关于气化装置运行的案例分析

我是气化人

四喷嘴对置式气化装置经过十多年的优化摸索，装置的可操作性和运行周期 得到大幅提高，但随着设备的老化或非正常工况的出现，将会遇到一些影响装置 运行质量的新问题，随着新问题的解决，对四喷嘴气化装置的理解会更深。下面 将结合几个案例进行分析。

1.  气化炉激冷室积渣

气化炉激冷室积渣一般是由于煤种或炉温出现大幅波动，大块渣堵塞静态破 渣器，对随后产生的炉渣有截留作用，随着运行时间的延长，积渣可能会蔓延至 破泡条，将会导致气化炉带水，降低气化炉激冷室对合成气的洗涤效果。

在我车间 2015 年运行过程中，气化炉曾出现渣口压差上涨、气化炉液位上 涨、锁斗压差下降现象，随后气化炉进行提温操作，但现象没有好转。通过对气 化炉激冷室的结构和测压点的位置分析，判断激冷室破泡条可能出现堵塞现象。 在之后的停车检查验证了当初的判断：破泡条上下只有一个直径 500mm 左右的 通道，气化炉锅底和静态破渣器周围积满大块灰。这种现象不同于以往激冷室积 渣，此次静态破渣器周围没有大块熔渣，而是大块灰，这说明气化炉内积渣不是 由于大块熔渣蓬住静态破渣器所致。但在这段时间内煤种稳定，气化炉操作正常； 分析灰水水质、煤质等常规项目没有异常。对应 气化炉积渣期间，后工序的一项 氨法脱硫改造项目投用，该流程将脱硫后的废水输送至磨机制取煤浆，判断废水 中较高浓度的氨气大幅提高煤浆的碱性，致使气化炉激冷室出现大面积积渣。

推测激冷室积灰过程如下：气化炉燃烧室产生的合成气携带炉渣进入激冷室 进行洗涤，正常时大量熔渣经沉降进入锁斗，少量细灰经黑水进入闪蒸系统，所 以激冷室一定区域内黑水含固量很大，如果此时由于气化炉内工况的改变，大幅 增强气化炉激冷室黑水的碱性，将明显提高结垢趋势，灰渣将附着在激冷室内壁， 同时在炉内压力的作用下逐步形成大块，不稳定的大块渣可能脱落在静态破渣器 周围，随着合成气的携带作用，灰渣将向破泡条及气化炉锅底蔓延，进而使气化炉激冷室有效容积减少，引起渣口压差升高等现象。

图 1 气化炉激冷室渣层中的盐分

气化炉激冷室积渣后，相继出现气化炉带水、带渣问题的出现，装置坚持运行 45 天，期间处于节流位置的黑水管线磨损严重。该事件的警示是，高浓度的 氨水进入气化炉，可以在短时间内导致激冷室大面积积渣。

2.  煤浆管线堵塞

2015 年 7 月初 B#气化炉因故一对烧嘴停车，1 小时后 E/F#煤浆管线出现堵 塞，启动高压煤浆泵后，出口管线不起压，在提高高压煤浆泵转速后，1#腔出现 隔膜破裂现象，随后将该泵退出，关闭煤浆放料阀，进行管线冲洗，但 1.3MPa 的冲洗水依然无法疏通管道。拆检发现入口管线全部被煤浆堵塞，出口管线内煤 浆已出现沉淀硬化，经过处理后，该对烧嘴投料成功。事后分析管线短时间内出 现堵塞，问题源于煤浆质量。正常情况下煤浆稳定性很好，停车 4 小时管线内煤 浆不会出现大量沉淀现象，但本次 B#气化炉开车前，原料车间将 B#磨机进行了 大修，将筒体内钢球全部卸出，清理了大量变型的小钢球，但回装时未填加足量 小钢球，导致煤浆粒度偏粗，煤浆稳定性降低，易沉淀。表 1 是煤浆粒度的前后 对比。

表 1 煤浆粒度对比

项目	＞8 目	14	40	80	200	325	＜325
正常粒度	0.09	0.61	3.36	12.27	31.96	14.62	37.09
本次粒度	0.67	1.67	12.31	19.64	28.5	10.1	27.11

从该事件看出煤浆粒度分布对煤浆稳定性有很大影响。当粒度分布不合理时，需要及时进行调整；当高压煤浆泵停车后，需及时进行管线冲洗；另外当煤 浆管线出现堵塞后，分段疏通可以提高处理的效率。

3.  气化炉投料前煤浆切断阀前管线出现堵塞

图 1 是煤浆入炉前的流程简图。在气化炉投料前曾出现 XV1201 前管线堵塞 现象。

图 1 煤浆入炉前的流程简图

在拆检 XV1201 与 XV1202 之间短节时发现，管线内有浓度较低的煤浆，分 析 XV1201 可能有微量内漏现象，投料前的煤浆循环过程中，煤浆的水份渗到 XV1201 与 XV1202 之间的管线，导致 XV1201 前管线内的煤浆因析水被压实， 随后堵塞管道。另外煤浆的粒度偏大，煤浆循环时间过长时，也容易出现 XV1201 前管线堵塞现象，投料前尽量缩短高压煤浆泵的运行时间，尽量降低泵的出口压 力，可以有效避免该处管线堵塞现象。

4.  锁斗泵的循环量对气化炉正常排渣至关重要

锁斗泵联通锁斗与气化炉，通过一定的水循环量使气化炉产生的灰渣顺利排 入锁斗。C#气化炉曾因更换锁斗阀门时间过长，导致气化炉内积渣，经过处理 解决了气化炉内积渣问题，但在处理过程中造成锁斗泵出口管线进入灰渣，锁斗 泵循环量显示由 64m3/h 降至 10m3/h 左右；在此后几天的运行中，逐渐出现锁斗 排渣量偏少现象，而且越来越严重，判断气化炉激冷室内排渣不畅。在此期间曾 使用高压氮气反吹、高温热水冲洗等方式，但效果不持久，气化炉被迫停车处理。

在 C#气化炉激冷室人孔打开后，发现静态破渣器周围架了几个大块灰渣， 但锁斗上部整体畅通，不会对激冷后的灰渣产生大量的截留作用。另外利用此次 停车机会，疏通了锁斗泵的出口管线，气化炉开车投入运行后，锁斗排渣未再出 现异常。

从上述现象可看出，锁斗泵的循环量对气化炉灰渣的排放有重要影响。激冷 室的灰渣粒度较小，在下降管出口合成气的搅动下，其自然沉降速度很慢，类似 于悬浮状态，将造成激冷室下部黑水浓度逐步升高，高含固量的黑水受炉内高压的影响，将会逐步压实在气化炉内壁四周形成积渣，造成气化炉排渣不畅。当锁 斗泵循环量正常时，将在气化炉激冷室和锁斗之间形成一个水循环，利于气化炉 产生的灰渣及时导入锁斗进行沉降，防止灰渣在激冷室产生集聚。

5.  扁环填料变型严重，将大幅影响蒸发热水塔的运行周期

我公司蒸发热水塔热水室设计为填料塔，采用￠55 的不锈钢扁环，填料层 原设计填装 6 米高度，实际填装高度在 5 米左右。填料塔洗涤、换热效果好，但 填料层易结垢，运行一定时间后容易因填料层压差增大导致拦液带水问题，需定 期拆卸填料清理。我公司蒸发热水塔连续使用 9 个月运行正常，但 2015 年曾出现检修开车运行不到 1 个月，蒸发热水塔就发生填料拦液带水现象，期间系统运 行及灰水水质正常。通过对蒸发热水塔内件及填料填装过程进行梳理，确认问题 出现在填料的质量发生变化：填料经反复的拆卸清理，已有一半以上出现变型， 而填装高度未进行调整，导致填料层的孔隙率降低，压差增大，操作弹性降低， 易发生填料层拦液带水问题。

为此进行了填料分拣，清理出变型严重的填料，在新提报的填料未到货之前， 将蒸发热水塔填料的填装高度由 5 米降至 3~3.5 米，期间闪蒸连续运行 7 个月未 出现带水现象，灰水及冷凝液指标正常。

蒸发热水塔上塔采用填料塔可降低酸性气的流速，有效控制闪蒸带灰现象。 另外填料层对细灰有一定截留作用，可优化高温热水的水质，将￠55 和￠70 两 种扁环填料混装，在降低填装高度的情况下，完全可以满足气化装置的运行周期， 并且填料易于拆卸清理。