刘威，莫小平，杨建云
（宁夏和宁化学有限公司，宁夏 灵武 750411）
［摘 要］宁夏和宁化学有限公司气化装置采用西北化工研究院多元料浆气化工艺（激冷流程），激冷水通过激冷环在下降管形成水膜覆盖而起着对粗煤气降温、洗涤并将部分水蒸发到工艺气中的作用，实际运行过程中，液态熔渣在下降管中的温度变化及其带来的一系列影响很容易造成下降管损坏（烧穿、破裂等），分析与探讨下降管破裂的原因并采取有效的应对措施非常有必要。以宁夏和宁2023年4月发生的一起气化炉下降管破裂事件为例，结合当期气化炉的运行状况及相关工艺数据，从原料煤、气化炉操作温度（O/C）、激冷水运行、下降管检修等方面分析下降管破裂的原因，并提出有针对性的应对/调整措施。
［关键词］多元料浆气化炉；下降管破裂；原因分析；原料煤；气化炉操作温度；激冷水运行；下降管检修；应对措施
［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）06-0007-03
0 引 言
宁夏和宁化学有限公司（简称宁夏和宁）主生产装置产能为440 kt/a合成氨（原设计产能为400 kt/a合成氨，2022年氨合成塔技改后氨产量增至440 kt/a）、700 kt/a尿素、200 kt/a甲醇，其气化装置采用西北化工研究院的多元料浆气化工艺（激冷流程），设置3台多元料浆气化炉（两开一备），单炉投煤量1 500 t/d，操作压力6.5 MPa、操作温度1 250～1 300 ℃。生产中，多元料浆经高压料浆泵送入外混式三流道工艺烧嘴，料浆走中间环隙、氧气走中心及外环隙进入气化炉反应生成粗煤气，气化原料中未转化组分和部分灰形成的液态熔渣、细灰颗粒及粗煤气通过下降管一起并流入气化炉下部激冷室，通过下降管并流的过程中，在激冷水的作用下粗煤气及液态熔渣温度由约l 300 ℃降至250 ℃，液态熔渣在下降管中的温度变化及其带来的一系列影响很容易造成下降管损坏（烧穿、破裂等），严重影响气化炉的安全、稳定、长周期运行。以下结合宁夏和宁2023年4月的实际生产情况，就下降管破裂的原因进行分析，并就采取的应对/调整措施作一总结。
1 问题描述
2023年4月，宁夏和宁在未调整气化炉负荷和后系统压力的情况下，一台气化炉压力出现0.15 MPa左右的波动，压力高时超出气化炉设计压力0.1 MPa，且气化炉托砖板温度4个点（01TI1/2/3/4-2019）出现缓慢上涨情况，其中，01TI1/2-2019最高涨至277 ℃、01TI3/4-2019最高涨至290 ℃；将该台气化炉负荷由71 m3/h（煤浆流量，下同）调整至66 m3/h后，托砖板温度逐渐稳定，但稳定2 h后托砖板温度再次出现整体上涨情况，其中，01TI4-2019上涨明显并伴有上下13 ℃的波动，且在波动过程中01TI4-2019由277.6 ℃突涨至390 ℃，气化炉紧急停车。停车降温置换后进入气化炉检查，激冷半环以下500 mm 左右下降管西北方向和东南方向均破裂而呈不规则孔洞，其中，西北方向孔洞尺寸为1 000 mm×650 mm、东南方向孔洞尺寸为300 mm×300 mm。
2 下降管破裂过程推断及其影响
由气化炉渣口向下降管流动的液态熔渣，在温度变化的过程中其粘度产生变化，液态熔渣粘附在下降管内壁造成下降管结焦（部分）堵塞，下降管结焦堵塞后熔渣流通通道发生变化，继而造成气化炉压力波动，气体流动不畅而致气化炉压力升高——实际生产情况显示本次气化炉停车前气化炉压力多次升至6.6 MPa，下降管承压加大，进而造成下降管多处撕裂；下降管破裂后，大量高温高压气体未经水浴直接从撕裂处窜至托砖板处，导致气化炉托砖板温度（01TI4-2019）由277.6 ℃突涨至390 ℃。下降管是与激冷环连接的组件，激冷水通过激冷环在下降管形成水膜覆盖，下降管水膜起着对粗煤气降温、洗涤并将部分水蒸发到工艺气中等作用，下降管的运行状况对气化炉的安全、稳定、长周期运行有着重要影响，因此，分析与探讨下降管破裂的原因并采取有效的应对措施非常有必要。
更多内容详见《中氮肥》2023年第6期