GE气化炉激冷环挡水板损坏的原因分析及预防措施

GE气化炉激冷环挡水板损坏的原因分析及预防措施
摘要：本文详细阐述了水煤浆煤气化技术中激冷环的作用，针对在运行过程中
出现激冷环未达到使用周期就损坏问题进行了原因分析，同时也提出了改进措施，对生产运行单位延长气化炉激冷环使用周期，降低气化炉检修工作具有指导意义。

关键词：煤气化，水煤浆，激冷环，挡水板，下降管，耐火砖，渣口砖；
0 引言
水煤浆加压气化技术是被广泛推广并得到了成熟应用的煤气化技术之一，运
行压力高、生产稳定、安全性高等特点得到了广大用户的认可。

中煤陕西榆林能
源化工有限公司60万吨煤制烯烃项目，采用了先进成熟的GE水煤浆加压气化技术，7台气化炉自2014年6月陆续投料开车，项目创造当年调试、当年达到设计产量、当年见效益的良好业绩。

随着生产的持续运行，气化炉激冷环出现了不到
设计使用周期，设计使用两年的激冷环，实际使用个别炉不到一年就出现了损坏
穿孔现象，增加了检修工作量，同时也影响了整个系统的安全稳定运行，成为了
高负荷稳定生产的制约因素。

水煤浆气化炉激冷环是气化炉的关键部件，如果损
坏需更换激冷环，需要移开破渣机、吊装下降管，检修难度大、周期长，严重影
响气化炉运行周期。

针对激冷环出现提前损坏的情况，从备件质量、工艺操作、
检修管控方面分析原因，提出改进措施，延长激冷环的使用寿命。

1 激冷环损坏的主要原因分析
激冷环材质一般为镍质合金双相钢，材质耐腐蚀性好且硬度较高，一般情况
备件质量本身没有太大问题。

实地查看损坏的激冷环寻找原因，分清因冲刷还是
因烧蚀引起的损坏，大多数情况也是会同时存在两种因素导致激冷环损坏。

烧蚀
一般是激冷水量不足或是激冷环喷水口堵塞造成那个位置超温引起；冲刷一般是
激冷水质量和流量出现了很大偏差，水里细渣太多，水流量太大导致。

1.1 分析冲刷引起损坏的原因
（1）气化炉温度控制过低，导致煤炭反应不完全，水质细灰含量升高，增大了堵渣的风险，同时也增加了激冷水对激冷环的冲刷。

（2）因大黑水流量低或小黑水流量低会引起系统水中固体颗粒的累积升高，水质变差，增大了激冷水对激冷环的冲刷。

（3）激冷水实际流量与设计值偏差过大，设计气化炉满负荷时激冷水流量为372m3/h，生产中为了保证气化炉内部水质，操作上常采取加大补水和排水量来
改善水质，需要提高激冷水流量，如果控制不当，激冷水流量过大，就会增加对
激冷环的冲刷。

1.2分析烧蚀引起损坏的原因
（1）气化炉温度控制过高，设计温度控制一般不超1350℃，操作温度过高
会加剧对激冷环和耐火砖的烧蚀，影响使用寿命。

（2）气化炉中心氧比例过高，气化炉高温区下移，对渣口砖和激冷环的烧蚀和冲刷加剧。

（3）气化负荷过高，过量渣和粗煤气对激冷环和下降管都有巨大的冲刷。

（4）气化炉渣口砖更换不及时，一般渣口砖使用寿命为4000h，到期或略有
提前就需要更换渣口砖，如果不及时更换，个别炉甚至使用到6000h，渣口砖冲
刷严重，失去了渣口砖对激冷环的保护作用。

2 改进优化措施
（1）根据原料煤的灰熔点和粘温特性曲线，合理控制好气化炉温度比灰熔点T4温度高50至100℃。

如果粘温特性区间较窄，温度应适当靠上限控制，否则容易引起渣口压差升高堵渣，但是如果温度需要控制超过了1350℃就需要考虑更换煤种。

（2）控制气化炉大、小黑水排放量达到设计值，可以稍微增加排放量，保证系统运行水质。

（3）控制激冷水流量，设计值372m3/h，实际可以适当增加流量，一般建议不超450m3/h。

（4）合理控制中心氧比例，一般控制不超过15%，每次检修期间可以观察炉砖损坏情况，如果渣口砖损坏不是很严重，或者筒体砖靠上部位烧蚀严重，可适当提高中心氧比例。

（5）严格控制气化炉负荷不超设计值，一般设计负荷煤浆量不超85m3/h，但是如果煤浆浓度或原煤热值高于设计值，要看单炉有效气产量，不能高于设计值10.5万Nm3/h。

3 检修管控方面
（1）控制气化炉渣口砖的到期及时更换，尽量不要超期服役，到4000h就要更换渣口砖，超期使用最好不要超过4500h，否则渣口砖会损坏严重，失去对激冷环的保护作业。

（2）渣口砖耿换完成要检查验收，做好质量管控是提高渣口砖使用寿命的关键。

（3）气化炉检修期间，要重点对激冷环、激冷水过滤器清洗，并做好检查验收，确保清洗效果，能够有效保证运行期间激冷水的分布效果。

参考文献：
[1]倪龙宇.德士古气化炉下降管的损坏原因及预防[J].辽宁化工，2011,40（11）：1191-1193
[2]崔世玉、孙卫民. 煤气化工艺及设备[M].化学工业出版社，2015-09-01：9787122245939。