煤气化炉运行存在问题及优化措施赵学圣作者简介：赵学圣，男，汉族，内蒙古伊东集团九鼎化工有限责任公司车间副主任，中级工程师，本科。研究方向：煤气化和气体净化。E-maile 675260104。摘要：关键词：气化炉、下降管、洗涤塔塔盘、离合器、磨机引言煤气化技术最早起源于国外，但国外工程化大规模应用极少1-4 内蒙古伊东集团九鼎化工有限责任公司采用多元料浆加压气化技术。料浆制备系统两套，磨机两台全开，磨机出口槽两个。单台磨机设计负荷为整套系统负荷的5575%考虑。气化及气体洗涤系统二套不备。气化炉为 2.8m/2.8m 的激冷式气化炉，炉膛容积约为 14.3m3； 灰水处理系统设置高温热水器及真空闪蒸单元一套，灰水沉降澄清一套、灰水槽一个，脱气系统一套，真空过滤系统一开一备共两套。 本文旨在分析这些问题产生的原因，并通过改造措施优化设备性能、流程，确保生产的安全与高效。一、煤气化炉系统运行中存在问题气化炉下降管与上升管环隙积灰分析。气化炉作为煤气化过程的核心设备，其内部结构的合理性直接关系到气化效率与产品质量。在长期运行过程中，由于煤质差异、操作条件波动等因素，气化炉下降管与上升管环隙处常常出现积灰现象。这些积灰不仅影响了气化炉的热效率，还可能导致炉内压力波动，甚至引发安全事故。由于气化炉上升管结构不合理，导致粗合成气短路不经过上升管直接通过合成气出口管线进入洗涤塔，下降管与上升管环隙气体流速慢，使下降管与上升管环隙产生积灰。1. 洗涤塔塔盘带灰问题及其影响。洗涤塔作为煤气化过程中的气体净化设备，负责净化煤气中的粉尘和有害物质。然而，在实际运行中，洗涤塔塔盘常常出现带灰现象，导致变换炉压差增大，严重影响了生产过程的稳定性和产品质量。通过检查发现，塔盘积灰是导致这一问题的主要原因。在使用期间，变换炉压差为：（0.10.15Mpa），通过检查发现是因为洗涤塔塔盘积灰较为严重带灰导致变换炉压差持续上涨。2. 文丘里冲刷问题分析。气化工段文丘里弯头经常性出现冲刷减薄的问题（减薄位置后附），对生产系统的长期安全运行带来极为不利的影响。现就周边公司的文丘里相关数据和运行情况进行对比后（后附）发现，与其他公司的文丘里数据对比发现，我公司的文丘里弯头尺寸最小，而喷水管尺寸却最大，这个明显的参数差异，极有可能是造成文丘里冲刷减薄的关键，经过与周边厂家对比及设计院沟通，认为此处喷水管较粗造成弯头横截面减少节流，最终造成冲刷减薄。3. 磨煤机轴瓦冷却水结垢影响。磨机作为气化工序不可或缺的重要设备，它承担了系统能否长周期运行的使命，因为长周期不间断运行或者间断运行时摩擦产生的热量需要及时释放，不然热量聚集会导致轴瓦烧坏，更换部件产生大量的费用支出，而且因磨机轴瓦损坏后磨机不能正常运行从而使系统减量甚至停车。原先磨机轴瓦冷却水采用循环水降温，因循环水易结垢堵塞管道致使过磨机轴瓦受热损坏。4. 磨煤机离合器气源影响。磨煤机气动离合器在运行过程中，多次出现因空压机故障气源压力不足不能启动磨煤机致使系统减负荷生产。5. 过滤机滤布冲洗水改造分析因污水外排费用大，为响应公司号召，做好我车间的节能减排工作。二、优化措施针对上述问题，本文提出以下优化措施：1. 通过缩短上升管，延长上升管气罩使水煤气能够更充分的引流到上升管中，加快气体流速，使下降管与上升管环隙积灰消除。2. 为改善洗涤塔带灰情况，对洗涤塔内部进行改造。旋流板增加叶片量及调整角度使其气流充分旋转起来，折板除沫器更换，顶部采用水平进气的折流板式除沫器能保证去除全部大于125微米的液滴。并将所去除的液滴用导流管引到塔釜，塔盘的支撑件利旧，出口堰局部改造，采用自清洁功能的出口堰；液封盘局部改造，塔盘更换：下部1层塔盘采用VG固阀塔板，上部2层塔盘采用泡罩塔盘。塔盘厚度选用4mm，塔盘之间采用螺栓对穿的连接方式使整层的塔盘连成一个整体，并且设有工字钢支承梁，可以防止在较大冲击时而不松脱。塔盘采用亮光板，避免灰尘在塔盘上积累，为增强洗涤效果，在第一层塔盘处增加高压灰水作为洗涤水进行粗洗。通过运行观察及改造前后的效果对比。洗涤塔底部的积灰较少，变换压差明显变低。高温热水器底部积灰明显减少。洗涤塔塔盘稳定运行，无带水、液位波动、洗涤塔塔盘压差变大等问题发生。改造后的洗涤塔在运行过程中表现出了良好的稳定性和高效性，为气化炉的稳定运行提供了有力保障。3. 将文丘里弯头管径由原来的168.3mm改为114mm。通过改造后出现冲刷减薄情况明显减少，有效提高了文丘里的使用寿命和生产系统的安全性。4. 为了解决轴瓦冷却通道结垢带来的不确定因素，用脱盐水代替循环水，从而保证磨机稳定运行，脱盐水延缓管道、设备结垢带来的后果。将安装小型离心泵，进口有大容量的水槽作为出水回水的源点，泵出口安装板式换热器（循环水冷却），一开一备运行，设置压力低自启联锁，防止运行泵故障跳车造成轴瓦缺水，从根本上解决了存在的隐患风险。5. 为防止制浆磨机空压机损害造成磨机跳车系统减量事故杜绝因气动离合器供气问题，再次出现减量事故的发生，合理分配空压机供气资源，建立磨机供气网，保障两台磨机稳定运行。从空分引出1.25MPa一路DN20管线至制浆厂房，在此管线上安装1台减压阀，减压至0.85MPa后并联到磨机空压机出口管线，作为磨机气动离合器主气源使用，现有空压机数量为2台，单台磨机对应1台空压机，改造后为2台空压机可以对任意1台磨机共用，平时为单台磨机对应1台空压机作为备机，当一台空压机出现故障后，通过阀门切换使另一台空压机转换为1带2使用。空压机作为备机使用，当仪表空气压力低于空压机启动压力时，空压机自启保证磨机正常使用不跳车。6. 将我车间的滤布冲洗水由原来的新鲜水改为现场蓄水池内的低压灰水。流程为：低压灰水从灰水槽新增排水口排入现场蓄水池，经蓄水池沉淀降温后，用泵送至过滤机做滤布冲洗水，最终回到灰水系统。之所以对灰水降温沉淀，主要目的是减缓滤布冲洗水管道结垢，延长滤布的使用寿命。三、结束语综上所述，针对煤气化炉运行过程中存在的问题，我们提出了一系列优化措施，并对相关设备进行了改造。这些优化措施和改造不仅提高了煤气化炉的运行效率和稳定性，还降低了生产成本和环境污染。未来，我们将继续关注煤气化炉技术的发展趋势，不断优化设备结构和运行参数，为实现绿色、高效、安全的化工生产贡献力量。