徐奎爽
大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司 内蒙古锡林郭勒 027300
摘要：壳牌气化炉作为一项清洁技术，在现今煤气化技术中应用逐渐广泛，且随着社会的发展，人们环保意识的加强以及现实的需求不断增加，给该项技术提出了新的挑战，在实际应用也发现了一些问题，阻碍了壳牌煤气化装置长周期稳定运行，本文就壳牌气化炉的特点进行阐述，分析了了制约壳牌气化炉长周期稳定运行因素，希望能够提供参考，促进壳牌气化炉的进一步发展。
关键词：壳牌汽化炉；长周期稳定运行；制约因素
一、壳牌气化炉技术特点
（一）使用耐火材料
壳牌粉煤气化炉一般采用水冷壁和液态排渣工艺，而不采用水煤浆气化炉的耐火砖结构，是因为其气化温度一般控制在一千四百摄氏度到一千七百摄氏度左右，在通常使用条件下，一般通过在水冷壁外部加入耐火耐热材料来达到耐热功能，或者在内部加入金属销钉，但是长时间维持在1400℃—1700℃内，容易减少耐火材料的寿命，并对其功能进行影响，采用壳牌气化炉通过专门方法对水冷壁进行保护，保证了壳牌气化炉的有效使用。
（二）安装粉煤烧嘴
壳牌气化炉往往会在下部安装一定数量的粉煤烧嘴，再以特定的方形插进水冷壁中。其使用目的是保证形成一定的渣层，以粉煤为原料，在一定速度下，通过粉煤烧嘴喷涌而出，进行一系列反应后产生粗煤气，最后于炉膛内融化灰分形成一定状态的小颗粒，经过离心作用附着于水冷层的表面，形成渣层。渣层可以对气化炉起到很好地保护作用，其大致分为两层，一层为固定的渣层，一层为液态的渣层，二者并不是相对固定，而是可以相互影响相互作用，一方面，当渣层整体情况相对较薄时，通过耐火材料的热传导功能，可以将液态渣层慢慢冷却，加厚固定层以达到整体层变厚的目的。另一方面，当整体层变厚时，热阻会显著提高，传热的速度就会大打折扣，进而达到一定平衡，保证层面的维持一定的厚度。
（三）壳牌煤气化原料比例
在进行实际操作过程中，会注入一定比例的氧气和煤灰，在合适的比例下，可以帮助水冷壁内部形成一种稳定的状态，进而维持稳定的温度，渣层厚度，炉内活动等都维持在稳定的状态，对水冷壁产生有效保护，减少了高温，腐蚀等作用影响。
二、原料煤性质对壳牌气化炉长周期稳定运行的影响
（一）煤质的影响
影响煤质的重要因素是水分，通常种煤质中会含有一定量的水分，但超过一定比例会严重造成运输的困难，同时影响磨制粉煤的实际质量。在磨制过程中，如果水分含量过多，会导致磨煤单元中燃料气体消耗增加，进而在加压运输过程中出现结块的问题，导致堵塞情况。不仅如此，水分含量还会导致粉煤速度测量难以进行，数据不稳定，不利于后期操作，无法保证煤烧嘴的正常工作，会对壳牌气化炉的长周期运行造成直接影响。
（二）灰分的比例
灰分会对渣层产生一定的影响进而影响气化炉的长周期运行，一方面，如果若灰分的比例过低，会严重影响渣层的厚度，甚至无法形成渣层，无法起到保护作用，大大减少水冷壁的工作周期，减少使用年限。另一方面，如果灰分过高，炉渣含量会大大增加，会导致除灰系统的超负荷工作，如果产生堵塞现象，还有可能导致冷却器结垢的严重影响，这会间接影响烧嘴隔焰罩的适用，进而危害气化炉的长周期运行。
（三）灰熔点的要求
控制灰熔点的优点在于其有利于煤的气化。该项工艺要求将灰熔点控制在一定范围内,不可过高，也不能太低，尤其是针对熔点较高的煤，需要稍微降低煤的熔点，适用一些助溶剂，保证煤的充分气化。另外，在针对熔点较低的煤，则需要提高其熔点。只有保证灰熔点的稳定，才为气化炉创立了相对稳定的环境，使气化炉不会发生大幅波动，也不会出现堵塞现象，间接辅助气化炉的长周期运行。
（四）炉渣的粘度稳定
炉渣的粘度对于渣层有着积极影响，炉渣的粘温特点由煤气化结果所决定，气化温度的稳定影响炉渣的粘度，直接影响水冷壁不能顺利挂渣，因此，当气化温度相对稳定，会产生粘温合理的炉渣，有助于形成动态流动的渣层，有效避免冲刷腐蚀的现象。
三、关键设备运行可靠性对壳牌气化炉长周期稳定运行的影响
壳牌气化炉由不同设备共同组成，因此其共同影响气化炉长周期运行。
（一）激冷气压缩机
在整个气化炉中有着重要的作用，它能够保证气化炉内的温度维持在一定范围，防止超温现象的出现，激冷气压缩机主要作用在于其可以提供重要的激冷气，对于控制气体的温度以及控制后续工作的设备有着指挥性的作用，除此之外，一般激冷气压缩机都会单台机组，不存在备用或者第二设备，如果出现故障，会直接影响全部机组的正常使用。
（一）带连锁的机泵
该装置是一个连锁的机组，其包括一系列装置，包括冷却水泵，循环泵以及中压循环泵等部分，在实际投入使用后，该连锁机组不能停止工作，当机组停止工作时，会对整个气化炉产生影响，威胁其他设备的适用，当非正常停止工作时，还会对煤烧嘴等设备造成损坏。该种设备可以进行备用，增加相应泵的备份，以保证出现停止工作时可以及时更换，保证气化炉的长周期运转。
四、气化炉工艺影响气化炉长周期稳定运行
（一）氧气与煤的比例
氧气与煤的比例会直接影响炉内温度，因此在日常工艺的使用中，常常通过控制氧气与煤的比例来控制炉内温度，需要专业人员进行调试。在使用过程中，不可将二者单独开来，应将其放入炉内大环境下，结合气化炉内各种气体的混合形态进行判断与精准测量，若气化炉内温度过高，专业人员要及时降低氧气与煤的比例，进而实现气化炉内稳定运行。
（二）水氧比例
水氧比例也是通过控制气化炉内温度，进一步控制炉内运转，水蒸气可作为气化炉内的气化剂，水蒸气可以保证炉内反映控制于一定范围，不至于太过于激烈而造成气化炉的损害，在日常使用中，在气化炉内部加入水蒸气，，不仅很好地保证炉内温度稳定，进而减少气化炉的内部消耗，还可以保证渣的充分转换，减少炉渣中的渣末含量。另外，水氧比例的充分协调可以促进气体成分的改善，维持炉内大环境的稳定。
（三）激冷比例
激冷比例的协调有助于合成气体的维持，过高过低的激冷比例都会对合成气体造成不良影响，危害炉内活动，严重时还会出现堵塞情况。
五、保证壳牌气化炉长周期运行的措施
综上所述，对于制约壳牌气化炉的长周期稳定运行的因素众多，大致分为两种，一是气化炉内部，包括注入气体的控制与运行温度的控制。二是气化炉本身，要确保气化炉各个设备的稳定运行。
（一）保证原材料符合严格要求
首先，要严格保证注入气体的规格，煤质作为一项重要因素，严重影响气化炉的适用，因此在日常生产生活中，保证主入煤质，可以使用配煤的做法，保证煤质的稳定，在实践中效果较好，能够保证气化炉的正常运行。其次，加强对气化炉内部温度控制，只有温度控制在合理范围内，才能确保整个系统的工作环境与稳定性，促进长周期的运行。
（二）加强设备的管理
在气化炉的工作中，影响其工作的设备因素众多，没有一劳永逸的做法，因此在日常操作流程中，专业人员要合理使用设备，对设备进行日常检查，维修，确保设备运行状态，在稳定设备的加持下，推进气化炉长周期运行。
结语：在壳牌气化炉投入市场后在生产的过程中暴露了许多问题，各个企业也通过自行改进，希望能够促进气化炉效益的进一步发展。综上所述，为保证壳牌气化炉性能的稳定，需要准确把握制约壳牌气化炉的因素，对使用中产生的问题对症解决，并进行试验与分析，相关企业在使用过程中也要在其使用的基础上，对壳牌气化炉进行研究分析，在此基础上实施一定的技术，将工业进行更新改进，保证壳牌气化炉长周期稳定运行。
参考文献：
[1]温俊杰,李永东.壳牌气化炉饱和蒸汽产量和水汽密度相互校验模型及在炉温控制中的应用[J].煤炭加工与综合利用,2020(07):68-70+5.
[2]王海贝,郭志鹏,温俊杰.热负荷在壳牌气化炉炉温控制中的研究与应用[J].煤化工,2019,47(06):12-15.
[3]赵东升. 粒度对壳牌气化炉气化过程的影响研究[D].安徽理工大学,2017.