山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴对置水煤浆气化炉运行阶段小结
影响煤浆气化运行若干因素分析李振
影响煤浆气化运行若干因素分析李振发布时间：2023-07-03T09:36:17.156Z 来源：《中国科技信息》2023年8期作者：李振[导读] 总结了华鲁恒升煤浆气化稳定运行的问题，进行了分析和总结，并提出了相应的解决办法和防范措施。
山东华鲁恒升化工股份有限公司 253000摘要：总结了华鲁恒升煤浆气化稳定运行的问题，进行了分析和总结，并提出了相应的解决办法和防范措施。
关键词：影响煤浆气化，因素分析1.概述山东华鲁恒升化工股份有限公司（以下简称华鲁恒升）气化车间现有包括一期和二期两套气化装置，现在正在建设3台多喷嘴气化炉，共有八台气化炉，其中A、B、C、D炉体直径为φ2800 mm，生产负荷40m³/h左右,E炉直径为φ3200 mm，生产负荷60m³/h左右，新建气化炉直径为3880mm，为对置式四喷嘴气化炉，生产负荷120m³/h左右。
针对现运行气化炉运行中出现的问题及影响气化稳定运行的因素做一下分析并做了相应的解决措施。
2.气化运行问题探讨2.1.耐火砖的影响气化炉耐火砖的筑炉质量影响气化的正常运行，筑炉后的烘炉过程也是影响气化稳定运行的重要因素之一，在烘炉方面很是严格要求，严格按照耐火砖厂家提供的烘炉曲线升温，同时坚持调温原则：升温：先加大吸引气量，后加燃料气量；降温：先减燃料气量，后减吸引气量。
升温期间应注意事项:(1)在整个升温期间，工艺气出口温度不允许超过252℃，必要时加大烘炉水量，但注意气化炉液位在下降管下沿以下，防止液位高，引起回火烧坏仪表阀门等。
（2）一旦熄火，应关掉燃料气吊出烧嘴，抽负5分钟，重新点火，并以小于50℃升至熄火前温度，然后按升温曲线升温；（3）注意渣口压差；（4）600℃启动破渣机，并投用EW；（5）800℃时更换工艺烧嘴，同时通N1保护；（6）看火时要戴防护面罩，注意个人防护。
在整个升温期间严格注意事项防止发生安全事故及炉温变化过快引起耐火砖产生裂纹和破裂，造成事故。
四喷嘴气化工艺技术优化总结
四喷嘴气化工艺技术优化总结2015.5富煤少气贫油的基本国情决定了煤化工在我国发展的主体地位。
发展高效、清洁、环保、节能的产业链是现在和将来对煤化工的必然要求。
气流床气化工艺由于适应煤种广、工作压力高、碳转化率高、气化强度大、废水排量少和环保效果好的特点，在我国得到了迅速发展。
目前引进的国外技术有GE(原德士古Texaco)水煤浆气化、壳牌(Shell)粉煤气化等，专利费昂贵。
国内的技术有多喷嘴对置式水煤浆气化工艺、航天炉干粉煤气化工艺和清华炉水煤浆气化工艺，其中多喷嘴对置式水煤浆气化工艺是由华东理工大学和国家水煤浆技术研究中心共同研发，并具有我国完全知识产权的气化技术。
自2004年12月首套四喷嘴气化炉投入工业应用以来，经过研发人员及应用单位技术人员不断攻关、改进，技术水平不断提升，装置运行稳定。
与同类技术相比，该技术显示出了突出的技术优势，目前设计、在建和投入运行的气化炉总数达95台，已有29台气化炉投入工业运行，各项指标均达到当前大型煤气化技术的国际领先水平。
1四喷嘴气化炉核心技术介绍（1）本工艺采用预膜式工艺烧嘴。
预膜式烧嘴采用氧气与水煤浆同时离开喷嘴，运用内、外侧高速氧气的扰动实现水煤浆的雾化和水煤浆与氧气的充分混合。
与预混式喷嘴相比，喷嘴内部没有预混腔，大大降低了煤浆通道的出口速度，减少了煤浆通道的磨损，对延长喷嘴寿命有利。
此外，预膜式喷嘴的氧气压力损失大大降低，雾化滴径(SMD)约降低10%。
这是因为预膜式喷嘴水煤浆膜初始厚度降低，更易于雾化，浆滴离开烧嘴后发生二次震荡破碎形成更小的浆滴，雾化效果好，碳转化率高，气化效率高。
具有良好雾化效果的的烧嘴对延长自身寿命和耐火砖寿命十分有利。
目前预膜式工艺烧嘴的使用寿命最长可以达到150d。
（2）四个工艺烧嘴呈90°水平对置分布，物料出烧嘴后形成撞击流，强化了雾化效果，提高了气化效率，减小了炉膛上下温差，大大降低了气化炉过氧的几率，投运企业碳转化率可达99%。
四喷嘴水煤浆气化技术在我公司的应用小结
Clean Coal and Energy 清洁煤与能源, 2014, 2, 44-48Published Online December 2014 in Hans. /journal/cce/10.12677/cce.2014.24008A Summarization of Application ofFour-Nozzle Coal Water SlurryGasification TechnologyZheng LiuLinggu Chemical CO., LTD., YixingEmail: dongge117@Received: Sep. 17th, 2014; revised: Sep. 30th, 2014; accepted: Oct. 18th, 2014Copyright © 2014 by author and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractDuring the period from preparation to operation up to now of the four-nozzle coal water slurry gasification installation project, we have accumulated rich operating experience. The type of coal, pulping system, firebrick and nozzle are key factors determining the installation operation. This paper focuses on the configuration situation and operation situation of the gasification installa-tion, knowledge of gasification, and the problems and handling methods of them.KeywordsFour-Nozzle, Coal Water Slurry, Gasification四喷嘴水煤浆气化技术在我公司的应用小结刘政灵谷化工有限公司，宜兴Email: dongge117@收稿日期：2014年9月17日；修回日期：2014年9月30日；录用日期：2014年10月18日摘要从四喷嘴水煤浆气化装置项目筹建到运行至今，我公司积累了丰富的运行经验：煤种、制浆系统、耐火四喷嘴水煤浆气化技术在我公司的应用小结砖、烧嘴都是决定装置运行优劣的关键。
浅谈四喷嘴气化炉装置运行中出现的问题及解决办法
浅谈四喷嘴气化炉装置运行中出现的问题及解决办法发布时间：2021-07-06T11:22:01.877Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者：梁国忠1 孙旭明2 [导读] 摘要：分析气化炉运行中出现的问题，并提出解决问题方方法。
大连恒力石化集团辽宁大连 116318 摘要：分析气化炉运行中出现的问题，并提出解决问题方方法。
关键词：烧嘴压差；烧嘴；激冷环、下降管；角阀磨损。
一、煤制氢及气化装置概况恒力石化（大连）炼化有限公司介绍：恒力2000万吨/年炼化一体化项目位于辽宁省大连市长兴岛临港工业园区，是国家对民营企业开放的第一个重大民营炼化项目，也是新一轮东北振兴的战略项目。
为了满足重油加氢的需求，需建设最大能力为100万Nm3/h有效气的煤制氢装置，以港口来的原煤为原料，生产氢气，并制备一部分本项目所需的甲醇、醋酸等产品。
煤制氢煤气化装置技术采用国内自主知识产权对置式水煤浆加压气化技术，装置建设六套四喷嘴水煤浆加压气化炉,气化炉直径3.88米 ,5开1备模式运行。
气化炉操作压力6.5MPa，气化炉单炉投煤量3000吨/天（干基），单炉具备20万Nm3/h有效气的生产能力。
项目于2017年4月开工建设，2018年12月投料开车，2019年3月24日打通生产全流程，5月17日全面投产。
二、气化工艺原理及流程简述气化流程简述水煤浆气化气化工序配置6个系列，5开1备，分别布置在两个框架内。
空分装置来的纯氧经氧气流量调节阀、氧气切断阀进入工艺烧嘴。
氧气流量进行温度和压力补偿。
水煤浆经两台煤浆给料泵42121P102ABCD-602ABC加压送入气化炉42122R101-601气化室，在炉内与氧气（纯度≥99.6%）发生剧烈的气化反应，生成以CO、CO2、H2为主要成分的水煤气。
出气化室水煤气和溶渣，经过洗涤水分布环，由洗涤冷却管引入气化炉洗涤冷却室的水浴中。
大部分的灰渣冷却固化后，落入洗涤冷却室底部。
四喷嘴气化装置运行总结
煤 炭加 工 与综 合利 用
２ ０ １ ４年 第 １ ２期
造 成煤 浆 管 线超 压 ；泄 压 时又 会造 成 煤浆 管 线 压 力 的瞬 间降低 。
１ ． ２ 解 决措 施
Ｃ ａ Ｃ Ｏ， 溶解 于水 中；水温 降低时 Ｃ ａ Ｃ Ｏ 解 析 成
晶核 并 不 断增 大 ， 附着在 管 道和 设备 内壁 形 成 结
（ １ ）为避 免煤 浆循环管线压力调节 阀开度 过小 致使 高压 煤浆泵 出 口管线憋压一超 压，严禁高压 下
带压连投 。带压联 投时，系统压 力控制在 ４ ． ０ ＭＰ ａ ， 高压煤 浆 泵 出 口压 力 只需提 至 ４ ． ８ ＭＰ ａ 。此 时 调节 阀 阀位 较 大 ，憋 压过 程 中不容 易 出现 煤浆 管 线 超
７ ． ５ ＭＰ ａ降为 ５ ． ０ ＭＰ ａ ，避 免煤浆 泵 出 口管 线压 力
波动 损坏 蘑 菇 阀。 现 阶 段 已基 本 杜 绝 了软 管 出 口侧 损 坏 的 现
象 ，满足 了系统长 周 期稳 定运 行 的需要 。
２ 锁斗 系统 阀 门内漏 频繁
以ｐ Ｈ、 浊 度 、 碱 度 、钙 离 子 浓 度 指 标 为 主 ， 因 为这 些指 标与 灰 、黑水 结垢 的程 度有 直接 关系 ［ ２ ］ 。 预 防结 垢 最 重要 的环节 是 药 剂 的添 加 。药 剂
渣 的工 艺 水 ，在 高压 差 下 以高流 速通 过 未全 开 的
阀芯 ，造成 了磨 损成 倍 增加 。
改进 措施 ：当锁 渣 阀内漏不保压 时，及 时更换； 操作 中禁止在气化炉压力高于锁 斗压力 Ｏ ＿ ３ ＭＰ ａ的工
况下打开 锁斗进 口阀。
所 以 ，应 尽 可 能保 障 系统 絮凝 剂添 加 量达 到 最 佳
四喷嘴气化技术推广情况及优势总结
09 年投产
3
1500
甲醇+CO 09 年投产
3
2000
二甲醚
10 年投产
3
1200
甲醇 CO H2 10 年投产
3
1500
甲醇
预计 2011 年投产
2
2000 甲醇 二甲醚
在建
预计 2011
3
1500 甲醇 合成氨
年投产
2
2000
合成气
在建
3
1500
甲醇
在建
3
2500
甲醇
在建
6
2000 甲醇 二甲醚 设计中
目前，该技术良好的工业应用效果已得到业内的一致认可，在国内外得到广 泛推广，建设规模也不断扩大，截止到 2011 年 5 月，该技术已在国内外推广应 用 24 家，75 台(套)气化炉，其中：
投入运行的装置有 8 家，共 19 台(套)气化炉； 已进行建设的装置有 6 家，共 16 台(套)气化炉； 正在设计的装置有 10 家，共 40 台(套)气化炉； 气化炉操作压力有 4.0MPa 和 6.5MPa； 单台气化炉处理原料煤的能力不断提高，从最初的 750 吨/天提高到 2500 吨/天。 下表为该技术推广应用情况汇总：
四喷嘴水煤浆气化炉结渣及其预防措施
四喷嘴水煤浆气化炉结渣及其预防措施摘要：四喷嘴虽然气化炉虽然具有许多优秀的技术条件，但四喷嘴煤水煤浆气化炉结渣严重，气化炉激冷壁上粘渣垢的清洗是很困难的。
气化炉结渣现象与粉煤灰中的矿物密切相关。
本文就此展开了探讨。
关键词：四喷嘴；水煤浆；气化炉；结渣；预防前言据统计，公司全年因堵渣造成单台气化炉切气或停车多次，给公司的运营造成严重影响和带来重大的经济损失。
虽然公司（针对不达标的原料煤）采取了截仓处理及提高炉温、降低负荷、不定期倒炉等应对措施，但终因渣堵严重，气化炉无法继续运行，气化装置被迫停车处理。
公司开始认识到气化用煤灰渣粘温特性的重要性，并逐步以原料煤粘温特性为主导因素，严格把控入厂气化用煤质量，并尝试配煤试烧，经过不断摸索、总结，气化炉工况趋于稳定，基本杜绝了堵渣现象，目前公司双炉（3台气化炉，两开一备）双系统（合成氨－尿素系统、甲醇系统）实现了安全、稳定、长周期运行，多喷嘴水煤浆加压气化技术工艺可靠、技术先进的优点得到了体现。
1多喷嘴对置式水煤浆气化炉结渣的分类（1）气化炉激冷室堵渣主要是由于激冷后的大块炉渣不能顺利进入锁斗而出现堵渣现象。
在激冷室堵渣后，需在系统停车降温后进入气化炉激冷室进行清渣。
（2）气化炉下降管堵渣主要是指渣在流动过程中粘结在下降管上，致使下降管挂渣，导致合成气偏流或下降管烧穿。
在下降管堵渣后需在系统停车降温后进入气化炉燃烧室进行人工清理；（3）渣口结渣是指渣口变小，渣口压差变大，使燃烧室的灰渣无法顺利排出，从而影响炉膛压力、炉壁超温以及合成气的产出。
（4）挂渣主要包括熔渣、飞灰渣、水、合成气以一种胶融状态逐渐附着到下降管内壁、气化炉炉壁之间形成挂渣而堵塞气体通道，影响气化炉的液位。
发生气化炉下降管内壁挂渣、下降管外挂渣、气化炉炉壁之间挂渣等。
（5）气化炉耐火砖腐蚀主要是指气化炉燃烧室温度以及高灰熔融度煤影响气化炉高负荷安全运行同时耐火砖腐蚀增大。
如下降管被烧穿还需更换下降管。
四喷嘴水煤浆煤气化装置运行总结
煤 浆泵选 用 德 国 Ｆｌｗ ｅ ａ软 管 隔 膜 泵 。设 计 煤 种 ｕ 为神华 煤 与 晋城 无 烟 粉煤 按 １１掺 烧 ， 实 际使 ： 而 用煤种 较 多 ， 阶段基 本 以神华煤 与 大友煤 按３ １ 现 ：
耐火砖 后 的炉膛 内径 为 税 ７２ｍ ６ ｍ。气 化炉 壳体
由 中石 化南 化公 司 化 机 厂制 造 ， 火 材 料 由 中钢 耐 集 团洛 阳耐 火材料 研究 院生 产 。设 计单 炉 日处理
干煤 １７６ｔ产 气 量 （ Ｏ ＋Ｈ ） １８００ｍ ／ ５ ， Ｃ ２ 为 １ ０ ｈ
先 进 的四喷 嘴水 煤 浆气 化 技 术 ， 用激 冷 流 程 及 采
２ 工 艺流 程简 述
原 煤破碎 至粒 度 ≤１ ｍ 送 人煤 仓 ， ０ｍ 经煤 称
量 给料 机精确 计量 后与来 自滤 液受槽 的滤 液按一 定 比例 进人棒 磨 机 ， 加 上适 量 添 加剂 制 成 质量 再 分数约 ６ ％ 的水 煤浆 ， ２ 由棒 磨 机 出料 槽 泵送 至煤
第３ ７卷
第 ４期
化 肥工 业
２１ ０ ０年 ８月
煤浆 槽 内的煤 浆经 ２台煤 浆给 料泵 加压 后 与 来 自空分 装置 的高 压 ０ 一起 进入 工艺 烧嘴 ， 在气 化 炉 内发 生部 分氧 化反 应 ， 成 以 Ｃ 生 Ｏ和 Ｈ 为 主 要 成分 的粗合 成气 。熔渣 及 未完全 反应 的碳 通过 燃烧 室下 部 的渣 口与激 冷水沿 下 降管 内壁并 流而 下进 入气 化炉 洗 涤 冷却 室 的水 浴 冷却 ， 然后 经破
ｆｉ ｒ ａｌ ｅ，Ｓ ｎ ｖ ｒｏ ｓｒ ｓ ｅ ｔ ｔｒ ｆｅ ｔ ｔ ｏ ｔｎ ｉｙ ａ ｄ ｓａ ｉｉ ｎ ｏ ｅ ａｉｎ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｆｉｓ ｒ ｎ ｕ Ｏ ｉ ａ ｕ ｅ ｐ ｃｓ ｉ ｅ ｃ ｓｉｓ ｃ ｎ ｉ ｕ ｔ ｎ ｔｂ ｌ ｙ ｉ ｐ ｒ ｔｏ ｈ ｅ ｕ ｔｏ ｔ ｕ — ｉ ｌ ｔ ｎ ｎ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｏ ｌｔｐ ｎ ｔｒｑ ａｉｙ ａ ｅ ｔｅ ｉ ｉ ｇ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｃ ａ ｙ ｅ ａ ｄ ｗａｅ ｕ ｔ ｒ ｈ ｍｐｏｔｎｔｆｃ ｏｓ ａｆｃ ｉｇ ｉｓｌｎ ・ ｙ ｌ ｔｂ ｌ ｙ ｈｅ ｌ ｒａ ａ ｔｒ ｆｅ ｔ ｔ ｏ ｇ ｃ ｃｅ ｓａ ｉｉ ｎ ｔ
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山东华鲁恒升化工股份有限公司
四喷嘴对置水煤浆气化炉运行阶段小结山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化工程建设了一台四喷嘴对置式水煤浆气化炉(6.5MPa，日处理煤750吨)。
2004年12月该气化装置投入试运转。
在试运转过程中暴露了一些问题，经过整改、优化，该气化炉于2005年6月重新投入运转，首先进行了80小时运行考核，在整个考核过程中，气化炉运转平稳，无任何异常情况，各项工艺指标理想。
运行80小时后计划停车，进炉检查，发现炉内状态良好，各部分耐火砖情况无任何异常情况，工艺烧嘴完好，无任何烧损现象。
80小时运行考核未发现任何异常现象后，该气化炉正式投入工业长周期运行，到目前为止，已经累计运行400小时以上，目前该气化炉仍在运行中。
该气化炉的各项工艺指标理想，与该厂同规模、同时运行的其他气化炉相比，在工艺指标上具有优势，具体如下：
一、第一次运行(80小时)的工艺指标统计值：
多喷嘴对置式气化炉(A炉)比煤耗~575kg煤/kNm3有效气，单喷嘴气化炉(C炉)比煤耗~633kg煤/kNm3有效气，A炉降低9.16%；考虑到C 炉碳洗塔出口温度平均比A炉高~1.8℃，实际A炉的应更低。
A炉比氧耗388Nm3O2/kNm3有效气，C炉比氧耗388Nm3O2/kNm3有效气。
A炉合成气中有效气CO+H2组成为~82.16%，与C炉差不多，A炉略好。
但A炉中的H2含量普遍高于C炉(高0.44~0.88个百分点，最大高1.95个百分点)，这说明A炉H2O分解率高，与比煤耗低相吻合。
A炉灰渣中残碳含量为~4.76%，表明碳转化率应大于98%。
二、长周期运行（到目前为止）的工艺指标统计值：
A炉操作负荷~30.5m3/h。
A炉比煤耗~581.34kg煤/kNm3(CO+H2)，C炉比煤耗~630.80kg煤/kNm3(CO+H2)，降低8.5%，考虑到C炉碳洗塔出口温度平均比A炉高~4.04℃，A炉的比煤耗实际上应更低。
A炉合成气中有效气CO+H2组成为~83.51%，C炉~83.05%。
A炉中的H2含量呈现普遍高于C炉的趋势，平均约高1个百分点左右。
A炉比氧耗397Nm3O2/kNm3有效气，C炉比氧耗394Nm3O2/kNm3有效气。
灰渣中残碳含量为~2.21%，表明碳转化率应大于98%。