孙斌，李志祥，周鹏
（神华包头煤化工有限责任公司，内蒙古 包头014000）
［摘 要］ 某公司2016年10月份由于原料煤煤质波动且灰分高达16.6%、灰熔点高达1 480 ℃，5台在运6.5 MPa水煤浆气化炉同时出现严重堵渣现象，2#、3#、4#气化炉被迫停车，气化炉炉砖冲刷损毁严重，气化炉激冷环与下降管烧坏。分析气化炉渣口堵塞的原因，提出通过监测气化炉表面热偶温度、渣口压差、粗煤气组分、捞渣机工况、主氧阀开度等判断气化炉渣口堵塞的状况及需采取的预防措施，以保证气化炉的安全、稳定、长周期运行。
［关键词］ 水煤浆气化炉；煤质波动；渣口堵塞；预防措施；气化炉表面热偶温度；渣口压差；粗煤气组分；捞渣机工况
［中图分类号］ TQ546［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）04-0005-03
水煤浆加压气化是原料水煤浆与氧气进行高温高压反应的过程，生成以CO和H2为主要成分的粗煤气和煤炭燃烧残余的灰渣。水煤浆加压气化炉采取液态熔融排渣，气固产物并行通过燃烧室下部的激冷室，气体产物经降温、除尘后送至下游工序进行净化处理；系统产生的黑水送入四级闪蒸系统和沉降系统处理，以利回收热量、灰水再生及循环使用。生产中，原料煤的质量是决定气化炉能否长周期运行的一个重要因素。我国不少煤化工项目因在设计时对煤质把握不准，对原料煤的重要性认识不足，在气化技术的选择、设计等环节忽略了煤质对气化炉运行状态的影响［1］，导致项目投产后频繁出现一些影响气化系统安、稳、长、满、优运行的问题。
1 气化炉渣口堵塞工况概述
某公司2016年10月份由于原料煤供应不稳定且灰分高达16.%、灰熔点高达1 480 ℃（如表1），5台在运的6. MPa水煤浆气化炉同时出现严重的堵渣现象。正常生产中，气化炉内的氧煤比一般在480～500 m3/m3，而为了维持气化炉的正常排渣，在原料煤煤质波动的这段时间内氧煤比一直控制在520～540 m3/m3，出口粗煤气中的甲烷含量由（1 500～1 800）×10-6降至（100～200）×10-6。
原料煤煤质的频繁波动给操作及管理带来了很大的挑战。由于原料煤灰分高和灰熔点高，5台在运气化炉的渣口出现了不同程度的缩小，气化炉内压力大大高于洗涤塔压力，造成烧嘴法兰频繁泄漏且泄漏量大。由于氧气压力通常状况下是一个稳定值，而气化炉压力偏高会使氧煤比偏低，进而影响气化炉的正常排渣，导致渣口进一步缩小，使系统工况严重恶化，故而不得不提高氧煤比操作。由于煤质的大幅波动，操作工况异常苛刻，造成2#、3#、4#气化炉被迫停车，疏通渣口；其中，2#气化炉工况最为恶劣，停车前炉内压力一度达到6.9 MPa（正常工况下气化炉压力为6.3 MPa左右）。检修气化炉时发现，由于炉内气流流场发生变化，气化炉炉砖冲刷损毁严重，炉砖运行2 000 h以上就被迫更换（正常工况下可运行10 000 h）；气化炉下降管堵渣，拆检发现激冷环与下降管烧坏，不得不更换。
2 气化炉渣口堵塞的判断及预防
2.1 监控气化炉表面热偶温度
气化炉表面过热点探测系统通过测温元件缠绕（铺设）在气化炉壳体上来进行工作，测温元件是一种能够探测一条连续路线上存在的最高温度的线状温度传感器，即利用热电效应能够连续产生与其长度涉及范围内最高温度相对应的电压（mV）信号，以连续探测监控区域的最高温度。
气化炉表面热偶温度一般分为拱顶温度、筒体温度、锥底温度3类。其中，锥底温度的变化能够间接反映出气化炉的排渣情况，排渣良好的情况下，气化炉表面热偶温度基本趋于稳定，可能因天气变化会出现小幅波动，但当灰渣流动情况变差的时候，锥底温度会出现大幅波动。当煤灰熔点升高时，
更多内容详见《中氮肥》2018年第4期