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德士古气化炉炉渣堵塞的原因分析及处理方法

【摘 要】根据我公司德士古气化炉运行情况判断是否出现渣口堵塞现象，同时分析造成堵渣的原因，并根据实际情况做出相应的处理方法，排除渣口堵塞现象。

【关键词】德士古气化炉;壁温;锁斗温度;渣口压差;煤浆灰熔点

德士古水煤浆加压气化技术是开发成功并最早实现工业化生产的第二代煤气化工艺技术，其具有技术成熟，工艺流程简单，碳转化率高，原料输送安全、易控，出口气体无大分子烃类的特点。为此黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司（以下简称浩化）在2002年“油改煤”工程时选择了4.2MPa德士古水煤浆加压气化工艺。并于2004年7月投料生产，经过六年多的生产实际操作气化炉渣口堵塞成为了制约我厂高负荷、长周期、稳定运行的关键问题。通过分析、总结，现就我厂渣口堵塞的原因和处理方法提出个人的意见和见解。

1.气化炉堵渣的原因分析

从我厂德士古气化炉堵渣情况大致可以分为3种情况，下面就这3种堵渣原因分别进行分析：

1.1灰渣流动性差，在渣口处冷却、堆积堵塞气化炉渣口

（1）由于原料供应受成本、地域等因素限制，我厂采用本省高灰熔点烟煤制浆，原料煤灰熔点温度分析可以看出我厂原料煤FT温度均＞1400℃，因此在设计时，制浆中添加石灰石作为助溶剂从而降低煤浆的灰熔点，增加灰渣的流动性。在实际的生产过程中，由于原料煤质灰渣灰熔点波动较大造成石灰石的加入量很难及时进行调整，致使气化炉灰渣的粘温特性变化较大，极易形成质地坚硬，体积较大的块渣堵塞渣口。

（2）在原始设计时要求气化炉每次计划停车前增加入炉氧量，使气化炉在高于正常操作温度50℃～100℃的环境下运行30分钟，用来清除炉壁上的挂渣。经此操作后发现，有时气化炉炉壁上的灰渣并没有完全清除，在停车后温度急剧下降导致灰渣在气化炉渣口堆积堵塞渣口。在清渣的过程中大量的灰渣涌入渣口造成气化炉渣口堵塞。

（3）为了降低生产成本，同时通过减少石灰石的加入量来减少灰水系统的结垢速度，我们采用了配煤制浆、掺烧工艺。此工艺的实行带来了一定的好处，同时也带来了新的问题，由于没有精确的配煤设备配煤比例不均，造成原料煤灰熔点波动，石灰石加入量不好控制，致使气化炉渣口出现堵塞现象。

1.2下降管挂渣，致使气化炉堵渣

（1）在生产操作中激冷水量控制较低，造成保护下降管的水膜由于灰渣的高温蒸发消失，熔融状态的灰渣直接与下降管接触并粘结在下降管上，直至填满下降管堵塞灰渣及气体通道。

（2）激冷环的折流挡板损坏，激冷水出现横喷现象，下降管水膜分布不均造成下降管挂渣，堵塞气化炉排渣。

1.3破渣机上部形成渣架桥，造成气化炉堵渣

（1）锁斗循环泵循环水量不足，导致气化炉产生的灰渣不能及时的沉降至锁斗，致使破渣机上部堵渣。

（2）在处理粗渣系统故障（如捞渣机和锁斗阀门故障）时气化炉和锁斗积渣时间过长或原料煤含灰过高排渣系统不能及时处理，造成气化炉出现堵渣现

象。

2.气化炉堵渣的处理方法

2.1增加了原料煤和水煤浆灰熔点的分析次数，及时调整石灰石的加入量，保证水煤浆灰熔点的稳定。

2.2取消了计划停车前的提温除渣工作，使炉砖得到更好的渣保护，并增加了炉砖的使用寿命。

2.3增加了科学的配煤工艺，使配煤混合更加均匀，稳定了配煤煤质的灰熔点。

2.4在保证气化炉出口水汽比正常的前提下，加大气化炉激冷水量和气化炉黑水排放量。此项方案不仅保证了下降管不挂渣，增加了下降管的使用寿命，同时增加了水的流速减缓钙、镁离子在水中的沉降速率，减少了管道的结垢。

2.5在每次备炉时，重点检查激冷环折流挡板，出现损坏的及时进行修复，避免出现横喷水造成水膜分布不均和下降管挂渣堵塞渣口，以及烧坏下降管的现象发生。

2.6每次备炉时必须清理锁斗循环泵出入口管线，防止管线结垢。发现锁斗泵循环量减少，及时清理泵体及叶轮结垢，保证循环水量充足。

2.7在处理粗渣系统机械故障时气化炉一定要减负荷运行，以便有充足的时间来处理机械故障。

3.气化炉堵渣现象判断

能否及时准确的判断气化炉是否堵渣，并能够采取准确有效的处理方法是避免气化炉停车、保证气化系统长周期稳定运行的关键所在。现就我厂生产实际情况在气化炉堵渣时可能出现的现象进行分析。气化炉堵渣可以通过以下几点现象进行判断：

3.1气化炉渣口压差表（PDI1214）的变化，压差上涨且波动频繁则证明气化炉渣口有可能出现堵塞现象。

3.2根据合成气出口气体成份分析判断渣口堵塞

通过对比我们可以明显看出除CO与CO2的百分含量有较大变化，其余各气体组份均无明显改变。以此我们还可以通过CO与CO2所占的百分比来进行判断渣口是否堵塞。

3.3根据气化炉出渣量来判断渣口是否堵塞。在气化炉小时投煤浆量一定的情况下，出渣量明显减少说明可能出现堵渣现象。

3.4通过锁斗温度判断是否堵渣。气化炉锁斗在生产正产时锁斗温度表现为在一定范围内周期性等幅震荡，如果出现连续振幅较小的情况，说明气化炉可能出现堵渣现象。

3.5系统压力减差判断渣口是否堵塞。当生产系统无较大压力、液位波动时，通过气化炉与合成气出口压力减差和气化炉与锁斗压力减差来判断，如果压差升高有可能出现堵塞。

通过以上5种方法可以很好的判断气化炉是否出现堵渣现象，为及时处理堵渣提供了充分的时间保障。

4.结语

我们以堵渣的轻重程度把气化炉堵渣分为2种类型：轻微堵渣和严重堵渣。在出现轻微堵渣的时候就要及时采取相应的措施，防止堵渣继续扩大化，避免出现严重堵渣的发生，引起的气化炉停车的事故。在出现轻微堵渣的时候，我们通常采取提高操作温度熔渣的措施，一定幅度的降低出口合成气中的甲烷含量。熔

渣过程一般非常缓慢通常需要几个小时甚至十几个小时，切忌操之过急，防止在熔渣的过程中造成气化炉严重堵渣现象的发生；还可以通过直排的方式来处理气化炉的轻微堵渣现象。对于气化炉出现的严重堵渣现象，目前我们还是采取停车疏通的方法进行处理。

通过以上的措施和方法我厂现已基本杜绝因出现严重堵渣造成的气化炉停车事故，并能够在轻微堵渣时做到很好的处理，保证了气化炉长周期、安全、稳定运行。

【参考文献】

［１］大规模煤气化技术． ［２］煤化工工艺学．