梁丽丽，侯雷雷，关文举，刘宇杰
（河南晋控天庆煤化工有限责任公司，河南 沁阳454592）
［摘 要］河南晋控天庆煤化工有限责任公司的气化装置采用碎煤加压气化工艺，随着煤炭采购价格的节节攀升，为降低生产成本，晋控天庆气化装置所用的原料煤品种逐渐增多，多来源煤种给煤炭运输、转运、储存、上煤等带来严峻的挑战，同时原料煤煤质的不稳定也给气化炉的连续稳定运行带来很大的压力。为降低煤耗，晋控天庆在对入厂煤质量、原料煤的固定碳含量和水分，入炉煤的掺配比例、灰熔点、粒度、挥发分，以及气化过程中的汽氧比、灰渣残炭等影响碎煤加压气化工艺煤耗的因素进行分析的基础上，采取了相应的优化措施。各优化措施落实后，气化装置的煤耗明显降低，产品生产成本得到有效控制，使企业有了较强的盈利能力，从而形成了良性发展的局面。
［关键词］4.0 MPa碎煤加压气化工艺；鲁奇炉；多来源煤种；煤耗；影响因素；优化措施
［中图分类号］TQ544 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）01-0008-04
0 引 言
原料煤的成本（包括原料煤的采购成本、存储成本和使用成本）一般会占到煤基合成氨装置生产成本的50%～60%，煤化工企业长期以来都在围绕如何降低煤耗和提高产品产量这一主题进行研究和优化改进，低库存、低生产成本成为当今煤化工企业生产管理追求的目标，具体而言，通过精细化的生产管理，降低煤炭的采购成本、存储成本和使用成本，提高气化炉的单炉发气量和在线率，成为保证煤化工企业生存并实现盈利的必由之路，而尽最大可能降低气化炉的煤耗是重要的手段。以下对河南晋控天庆煤化工有限责任公司（简称晋控天庆）4.0 MPa碎煤加压鲁奇炉多种煤混烧或配烧的操作方案及运行经验进行总结，以期为业内保证生产负荷和降低煤耗等方面提供一些参考与借鉴。
1 碎煤加压气化装置概况
晋控天庆是晋能控股装备制造集团有限责任公司（简称晋能控股集团）的下属控股子公司，是一家以洁净能源和化肥化工产品为主的大型现代新型煤化工企业，主营煤制燃气、合成氨、尿素等化肥化工产品的生产和销售。
晋控天庆气化装置采用碎煤加压逆流接触连续气化、固态排渣工艺，属于移动床加压气化工艺，碎煤加压气化炉——鲁奇炉属移动床加压气化炉的典型代表，鲁奇炉操作压力为4.0 MPa。生产中，粒度为13～50 mm（＞90%）的块煤进入气化炉，与一定比例的蒸汽、氧气混合燃烧，产生粗煤气，粗煤气经洗涤冷却器冷却降温以及低压废锅回收热量后送至变换系统，用于生产合成氨、尿素、煤制天然气、LNG等产品。
晋控天庆气化装置现有6台鲁奇炉（1#～6#炉）和1台在鲁奇炉基础上升级改造而成的JM-S炉（7#炉），其中JM-S炉是晋能控股集团牵头与赛鼎工程有限公司合作研发的新型气化炉。1#～6#鲁奇炉自2015年投料试车以来一直运行稳定。2020年11月晋控天庆新上（建成投运）1台JM-S炉（7#炉），其炉体在第四代鲁奇炉基础上加高1.5 m，JM-S炉出口新增旋风分离器及中压废锅回收粗煤气热量，粗煤气再经冷却降温以及低压废锅回收热量后送至变换冷却系统；相较于第四代鲁奇炉，JM-S炉产气量明显增加，且可副产5.0 MPa的中压蒸汽约10 t/h，余热回收利用率大幅提高，具有单炉发气量大、运行稳定、消耗低的优点，具有明显的竞争优势，现JM-S炉运行状况良好。
2019—2020年，晋控天庆创造了4台气化炉单炉氧负荷10 000 m3/h连续运行1周以及5台气化炉连续运行周期在150 d以上的运行纪录。但随着煤炭采购价格的节节攀升，为降低生产成本，晋控天庆气化装置所用原料煤品种也逐渐增多——大矿和地方小矿产煤混合使用，最多的时候达10多种原料煤，正常生产时也有3～4种原料煤；多来源煤种给煤炭的运输、转运、储存、上煤等带来严峻的挑战，同时原料煤煤质的不稳定也给气化炉的连续稳定运行带来很大的压力，影响企业的经济效益。因此，降低碎煤加压气化装置的煤耗成为晋控天庆2021年生产运行管理的重中之重。
2 降低碎煤加压气化装置煤耗的优化措施
2.1 入厂煤质量的影响及优化
对于入厂煤的检验，因人工采样存在大量死角，不能对煤样采集进行全覆盖，管控存在漏洞，易导致入厂煤质量不稳定，经常出现多批次大量不合格煤进厂的情况。为此，晋控天庆采用先进的自动取样机与人工抽检相结合的方式进行入厂煤质量管控，对入厂的每一车煤先用自动取样机取样，分析人员再对每批次煤随机抽检，发现不合格立刻加样，并对不合格煤进行扣吨月底补煤的方式进行处理，以有效提高入厂煤的合格率；同时，晋控天庆每天还对入厂煤煤质分析数据进行实时分享，让操作人员实时掌握第一手资料，为气化炉的操作调整提供数据支持。通过采取一系列的保障措施和精心筛选，目前晋控天庆气化装置采用以晋能控股集团下属寺河二号井煤炭为主、配烧其他煤种为辅的煤炭供应策略，全年入炉煤固定碳含量合格率达97%，为气化炉的稳定运行奠定了基础。
2.2 入炉煤掺配比例的影响及优化
入炉煤掺配比例不合适，气化炉高负荷运行时易造成床层烧穿、沟流，严重时会局部形成结焦，影响气化炉的负荷与长周期运行。为杜绝因气化炉结焦导致的停车，提高气化炉的在线率，晋控天庆分析人员每班都要对进入煤仓前的煤进行取样分析，气化车间则要派专人每天对入炉煤的掺配比例进行现场确认，并在原料煤进入皮带前随机抽检，保证入炉煤的掺烧比例和固定碳含量合格，尽可能减少入炉煤掺烧比例不合格对气化炉稳定运行的影响。
2.3 原料煤固定碳含量的影响及优化
更多内容详见《中氮肥》2022年第1期