晋城15#无烟块煤煤在4.0 MPa碎煤加压气化炉中的使用总结
赵杰丰
（河南理工大学，河南 焦作 454003）
[摘 要] 简介4.0 MPa碎煤加压气化工艺流程，阐述晋城15#无烟高硫煤在4.0 MPa碎煤加压气化炉上的运行情况，以及气化炉运行过程中出现的问题及采取的优化改进措施，并通过单炉负荷摸高试验确定了气化炉的最高氧负荷；同时，在总结实际运行经验的基础上提出了确保气化炉长周期运行的关键控制项。3 a多的实践表明，4.0 MPa碎煤加压气化炉能很好地使用灰熔点高（≥1 485 ℃）、挥发分低（6%～7%）、固定碳含量高（≥72%）的晋城15#煤，单炉日投煤量可达540 t左右，单炉氧负荷可稳定在9 000～10 000 m3/h，所产粗煤气中有效气含量可达70%、甲烷含量在（8±1）%，单炉运行周期可达98 d。
[关键词] 晋城15#煤；4.0 MPa碎煤加压气化；运行情况；单炉最大负荷；问题处理；关键控制项
[中图分类号] TQ546 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932（2018）01-0004-04
1 概 述
晋煤天庆煤化工有限责任公司（简称天庆公司）是一家以洁净能源和化学品为主要产品的化工生产企业，几经扩能技改，目前主要产品产能为300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素、2×108 m3/a甲烷。其中，气化装置共有6台碎煤加压气化炉，设计使用晋城无烟块煤（15#煤），设计单炉投煤量20.5 t/h、负荷7 500 m3/h（氧气量，下同）、产气量40 000 m3/h。气化装置自2014年6月开车以来，运行相对稳定，满足了后系统用气需要。
晋城15#煤为中灰、富硫、高发热量无烟煤，其基本特征为：灰分高，灰分普遍在 20%左右；硫含量高，达2.0%～2.5%（质量分数）；灰熔点高，一般在1 500 ℃以上。故晋城15#煤也称“三高煤”。该煤种此前尚无在4.0 MPa碎煤加压气化炉上的的运行经验，天庆公司在稳定生产的同时，积极摸索晋城15#煤在该种气化炉中的合理使用，对不同负荷下的生产操作总结出了一些经验，并在运行中进行了负荷摸高试验，试验表明，单台气化炉实际运行最高负荷可达10 000 m3/h并保持稳定运行。
2 气化装置流程简介
原料块煤由煤仓经煤溜槽进入煤锁，然后加入气化炉内，在炉内依次经过干燥预热层、干馏层、气化层、燃烧层、灰层，与自气化炉底部上行的气化剂反应，反应形成的灰渣经转动的炉箅排入灰锁，灰锁积满灰后，灰锁上阀关闭，通过灰锁膨胀冷凝器将灰锁泄至常压，再打开灰锁下阀将灰排入灰渣沟，然后由渣浆泵打出的循环灰水冲至气化渣池。
气化炉内产生的粗煤气（500 ℃、4.0 MPa）进入洗涤冷却器后，被来自煤气水分离装置的高压喷射煤气水（140 ℃、5.2 MPa）洗涤、除尘、降温，之后粗煤气（203 ℃、4.0 MPa）与煤气水一起进入废热锅炉底部集水槽，而后粗煤气进入废热锅炉管程，经壳程低压锅炉给水(105 ℃，1.4 MPa）进一步冷却后 （181 ℃、3.98 MPa）进入粗煤气分离器，分离出的粗煤气经煤气总管送变换冷却装置。
进入集水槽中的煤气水由循环冷却洗涤水泵打至洗涤冷却器，在此过程中循环冷却洗涤水泵以200 m3/h的量打循环,多余的煤气水经液位调节阀排至煤气水分离装置。
由除氧站高压锅炉给水泵打来的锅炉给水（150 ℃、5.6 MPa）进入气化炉夹套降液管顶部，通过降液管进入气化炉夹套底部，气化炉夹套产生的中压蒸汽进入夹套蒸汽分离器，分离后的中压蒸汽和来自锅炉的中压蒸汽（435 ℃、4.9 MPa）一起进入中压蒸汽管线，经气化剂混合管送入气化炉内部。
废热锅炉壳程内的低压锅炉给水，经与粗煤气换热后产生158 ℃、0.6 MPa的低压蒸汽，送至低压蒸汽总管。煤锁泄压循环期间，煤锁气进入煤锁气气柜通过压缩机升压后再次进入系统，循环利用。气化装置开、停车和事故操作期间产生的煤气通过火炬燃烧放空。
更多内容详见《中氮肥》2018年第1期