梁国庆
中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司 广东 揭阳 515200
摘要：随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也有了进步。我国多煤、少油、少气的能源结构决定了利用政策和发展方式。为了能源的合理高效利用及国家能源安全，以煤为原料生产合成气及下游产品的方式还将存在较长一段时期。而正是由于这种对煤炭资源较强的依赖性，使得国内外众多的煤气化技术纷纷落地我国，并得到不同程度的发展。笔者在设计过程和工厂实践中发现各煤气化技术均有其各自的技术特点，并存在一些差异化做法，正是由于这些差异的存在使得在气化流程设置和设备选择上存在优化的空间。
关键词：煤气化；装置现场优化；操作建议
引言
我国的能源结构特点决定了国家在能源使用上的政策和发展模式。多煤、少油、少气的能源结构决定了国家基于能源安全考虑，在一定时期内还将要发展以煤为源头的化工产品，而其中作为源头的煤化工，特别是新型煤化工的发展，始终占有一席之地。正是由于这种对煤炭资源较强的依赖性，使得众多的煤气化技术纷纷在我国落地并得到不同程度的发展，但同时工厂在实际的生产过程中，也发现一些问题。结合生产过程中发现的问题，提出可供参考的现场优化和操作建议，以期对现有工厂操作具有有价值的优化操作建议，使得工厂生产更平稳，运行周期更长，从而为企业带来更多的效益。
1重要性
我国作为一个多煤少油少气的国家，煤气化生产技术不但是国家能源结构化调整过程中的核心技术，同时也是确保能源生产安全的基本技术类型。在该技术应用过程中，具有技术成熟度较高、能量转化率好的特征，同时水煤浆运输过程中可以有效避免干粉运输的各种限制因素，提升了环境的适应性与运输的稳定性。在生产过程中，由于涉及复杂的生产工艺实现环节，需要借助于自动化仪表来进行生产过程控制，满足生产效益的实现需求。本文主要探讨了煤气化生产过程中自动化仪表的选型特征。
2优化措施分析
2.1捞渣机增设高频脱水筛
因煤气化装置工艺的特殊性，气化装置原来为煤粉、煤浆、块煤等，在场内运输和输送过程中可能存在外泄、外漏的可能，同时生产过程中需要间断外排粗渣和细渣，很难保证现场操作环境的洁净，尤其是管理水平偏差的工厂，现场环境堪忧。其中对于捞渣机外排的粗渣，一般委托外部运输公司运出，汽车需封闭轿厢，使企业运输成本增加。另一方面，外排粗渣含水过高也使不封闭货车运输途中渣水外漏。一般地，捞渣机粗渣含水量为40%～50%，如在捞渣机机头下部增设高频脱水筛，降低粗渣中含水量至20%～30%，一方面减少粗渣中黑水外漏量；另一方面提高了货车外运粗渣的效率，使装置现场的操作环境大为改善。对于大型装置的多系列气化炉，还可以在捞渣机下部集中采用皮带输送，捞渣机粗渣经高频脱水筛进一步脱水后，送入输送皮带。多台捞渣机平行排放粗渣，经皮带统一输送至指定地点，由汽车外运，使汽车外运效率进一步提高，污染面进一步减少，改变了气化装置传统现场脏乱的形象。
2.2煤粉电动纤维分离器处增设管道式除铁器
在煤粉制备单元，一般在原料煤储仓至称重给煤机之间设电磁除铁器，防止煤中金属物带入磨煤机，对下游设备和输送管线阀门造成损坏，影响装置正常生产，甚者带来生产安全隐患。磨煤机磨出的合格煤粉经袋式过滤器、煤粉旋转卸料阀、电动纤维分离器、螺旋输送机进入到后续煤粉输送单元的常压煤粉储仓。在原料煤称重给煤机前设置的电磁除铁器不能保证经磨机磨煤后不带来新的铁质杂质，而煤粉中的铁质杂质对后续煤粉管线，特别是煤粉调节阀、煤粉流量计、烧嘴将带来消极影响。建议在煤粉袋式过滤器下部电动纤维分离器处增设管道式除铁器，对系统中煤粉进一步除铁，杜绝煤粉中夹带铁质杂质进入下游，对后续设备、管道起到保护作用，也减少事故故障的发生。
2.3增加除硬设施
现有煤气化装置，常常因在工艺包设计阶段对外排水量的计算过于保守，或者工厂实际生产中改变操作煤种，使得操作值偏离设计值过大，煤气化装置需要外排更多的水量，超出工厂已有污水处理装置的处理能力，造成的后果就是必须限制煤气化装置外排水量，更多的灰水必须循环回系统使用，使水系统硬度和含固量增加，操作工况逐渐恶劣，对管道、阀门、设备均带来不利影响，从而影响煤气化装置长周期运行。建议根据工厂气化原料煤煤质、渣水处理运行情况、黑灰水水质情况、污水处理能力等多方面因素，考虑增加除硬设施。对气化外排灰水做进一步处理，除硬设施可以设置在煤气化装置外排污水后，也可根据情况设置在澄清槽部位，从澄清槽取水，对灰水做除硬处理后，打回至澄清槽中，但此流程对澄清槽加入絮凝剂后水质产生影响，系统稳定运行难度增大。经除硬设施后气化外排污水悬浮物、氨氮指标均大幅降低，污水排至污水处理厂，从而降低后续污水处理装置压力。如果是新建项目，并且项目投资额较大，建议除硬设施的设置和全厂污水处理装置综合考虑，找到操作和投资效益的最佳路径。
2.4烧结金属支撑型式的改进
在干煤粉气化中，多种结构型式的烧结金属被广泛使用。烧结金属是一种隔离煤粉的同时能进行充气的部件，一般安装于煤粉储罐底部、煤粉锁斗内部和出口管路、煤粉给料罐底部等位置。不同位置的烧结金属部件外形和作用存在一定差异，但其工作原理相似。烧结金属材料本身的特性和使用环境决定了其在使用过程中容易脆断。烧结金属本身不能承受较大的压差，在烧结金属内侧的煤粉在使用过程中会堵塞烧结金属孔隙，另一方面，高压侧的气体流量过大或者压力控制不稳定，导致烧结金属内外压差超过设计值，烧结金属就很容易发生断裂，进入煤粉罐中，对煤粉输送、煤粉调节阀和烧嘴造成不利影响。烧结金属部件由壳体和内件组成，壳体和压力容器相连或者组装在一起，烧结金属内件装于烧结金属壳体内部。如何有效支撑烧结金属内件，防止烧结金属破损，同时保持通气面积最大，降低烧结金属自身承受的压差是设计烧结金属支撑件的关键。经过国内多套粉煤气化运行经验，此部件的设计也在不断优化更新，建议烧结金属厂家根据工厂经验，结合设计单位的意见进行机械设计，最大化保证烧结金属的支撑，延长使用寿命。
2.5物位检测仪表选型
物位检测仪表的选型主要考虑到煤气化生产过程中的计量需要，特别是满足生产过程中物料位置的控制需求，以确保生产进程中设备使用安全以及生产顺序稳定。在选型控制方面，优先选择压差变送处理设备来满足生产的实际需求，该设备能够尽可能满足煤气化生产的过程控制要求，如果有特殊需求，也可以匹配其他类型的物位检测仪表。比如说煤浆槽当中存在煤浆黏稠度较高的情况，采取传统的压差变送设备进行检验，难度较高，如果能够借助于非接触雷达液位计来进行测量，则效果要好很多。此外渣脱水罐液位，罐体高度对于一般差压变送器测量精度很难保证，选用雷达液位计和伺服料位计测量能满足多变的测量环境。仪表选择过程中需要考虑到耐腐蚀的客观要求，同时选择哈氏合金C膜片来参与构建，提升液位测量的整体效果。核料位计在测量过滤器收集的灰焦物料效果尤为明显。
结语
综上所述，煤气化生产过程中对于自动化仪表的稳定性、适应性具有较高的要求，通过科学选择针对性较强的自动化仪表，不但可以降低后期维护的成本与精力，同时也可以有效延长使用的寿命，获得良好的经济效益。在进行仪表选择时，应该以设备的特征、科学特点以及使用经验进行综合分析，以提升安全性能与工艺精准度为客观要求，为促进水煤浆气化工艺的进步与发展奠定坚实的基础。
参考文献
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