1998年，北京首都钢铁公司当时出于向北京市民提供城市煤气的考虑，从意大利CTIP公司购进3套煤气化系统(包括美国Texaco公司气化炉和新加坡Syngas公司冷却器系统)，后来因为有了天然气供应和其他一些原因，政府下令终止该项目，所有设备处于长期闲置状态。2004年，随着宁夏回族自治区一号工程宁东能源化工基地的开工建设，宁夏煤业集团从北京将该成套设备购进，作为化工基地的第一个开工建设项目（25万t/a煤制甲醇），下游连接甲醇生产装置。这套气化装置采用的是美国Texaco公司早期全废锅流程，装置于2007年6月顺利投产，至今已运行9 a时间，在此过程中，通过废锅结构改进和生产运行控制等解决了辐射废锅结渣、对流废锅出口温度高等限制废锅流程气化炉运行的瓶颈问题，使废锅流程气化炉运行水平逐渐提高，单台气化炉的平均运行周期达到70 d，最长运行周期达到了169 d。但在气化炉运行过程中，仍会出现死区温度上涨影响废锅流程气化炉运行的情况，严重时会对设备本体造成损伤，并影响装置的长周期、稳定运行。因此，以下对该气化炉运行时死区温度上涨的原因进行分析探讨，同时依据多年的运行经验提出解决方案。
1.死区的结构
气化工艺气的降温和洗涤一般分为废锅流程与激冷流程，二者的不同点在于工艺气离开燃烧室后的冷却方式不同：激冷流程使用大量的激冷水对工艺气进行直接接触冷却；而废锅流程的下部则是连接辐射废锅，辐射废锅内部安装有环形的水冷壁，依靠水冷壁内的高压锅炉水将高温工艺气与灰渣进行辐射冷却，同时水冷壁吸收热量后副产高压蒸汽用于发电或其他的生产需要。因此，从节能的角度看，废锅流程更加环保，热量回收和利用更加充分。
神宁集团25万t/a气化装置的辐射废锅内部采用双层环形水冷壁设计，外层水冷壁与辐射废锅壳体之间以及喉管与气化炉壳体之间的部位就叫“死区”，为避免壳体超温，死区的温度要求控制较低，一般要求在380 ℃以下。因此，为防止死区超温，在死区内部设置了死区保护气，保护气来源于后工段的高压、低温气体；同时，为避免气化炉及废锅内的高温气体反窜至死区，保护气进入死区后造成死区压力过高，使水冷壁前后压差过大导致水冷壁损坏变形，在死区与辐射废锅通道间又设计了平衡孔，以平衡死区与辐射废锅通道间的压力。
2.死区超温的原因分析
死区内设有测温热电偶，并带有高温联锁，当死区温度达到380 ℃时报警，达到430 ℃气化系统联锁跳车。神华宁煤25万t/a甲醇气化装置自2007年运行以来，经常出现因死区温度偏高导致气化炉停车或跳车的现象。而经分析，死区温度上涨的直接原因就是气化炉燃烧出来的1200 ℃高温工艺气体窜入了死区内部。
辐射废锅中心区域为第一通道（合成气进入通道），左右两侧为第二通道（合成气离开通道），正常状态下各区域的压力等级为：死区压力＞第一通道压力＞第二通道压力，即死区保护气压力要高于炉内压力。保护气通过平衡孔进入辐射废锅第一通道，随工艺气一起通过二次通道后离开辐射废锅，所以当第一通道压力＞死区压力时，1200 ℃的高温气体就会反窜至死区，死区温度就会上涨。
而根据神宁集团25万t/a甲醇项目气化装置9 a来的运行经验分析，导致工艺气反窜至死区的原因主要有以下几点。
（1）死区保护气压力不足或保护气管线不畅，导致死区内保护气不足、压力下降，造成高温工艺气窜入死区。
（2）死区与辐射废锅通道间的隔离失效，使高温工艺气与死区保护气互窜，造成死区温度上涨。主要包括以下2种情况：① 喉管部位的膨胀节发生部分破损，无法隔绝高温工艺气与死区，使高温工艺气通过膨胀节进入死区；② 死区密封板和最外层水冷壁的鳍板都是用来隔绝死区和第二通道的，但当死区密封板或水冷壁鳍板出现破裂或高温损伤形成泄漏点后，死区内部的保护气就会通过该泄漏点进入到二次通道内，使死区压力=第二通道压力＜第一通道压力，此时高温工艺气就会通过该泄漏点以及平衡孔窜入死区，使死区温度上涨。这是死区超温最可能发生的情况。
3.处理方法
（1）一般死区保护气压力不足或保护气管线不畅发生的几率较小，且较容易排查。因此，此种原因造成的死区超温现象出现时，提高吹灰气压力或疏通保护气管线，保证死区有足够的保护气量即可。
（2）对于喉管部位膨胀节部分破损导致的死区超温情况，须通过系统停车更换或修补破损的膨胀节方可消除。
（3）当出现因死区密封板或水冷壁鳍板破裂或高温损伤导致的死区超温情况时，可临时采取增加死区保护气的措施消除泄漏造成的死区压力下降，但最终解决办法还是要待气化炉系统停车后进行检查和作消漏处理。
4.结论
（1）Texaco废锅流程气化炉死区温度超温的问题，在装置运行一段时间后，随着设备疲劳会逐渐出现，严重时可能导致气化系统无法正常运行。
（2）Texaco废锅流程气化炉死区超温的主要原因是由于密封处出现破损泄漏。当泄漏量较小时，可以通过增大保护气压力的方式维持运行；当泄漏量较大时，必须进行系统停车，对泄漏点进行检修处理。
神华宁煤集团25万t/a甲醇项目气化装置运行9 a来，通过不断的摸索和技术改造，逐步解决了气化炉死区温度上涨的问题，使气化装置实现了满负荷、长周期、安全、稳定运行，为全废锅流程在煤气化领域的应用提供了宝贵的实践经验。
（神华宁煤 隋志涛）