常俊杰
河南心连心化学工业集团股份有限公司 河南省新乡市 453700
摘要：本文通过对气化系统、灰水处理系统、联锁系统，进行分析寻找对应的解决措施与改良方法，希望能够给有关人士提供一定的参考价值。
关键词：水煤；浆气化；工艺中；问题
1水煤浆气化装置的概况
1.1装置的简述
某公司在合成氨的年生产量可以达到30万吨，尿素则可以达到52万吨，在气化装置方面，完整的气化装置总共包含制浆、气化及后续对渣水进行处理的三套系统。
1.2装置运行情况的概述
需要注意的是，中国海油的首套煤气化装置便是该气化装置，但是系统也存在以下主要问题：第一，煤仓在运行中会经常出现煤被堵住的现象，料机皮带也会因为煤量的原因造成毁损，导致磨煤机的入料管线发生堵塞的现象，在共同作用下导致煤浆的最终输入量与标准要求相差甚远，而气化炉也经常需要被迫进行减负荷。第二，磨煤机筒体螺栓存在严重漏浆问题，环境受到污染，同时将煤浆流入磨煤机的小齿轮轴承中，难以把持其原有的使用期限。第三，当地煤成分掺杂较多杂质，由于烧嘴压差较低而使气化炉联锁停车高达十几次。第四，在采取比较长的激冷水系列管线的时候，极易造成停车备炉在清洗与检修的过程中无法对断口进行清理，同时热量运行不够充分，运行周期大大缩减。
2气化系统的改良
2.1工艺烧嘴的改良
（1）烧嘴压差波动时的现象。烧嘴压差波动，表明煤浆在烧嘴处雾化效果变差，部分煤浆未经充分反应就被高速的气流带出气化炉燃烧室，在煤浆流量几乎没有变化的情况下，气化效率下降、产气率降低而导致气化炉压力下降、高压煤浆泵出口压力持续下降，由于氧气与煤浆在烧嘴头部混合，煤浆压力降低造成氧气流量不断上涨，气化炉因处于过氧状态而温度上涨，工艺气组分发生明显变化——CH4、CO含量下降而CO2含量上升，有效气含量明显降低；与此同时，经过长期的操作观察，烧嘴压差波动具有偶然性，有时波动小，有时波动大，甚至会出现烧嘴压差降为负值的情况，经过一段时间后有时又会突然上涨恢复至正常值，如此反复。图1是A炉、B炉某同一时段(当时A炉烧嘴已运行30d、B炉烧嘴已运行10d)烧嘴压差的波动趋势。可以看出，烧嘴压差出现大范围波动时呈现一定的规律性，不同运行周期的A炉、B炉烧嘴压差波动趋势基本一致，因烧嘴压差初始值不同，波动最低点甚至降为负值。
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图1
（2）改良措施。第一，调整烧嘴尺寸。对烧嘴重新进行设计，据实际运行参数修改烧嘴尺寸，即扩大外环隙氧气流道，以降低氧气流速。工艺烧嘴改造后，气化炉运行期间氧气入炉前的压力由原来的7.9MPa降至7.2MPa，氧气流量调节阀(FV007)开度由原来的60.5%(对应氧气流量42000m3/h)降至48%(对应氧气流量42000m3/h)就可满足工艺运行的需求，保证了氧气在烧嘴处不会对水煤浆造成干扰，继而达到降低烧嘴压差波动的目的。第二，调整氧气流量。既然氧气流速对煤浆造成了干扰，那么通过降低氧气流量来控制氧气流速，是可以达到稳定烧嘴压差的目的的。在烧嘴尺寸未作调整时，也可以通过工艺操作来稳定烧嘴压差。在实际运行中观察到：A炉在烧嘴压差波动期间，氧煤比控制在475m3/m3(氧气流量41000m3/h)以上时，烧嘴压差波动范围较大，最低有可能为负值(－0.030MPa)；氧煤比控制在470m3/m3(氧气流量40500m3/h)左右时，烧嘴压差能控制在0.10MPa以上；氧煤比控制在465m3/m3(氧气流量40000m3/h)左右时，烧嘴压差能控制在0.15MPa以上；当烧嘴压差处于相对平衡状态时，如果系统工况发生变化，会导致烧嘴压差反弹，急剧上升后继续下滑，如此时降低氧气量，平衡值会上移；同时，减少氧气量可以减小系统的热负荷，避免气化炉因过氧而酿成事故。
2.2激冷水管线的改良
激冷水系列的管线长度较长，后管线通常在运行一个周期之后出现结垢，停车备炉在结垢之后很难进行彻底地清洗，运行周期得不到保证。针对这个问题，在激冷水泵的出入口管线上增设1.5m的短节，在进行清洗时可以将短节进行拆除，这样既能对激冷水系列管线进行彻底的清理，同时也能保障激冷水量和气化炉在很长的一段时期内保持着稳定的运行效果。
2.3煤浆管线高压吹扫氮气管线的改良
针对原有的煤浆管线氮气在进行吹扫的过程中极易切断阀，这是由于限流的孔板内径过于狭小，最终造成煤浆管线氮气发生燃烧或是爆照的现象。经过改造之后，将限流的孔板内径从原先的20.14mm扩大到40mm，很好地防范了以上问题发生的风险。同时，相应的流通能力得到增强，吹扫的效果同以往相比得到明显提升，进而防范安全隐患的发生。
3灰水处理系统的改良
3.1洗涤塔给水泵机封冲洗水的改良
洗涤塔一般情况下采取的是脱盐水对水泵原机进项冲洗，但是脱盐水通常的压力仅仅的0.8MPa，无法满足需求，这就造成了机封冲洗水无法加入到机封，导致水泵机封不断遭受损坏，大大缩短了机封的运作周期。针对这个问题，特意把脱盐水的压力值变为1.5MPa。低温低压的密封水相比于脱盐水而言，不仅达到增加压力的效果，而且，很好地将洗涤塔给水泵的运作性能进行了全面的优化。
3.2澄清池底流泵出口管线的改良
真空带式的过滤机在发生故障时，细灰将会在澄清池底部不断沉积，使其在短时间内难以恢复原有的运行状态，甚至可能导致全系统出现停车的局面，从而造成难以弥补的严重后果。因此，在改良之后，将管线安置于澄清池底流泵出口处，以便于过滤机在发生故障时能够使澄清池底部堆积的细灰研磨落入水池，最终达到优化水质及确保系统稳定运行的目的。
3.3气化炉及洗涤塔入高闪角阀后缓冲罐的改良
改良之前的压力值经常出现骤降的问题，导致高压闪蒸罐的压力也进一步降低，所以低压缓冲罐会受到以上因素带来的压力冲击而损坏导致及时正常运行的状态下此处也会频繁出现泄漏，还会造成过气化炉持续停车的问题。改良后，使用耐磨材料，同时将6mm的管壁厚度变为16mm，充分增强了防腐性及防泄漏的性能。
4结语
总之，对水煤浆气化工艺的三个系统做了针对性的技术改良后，深入优化了气化装置在运行时的可操作性，延长了其运行周期。另外，可以充分保证该装置在使用时拥有较高的安全性，整体的运行状态也将更为稳定。综合上节约了运行所需的成本，同时赢得了良好的发展环境及可观的经济效益。
参考文献
[1]董志龙,许明.水煤浆气化工艺中的问题与改进[J].大氮肥,2017,40(2):73-75.
[2]杜顺龙,魏东平.水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题的探讨[J].商品与质量,2016,(12):204.
[3]赵爽,王伟.水煤浆气化工艺几个技术短板问题的探讨[J].中氮肥,2019,(3):14-16.
[4]黄剑平.水煤浆气化掺用石油焦运行的实践及问题分析[J].煤化工,2021,49(1):68-71.
作者简介：姓名：常俊杰（1984.8.19），性别：男；籍贯：河南省新乡市红旗区经济技术开发区第五疃村；民族：汉；学历：本科；职称：助理工程师，职务：生产调度，研究方向：化工生产系统管理；单位 ：河南心连心化工集团股份有限公司； 邮编：453700 qq或邮箱：925954034@qq.com