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。粗水煤气在洗涤冷却室内再经过横向分割器，完成激冷、洗涤、除尘后出洗涤冷却室。洗涤冷却室底部黑水通过气化炉液位调节阀连续排出，送入渣水处理工序。
三、气化炉运行中出现的问题及解决办法
（一）、单个烧嘴运行周期内，烧嘴压差出现波动，有的时候是在刚开车的几天，正常压差在0.24-0.25MPa，波动时掉至0.1MPa，甚至更低。通过分析引起波动的原因可能有以下几条：
1、煤浆泵工作不正常或煤浆指标（浓度、粘度、粒度等）发生变化造成泵入口管线内煤浆沉淀，部分堵塞，流量不稳定。
2、渣口压差变化引起的气化炉燃烧室压力波动。
3、煤浆管线压差如采用两块较大量程的压力表测量值计算出来的，可能会由于测量精度不够，造成压差波动。
4、操作煤种与设计煤种不匹配。
5、煤桨泵出口缓冲罐压力与气化炉压力负荷不匹配。
解决办法：
1、建议设置小量程压差表测量压差。
2、每次停车后烧嘴室内要清理干净，避免遗留灰渣挂在耐火砖上。
3、要定期测量煤浆泵入口管线底部温度，防止入口管线沉积煤浆，造成入口管径变小。
4、建议取消煤浆管线入烧嘴单向阀。
5、操作上严格按照压力负荷曲线操作，不要长时间偏离。
6、更换操作煤种。
7、调整煤桨泵出口缓冲罐压力。
（二）、烧嘴端面龟裂较大，端面烧蚀严重，个别烧嘴室上表面有烧蚀痕迹，一般运行至55-60天左右，个别烧嘴在55天左右时会出现端面裂纹烧透，或头部烧嘴冷却水盘管烧坏。烧嘴损坏的原因可能是：
1、因为原料煤粘温特性不好，运行过程中烧嘴前面有挂渣造成“窝火”现象。
2、烧嘴的氧气流速不合理，造成烧嘴端部受高温损坏。
3、煤质不够理想，操作炉温偏高。
4、烧嘴压差波动频繁。
解决办法：
1、稳定原料煤质量，定期测量粘温特性，保证气化炉操作温度与融渣流动性的对应关系，确保熔渣能顺利流动。
2、严格按照压力负荷曲线操作气化炉，不要长时间偏离。
3、加强对烧嘴的管理，严格控制烧嘴头部物料通道符合软件包设计。
4、煤种合适且长期稳定的情况下，尽量降低操作炉温。
5、保证烧嘴的加工质量，烧嘴头部水室按加工要求加工；保证烧嘴冷却水流量。
6、稳定烧嘴压差，烧嘴压差波动及时调整。
（三）、运行期间，激冷水流量没大的波动，停车后发现下降管出现褶皱变形，出现此现象的原因：
1、激冷环和下降管变形原因可能是因为渣口积渣，造成出渣口的合成气偏流。
2、激冷环和下降管局部受热，出现变形炉膛高温，激冷水流量偏低。
解决办法：
1、稳定原料煤指标和操作炉温，防止渣口出现积渣情况；
2、按照工艺指标控制激冷水流量，防止激冷水流量偏低；
3、烘炉期间在高温区，杜绝断水情况；
4、联系厂家核算激冷环布水环隙。
5、实际运行后的环隙尺寸与设计尺寸有这么大偏差，可能加工制造有问题。
6、可以适当下沿下降管水夹套。
（四）、气化炉耐火砖烧嘴下部的筒体砖冲刷出好多纵缝，且深度较深，在50~70mm左右，产生的原因：
1、原料煤灰份含量、灰成份。
2、操作炉温偏高等因素有关。
3、操作负荷于压力负荷不匹配。
解决办法：
1、生产过程中尽量采用低灰份原料煤，同时控制原料煤中的碱金属等有害离子不要过高，操作过程中控制合理的炉温，不要长时间高温操作。
2、严格按照压力负荷曲线操作气化炉，不要长时间偏离。
(五)、灰水系统角阀磨损严重
解决办法：
1、调节阀的磨损气蚀问题，建议阀门在阀门数据表的工况下进行使用，若偏离较大时，建议适当采用调节阀的前手阀进行限流，降低阀门的气蚀问题。
2、经与阀门制造厂家、扩散段制造厂家沟通更换阀内件、重新制作扩散段耐磨层。
3、中控定时切换角阀。
4、停车检修时进行加固。
四．结语
恒力炼化气化装置5开1备，开创了大型煤化工备炉少的先列，对气化炉运行周期有着更加严格的要求。因此，工艺出现的一些问题已经解决，有些还需要后续的技改逐步优化逐步解决，为延长气化炉的运行周期，避免非计划引起的停车，满足系统稳定长期运行保驾护航。
【参考文献】
【1】孔德升 四喷嘴气化炉烧嘴压差波动原因的探讨 (恒力炼化安全研究院) 2019年第二期
【2】恒力炼化气化操作规程
【3】杨与路 浅谈烧嘴对气化装置运行的影响 （氮肥于合成气） 2014年第八期