杨林1，王军龙1，李文虎1，于贵飞2，党晓亮3
（1. 陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西 榆林718500；
2. 浙江石油化工有限公司，浙江 舟山316000；
3. 蒲城清洁能源化工有限责任公司，陕西 渭南715500）
［摘 要］陕西延长中煤榆林能源化工有限公司1 800 kt/a甲醇项目中，600 kt/a 煤制甲醇装置气化单元采用多元料浆气化工艺，设有 3 台气化炉(两开一备)，装置自 2014 年 6 月原始开车以来，运行平稳，但2017年7月6日至今，气化炉烧嘴压差频繁发生波动且无规律性，严重影响气化装置的稳定运行。为此，对可能影响烧嘴压差的因素——烧嘴质量、高压煤浆泵运行状况、煤浆质量、原料煤煤质等逐一进行分析与排查；并结合实际生产情况重点对原料煤煤质波动（灰分高、灰熔点高）对烧嘴压差的影响进行分析与探讨，最终得出气化炉烧嘴压差波动主要是原料煤灰分高所致；分析烧嘴压差波动对有效气产量及成分、灰水水质、烧嘴使用寿命、碳利用率的影响，并提出相应的调控措施。
［关键词］多元料浆气化炉；烧嘴压差波动；原因分析；原料煤煤质；灰分高；工况影响；调控措施
［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2020）02-0023-04
1 概 述
陕西延长中煤榆林能源化工有限公司（简称榆林能化）1 800 kt/a甲醇项目中，600 kt/a 煤制甲醇装置气化单元采用多元料浆气化工艺，设有 3 台气化炉 ( 简称 A 炉、B 炉、C 炉，两开一备)，气化压力 6.5 MPa，设计原料煤处理能力 3 240 t/d，自 2014 年 6 月原始开车以来，系统运行平稳。但2017年7月6日09:00，A炉烧嘴压差（PDIA005A）开始波动，10:01烧嘴压差从0.38 MPa波动至0.15 MPa并持续降低，10:15瞬间又波动至0.35 MPa，烧嘴压差忽高忽低；有效气产量从215 000 m3/h降至199 500 m3/h，调整中心氧和负荷后，烧嘴压差无任何稳定的迹象；现场检查确认高压煤浆泵运行正常，无任何异响，其进口压力和3个缸运行正常，中控DCS也显示高压煤浆泵出口流量稳定；烧嘴压差降低期间，高压煤浆泵出口压力（PT041）从6.4 MPa降至6.2 MPa，高压煤浆泵出口压力降低的时候A系列入炉氧气压力（PT058）显示为7.8 MPa，无明显变化，氧气流量（FT007）由41 860 m3/h升至42 686 m3/h，氧煤比从478 kg/kg波动至485 kg/kg，有效气量也持续波动。10:32上报调度后A炉开始减量，11:00 A炉减至50%负荷运行，减量过程中烧嘴压差一直处于负值，最终被迫停车。停车后检查发现高压煤浆泵及烧嘴没有任何问题。
2017年11月9日15:00，C炉（运行第12 d）烧嘴压差发生频繁波动现象，无规律性，最大波谷有负值现象，烧嘴压差波动期间高压煤浆泵出口压力及高压煤浆泵电流同步波动，粗煤气成分和有效气产量也波动频繁。
对于气流床气化炉来说，烧嘴运行状况的好坏是决定气化炉长周期运行的关键因素之一，而烧嘴运行状况的好坏主要是通过烧嘴压差来进行判断的。因此，烧嘴压差波动对于气化炉的运行来说影响较大。以下结合榆林能化的实际生产情况，分析与探究烧嘴压差波动的原因及其对系统工况的影响，并提出相应的调控措施。
2 烧嘴压差波动的现象
烧嘴压差能够最直观地反映烧嘴的运行状况，包括烧嘴的磨损量、雾化效果及炉内火焰情况等。榆林能化气化装置自运行以来，气化炉运行时间不长即出现过数次烧嘴压差无规律波动现象，具体表现如下。
（1）烧嘴压差波动期间，气化炉运行不稳定，烧嘴有响声和振动，可能出现烧嘴头部高温烧蚀的情况；气化炉内燃烧情况发生变化，气化炉压力会有小幅的波动，但气化炉压力波动滞后于烧嘴压差波动；烧嘴压差降低，高压煤浆泵出口压力下降，氧气流量会升高，气化炉热负荷升高，气化炉液位相较于正常状态会降低;反之，气化炉液位会升高。
（2）烧嘴压差波动期间，煤浆流量稳定，高压煤浆泵单向阀无异常，高压煤浆泵入口压力稳定；煤浆雾化效果变差，有效气产量波动大（表现为产气量降低）；渣口压差变化较大，锁斗温度偏高，捞渣机电流偏高，捞渣机运行负荷增大；灰水水质也会产生变化。
（3）烧嘴压差降低时，氧气流量瞬间增大，氧煤比增大，气化炉操作温度会快速升高；反之，烧嘴压差升高时，氧气流量瞬间降低，氧煤比减小，粗煤气中各气体组分的含量会随烧嘴压差的波动而发生变化。
（4）烧嘴压差降低时，煤浆管道压力下降，且下降趋势与烧嘴压差降低时间吻合；高压煤浆泵电流波动趋势与其出口压力波动趋势同步。
3 烧嘴压差波动的可能原因分析
3.1 烧嘴质量
从上述案例中可以看到，烧嘴压差波动没有规律性：有的烧嘴使用几天就出现波动，压差忽高忽低，有的烧嘴则是运行一段时间后出现压差波动现象；烧嘴压差能波动下来（降低）又能波动上去（升高）。这就表明烧嘴压差波动不是烧嘴质量方面的问题，因为烧嘴磨损后是没有自动修复功能的。
3.2 高压煤浆泵运行状况
烧嘴压差波动期间，检查发现高压煤浆泵入口压力正常，3个缸的打量（FT001、FT002、FT006）和缸的进出口温度正常，泵出口缓冲罐压力正常，高压煤浆泵出口流量较为稳定，只是高压煤浆泵出口压力与高压煤浆泵电流随着烧嘴压差的波动而波动，步调一致。
3.3 煤浆质量和原料煤煤质
更多内容详见《中氮肥》2020年第2期