的水煤浆[3]，经滚筒筛除去大颗粒，合格煤浆在大煤浆槽内储存6～8 h的使用量，经高压煤浆泵加压送入气化炉，参与气化反应。
1.1 流程优化
某炼化一体化项目规划的720 km3/h（标态）（CO+H2）气化装置采用4 000 t/d多喷嘴对置式水煤浆气化炉（气化炉三开无备），处理煤量12 000 t/d，操作压力7.2 MPa。以该项目气化装置为例，进行磨煤/给料系统流程优化（如图1）：磨煤/给料系统四开一备，单台磨煤机原料煤处理能力125 t/h，1#磨煤机（通过1#、2#低压煤浆泵）仅向1#大煤浆槽供料，3#磨煤机（通过5#、6#低压煤浆泵）仅向2#大煤浆槽供料，5#磨煤机（通过9#、10#低压煤浆泵）仅向3#大煤浆槽供料，2#磨煤机通过3#低压煤浆泵、4#低压煤浆泵分别向1#大煤浆槽、2#大煤浆槽供料，4#磨煤机通过7#低压煤浆泵、8#低压煤浆泵分别向2#大煤浆槽、3#大煤浆槽供料，任意1台磨煤机检修时，1#、2#、3#大煤浆槽均可实现至少1台磨煤机（通过低压煤浆泵）供料，1#、2#、3#大煤浆槽间联通阀常开运行，2#大煤浆槽始终保持2台磨煤机供料，约67%的水煤浆量（单台气化炉满负荷计）通过2#大煤浆槽的2根煤浆槽联通管线分别输送至1#、3#大煤浆槽。
1.2 流程优化优势分析
1）磨煤机至大煤浆槽煤浆管道由5根简化为3根，可降低管线投资与施工费用，运行期间始终保持投用状态，避免备用管线闲置，可解决冬季备用管线易冻堵的问题。本优化流程可满足1#大煤浆槽、3#大煤浆槽2台磨煤机同时供料需求，2#大煤浆槽3台磨煤机同时供料需求，任意1台磨煤机检修时，1#、3#大煤浆槽均可实现至少1台磨煤机供料，2#大煤浆槽可实现至少2台磨煤机供料。
2）打破煤浆槽联通线作为后备使用的传统观念，1#、2#、3#大煤浆槽间联通阀常开运行。磨煤机四开一备运行时，2#大煤浆槽始终保持2台磨煤机供料，富余约67%水煤浆量（单台气化炉满负荷计）通过2根煤浆槽联通管线输送至1#、3#大煤浆槽；磨煤机三开两备运行时，3台大煤浆槽联通，煤浆缓冲时间可由9 h延长至24 h，3台磨煤机按增加10%余量运行时，事故处理时间可延长至34 h，可为磨煤机故障处理赢取更多时间，减轻磨煤机故障时的抢修强度与难度。
3）煤浆槽设置2道联通阀，采用硬密封球阀，口径较大，开关时间长，煤浆槽联通管线始终处于投用状态，可减少联通管线临时投用前后的冲洗操作，降低冲洗水泄漏稀释煤浆的风险，避免冲洗不彻底易造成管线堵塞与冬季冻堵问题。
2 煤浆槽互备流程优化
煤浆槽是煤浆的重要储存设施，可将磨煤/给料系统生产的合格煤浆储存一定液位，用以在磨煤/给料系统故障时保障气化炉充足的煤浆供应，不因煤浆制备系统问题而停车，一般水煤浆缓存时间为6～8 h。煤浆槽内安装有搅拌器，属于长期连续运转设备，由于水煤浆为固液混合物，具有高黏度、强冲刷特性，搅拌器运行中较易出现桨叶磨损和桨叶脱落问题，此时对应气化炉只能停车以处理搅拌器，制约了气化装置的长周期稳定运行；此外，由于原料煤灰熔点和黏温特性手动分析（数据）时效性差，常出现原料煤煤种变化、高灰熔点煤种入炉问题，待气化炉所产水煤气组分、渣口压差、炉壁温度等运行参数变化明显时，往往磨煤/给料系统和大煤浆槽内已充满劣质煤浆，此种情形通过低灰熔点煤掺烧难以在短时间内完成劣质煤浆置换，若单一进行提温操作，气化炉面临减负荷或停车风险。
2.1 煤浆槽切换（互备）流程优化
更多内容详见《中氮肥》2026年第5期