多喷嘴气化炉烧嘴压差波动的原因与探
讨
摘要：烧嘴是4喷嘴煤浆气化过程中设备的重要组成部分，水煤浆经高压煤浆泵加压至7.88mpa与来自空分的氧气（8.4mpa)，通过水平均布对置的两对烧嘴，进入压力为6.4mpa,温度为1260℃左右的气化炉进行反应，生成合成气（CO+H2）。工艺烧嘴本身的使用寿命，工艺操作条件，雾化的好坏，烧嘴的工作状态，使用寿命影响系统长周期经济稳定性。
关键词：水煤浆；工艺烧嘴；煤浆压差；波动；环隙
引言
近年来，煤气化技术迅速发展，工业装置中气化炉不断改进和完善。气化炉工艺烧嘴的使用寿命和性能是制约系统长周期运行、稳定的关键。这是因为气化烧嘴长期处于高温、高压、纯氧和热辐射的环境中。一般来说，气化烧嘴的工作压力为6.4MPa左右，气化炉的操作温度为1250℃～1300℃左右，烧嘴头部被高温的火焰强烈释放。
1、工艺烧嘴头部结构和工作原理
工艺烧嘴采用三通道预膜式结构，主要作用是使煤浆通过氧气的高速流动和剪切实现煤浆的良好雾化。中心氧管设计成缩口结构，目的是形成高速的中心氧流(约150m/s)，同时其出口和水煤浆管端面缩入一定尺寸，造成一个中心氧和水煤浆的预混合腔。在预混合腔内，利用中心氧对水煤浆进行悬浮分散和初加速(约20m/s)，改善水煤浆的流变性能。外氧管口的缩变量更大一些，目的是提供更高流速的氧气(约200m/s)，使通过预混合腔的水煤浆混合物进行良好的雾化，以便在气化炉内达到良好的燃烧和气化效果。
2、烧嘴失效分析
2.1高压煤浆泵打量异常
由于高压煤浆泵的入口和出口处堵塞的止回阀原地脱落等原因，不仅导致异常测量，还导致输出缓冲罐加载不当，从而导致煤浆流量和压力不稳定，从而导致烧嘴的压力差异波动(减少)。但是，当烧嘴的压力差异波动(减少)时，水煤浆的电磁流量比较稳定。烧嘴的压力差波动(减少)后，水煤浆的电磁流量也相对稳定，可以消除测量流量计延迟的问题(一般来说，高压煤浆泵看起来异常时，烧嘴的压力差会有减少的趋势，即使流量下降一半，烧嘴的压力差也在0.10MPa以上)。由于长时间高压煤浆泵的异常测量，烧嘴的压力差发生波动(减少)时，电磁流量会发生反应，但实际电磁流量相对稳定，因此应排除影响高压煤浆泵异常测量的因素。
2.2原料煤中杂物
煤中的一些杂质在用煤磨机粉碎后仍未被破坏或清除，煤浆液可能进入烧嘴并紧贴在中央氧气定位单元上，这会引起部分煤浆流动和炉内局部流场的变化。因此，它影响烧嘴中压力差的波动(减小)。在2022年9月8日至12月10日气化A运行期间，烧嘴c的压力差经常波动(减小)，而烧嘴a的压力差波动(减小)不大。在检查中，发现有一种细小的麻状物质附着到烧嘴氧气定位单元a上，一种细小的麻状物质附着到烧嘴氧气定位单元c上。
2.3煤浆黏度
多喷嘴气化炉烧嘴在结构和工作原理上称为预膜烧嘴。碳悬浮液在氧气的作用下形成液体膜。炭浆的粘度直接影响液体膜的形成和厚度，这不仅会影响碳浆中氧气的雾化，还会影响离开烧嘴后材料流动的轨迹和场的局部分布。但是，在实际操作过程中，水煤浆的粘度保持相对稳定，因此，由于水煤浆粘度的变化，影响烧嘴压力差异波动的因素可能会被消除。
2.4单向阀卡顿影响
新一代四喷嘴水煤浆气化工艺用单向阀取代煤浆炉头阀，即在水煤浆进入工艺烧嘴前设置单向阀，事故状态下，用以阻止气化炉内高温水煤气通过煤浆管线
反串外泄。为降低管道阻力和兼顾单向阀止逆效果，多数厂家煤浆单向阀均选取
旋启式单向阀，但因其阀头选材及设计大小的不同，单向阀产生的压降并不相同，个别厂家投料初期的烧嘴煤浆压差可达１．２ＭＰａ。恒力炼化煤制氢气化装置
煤浆烧嘴压差０．５ＭＰａ，圆形阀头通过销柱与阀座连接，煤浆通过时依靠煤
浆泵产生动能将阀头顶启，通过的煤浆流量不同，阀头位置所在的平衡高度不同，气化炉炉膛压力突然降低时，通过单向阀流量瞬间增大，阀头瞬间顶启，当销柱
磨损或煤浆大颗粒在销柱周围堆积时，便会影响销柱旋转，进而造成瞬间开启的
阀头不能根据煤浆流量自由回落。
3、技术方案
通过对烧嘴喷嘴装配技术要求的分析，可以看出上述装配精度已超过传统的
冷加工装配类别，即使通过精细装配和防止焊接变形，也很难保证垂直度和平面
度的要求小于1毫米。因此，必须打开开口，装配枪管喷嘴，并在装配和焊接后
加工零件，以保证上述技术要求。由于喷嘴和筒之间的焊接凹槽是单一的v形凹槽，因此可以使用数值控制设备来提高烧嘴段中筒的打开精度。然后，根据经过
数值程序控制处理的精确孔进行装配。最后，根据上述技术要求对具有预处理公
差的部件进行处理。
3.1调整氧气流量
当烧嘴煤浆压差降低时，燃烧室内压力降低，氧气流量自动增大，增加了烧
嘴端面的热负荷，通过降低氧气流量，不仅可以维持正常炉温和氧煤比，更可以
改善烧嘴回流流股氧气分压，降低烧嘴端面的热负荷，操作上需控制烧嘴氧气流
量低于正常氧气流量，烧嘴煤浆压差降低幅度越大，氧气流量调节幅度需相应增加，一般５～１０ｍｉｎ即可出现效果，烧嘴煤浆压差回升后，不要立刻恢复氧
气流量，避免烧嘴压差反复波动，需待烧嘴煤浆压差恢复正常后，略降低氧煤比
控制。
3.2调整煤浆负荷
在处理烧嘴压差波动时，增加和降低煤浆负荷均有应用，且均具有一定效果，一般０．５ｈ左右，烧嘴端面热负荷恢复正常，烧嘴压差出现回升。通过增加煤
浆负荷进行调整时，氧气流量需维持不变；降低煤浆负荷需同时降低氧气流量，
也就是气化炉减负荷生产，一般需要运行正常的气化炉配合加负荷操作，以维持
全厂合成气平衡。
3.3调整煤种或配比
烧嘴压差波动往往出现在更换煤种期间，特别是随着煤化工日趋大型化，单
炉投煤量已达到3200ｔ／ｄ（湿基），卸煤量大、转运成本高。企业多进行灰熔
点分析后，采用直供上煤的运行方式，但灰熔点分析不能完全代表黏温特性分析，当换煤气化炉运行不适时，需调整上煤比例，即降低新煤比例或更换至原使用煤种，由于煤浆槽缓存作用，一般８ｈ才会出现明显效果。
5、结论与建议
对烧头烧嘴的分析表明，从中心延伸到周围环境的裂纹是细形状的凹槽，沿
凹槽边缘的圆弧具有不同的深度、角度和断裂。能量光谱分析数据显示断层部位
表面氧、硫和碳元素明显增加，表明该场掺杂材料被氧化为NiO，NiO在纯氧环
境中具有很大的吸氧能力，便于内部氧化的制备。然而，在含有硫、磷或其他低
熔点金属的热环境中，尤其是在颗粒边界s处沉积时，合金材料将变得易碎。烧
嘴头的温度和应力分布分析表明，尽管冷却剂连续冷却，但由于结构问题，局部
高温和高应力区域仍出现在壁厚的锐边，最大应力超过1400MPa，许用应力大大
超过860MPa。
结束语
目前，上述措施可以在一定程度上消除或减缓烧嘴压降的波动，但其效果有限。为了从根本上解决烧嘴压降波动问题，有必要消除烧嘴头部回流区的反向运动，改进和优化烧嘴室耐火砖的结构，消除或削弱烧嘴头部的结渣问题。作为气
化炉核心设备的工艺烧嘴，烧嘴压差是其核心参数之一，一般波动０．０１～０．０３ＭＰａ可视为正常，倘若出现烧嘴煤浆压差大幅降低，甚至长期在
０．１ＭＰａ低压差下运行，会加剧烧嘴端面龟裂和烧蚀，大大缩短烧嘴使用寿命。煤种变动、粒度偏粗、烧嘴间隙磨损和设计偏离负荷过大等原因均是造成烧
嘴压差波动的主要原因。经过一段时间摸索处理方法，降低氧气流量、调整煤浆
流量、中心氧气比例和配煤比例均能达到较好的处理效果，其中，调整中心氧气
比例和氧气流量时效性最短，调整配煤比例周期最长，但烧嘴煤浆压差回升后，
不要立刻恢复氧气流量，避免烧嘴压差反复波动，需待烧嘴煤浆压差恢复正常后，略降低氧煤比控制。
参考文献：
［1］张建民．气化炉烧嘴损坏原因分析及预防措施［J］．设备管理与维修，2018(11):69．
多喷嘴气化装置运行技术总结 蒋志容 【摘要】多喷嘴气化装置投运后，出现了气化炉拱顶超温、锁斗排渣不畅、下降管烧损、煤浆泵入口管线不畅、烧嘴室壁温局部偏高、烧嘴盘管泄漏、烧嘴氧压偏高、煤浆泵活塞杆断裂等问题，影响了装置的长周期稳定运行。经分析，原因锁定在原料煤、工艺烧嘴和工艺操作方面。通过整改并采取相关优化措施后，使得因气化装置造成的停车次数大大减少。%After putting into operation of the multi-nozzle gasification unit , there are problems including exceeding of temperature at vault of gasifier , blocking of slag discharge of lock hopper , downcomer damage by fire , obstructing of inlet pipe of coal slurry pump , high temperature at some parts of wall of nozzle chamber , leakage of nozzle coil , higher oxygen pressure of nozzle and fracture of piston rod of coal slurry pump , affecting long and stable running of the unit .After analysis , it is determined that the causes lay in raw coal , process nozzles and process operation .By rectification and taking relevant optimization measures , shutdown times caused by gasification unit are reduced significantly . 【期刊名称】《化肥工业》 【年(卷),期】2014(000)004 【总页数】3页(P34-36) 【关键词】多喷嘴;气化装置;技术总结
多喷嘴对置式煤气化技术 一、 背景我国能源结构的特点是富煤、缺油、少气。我国以煤为主的能源结构和国际能源市场形势，决定了我国必须立足国情，大力发展洁净煤技术，以此支持国民经济的快速发展，缓解油品供应紧张，保障**。煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、IGCC发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术（如图1所示），对发展经济和保障**具有重要的战略意义。国内在建的和处于筹建中的甲醇装置、合成氨装置、煤制油装置，已展现了对煤气化技术的强劲需求。 图1 煤气化技术重要地位简图 我国自上世纪80年代开始引进国外煤气化技术，多年来一直依赖进口、受制于人。据此估算，引进煤气化技术的专利实施许可费已高达2亿多美元，这还不包括昂贵的专有设备费和现场技术服务费等。据估计，专有设备耗费外汇也高达数亿美元。在国家有关部委的支持下，华东理工大学洁净煤技术研究所（煤气化教育部重点实验室）于遵宏教授带领的科研团队经过20多年的研究攻关，和兖矿集团有限公司合作，成功开发了具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，在国内外产生了重大影响。多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺原理如图2所示，主要包括多喷嘴对置式水煤浆气化工序、分级净化的合成气初步净化工序、直接换热式含渣水处理工序。 图2多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图 二、 技术研发历程多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由华东理工大学洁净煤技术研究所（煤气化教育部重点实验室）于遵宏教授带领的科研团队历经“九五”、“十五”和“十一五”科技攻关开发成功。“九五”期间，华东理工大学、鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“九五”科技攻关项目“新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉开发”，并完成了22吨煤/天规模的中试实验。在原国家石油和化学工业局的主持下，现场考核专家组于2000年10月11日上午9时22分起对多喷嘴对置式水煤浆气化中试装置进行了现场72小时考核。2000年10月31日，“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”通过原国家石油和化学工业局主持的专家鉴定，在水煤浆气化领域达到国际领先水平。
宁夏煤业甲醇分公司多喷嘴气化炉运行 情况探讨与总结 摘要：宁夏煤业甲醇分公司60万吨/年甲醇气化装置，自2010年3月气化 炉投料运行以来，通过不断的摸索，技术攻关和管理提升方面做了大量工作，目 前装置运行达到了较为稳定的水平，但也存在不少影响装置运行效率的问题，为 实现公司气化装置安稳长满优高效运行，有效掌握装置运行情况并采取针对性预 防及应对措施至关重要。基于此，本文就是甲醇分公司多喷嘴气化炉的运行情况 进行了详细阐述与总结，以期为进一步提升气化装置整体运行水平提供相应资料 参考。 关键词：多喷嘴气化炉；运行；宁夏煤业甲醇分公司 0前言 国家能源集团宁夏煤业甲醇分公司二套气化装置为四喷嘴水煤浆加压气化炉，炉膛直径3.88米，操作压力4.0MPa，两开一备，设计日投煤量2000吨，年产 60万吨甲醇，自2010年3月试车运行以来，经过12年的生产运行，不断总结经验，装置运行逐渐趋于稳定，取得了烧嘴最长连续运行84天，气化炉检修后最 长运行周期221天，粗煤气有效气成分维持82%以上，装置最高日产甲醇达到 2607吨，月产突破80000吨的成绩。目前气化炉炉砖更换周期如下：渣口砖 5000h；下筒体砖30000h；烧嘴热面砖5000h；烧嘴通道砖约5000h；中、上筒体、拱顶砖约11500h。 1原料煤掺烧情况 宁东地区煤质波动大，气化用煤采用羊精煤与羊沫煤复配，煤种单一，煤质 管控难度大。车间积极掺烧不同原料煤种，调整用煤配比，取样分析，收集原料煤、煤浆、气体成分以及运行数据。右表为不同煤种试烧及运行情况分析。现车 间使用上湾原料煤替代羊精煤效果良好，双炉负荷90m³/h,日产甲醇2500吨以上。
4.1 生产过程节能减排技术 4.1.1 先进煤气化技术 4.1.1.1 多喷嘴水煤浆气化技术 水煤浆经隔膜泵加压，通过四个对称布置在气化炉中上部同一水平面的工艺喷嘴，与氧气一起对喷进入气化炉进行气化反应。气化炉的流场结构由射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区组成，通过喷嘴对置、优化炉型结构及尺寸，在炉内形成撞击流，强化混合和热质传递过程，形成炉内合理的流场结构，达到良好的工艺与工程效果。 技术介绍 （1）技术特点 a.由于该技术是在原德士古煤气化技术的基础上发展起来的，因此，德士古技术的一些优点，如原料煤适应性较广，单台设备生产能力大等优势均得到较好继承。 b.该技术针对德士古技术存在的主要问题，如单喷嘴造成开车率低、操作弹性小，耐火砖寿命短造成运行费用高，气化炉带水等进行了改进，从目前运行情况来看，上述问题均有明显改善。 c.该技术拥有自主知识产权，因此相对比引进技术的专利使用费大幅降低，同时在设备、材料国产化方面也有较大提高。该技术采用的喷嘴、耐火砖均为国产，降低了运行费用，缩短了供货周期。 d.由于采用四喷嘴技术，煤气化装置投资较高，超过德士古技术的20％~30％。 e.装置运行过程中出现的气化炉拱顶砖冲刷严重和拱顶超温等问题，影响了装置的运行稳定性。 f.该技术属新开发的技术，目前工业化装置运行时间相对较短，设计、操作经验较少，有些数据需经过较长时间的运行后才能较真实的体现出来。 （2）工艺流程 该技术属气流床加压气化装置，湿法进料，液态排渣。煤气化系统主要由水煤浆制备装置、四喷嘴对置煤气化装置、煤气初步净化装置、含渣水处理装置及配套空分装置等部分组成。 工艺流程图如图4.1.1.1所示：
多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉系统操作开车规范及优化 赵学圣曲红宾 （恒力炼化煤制氢） 摘要：根据多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置投料的操作流程，总结开车操作的具体优化方法，本文中简述了开车程序的整个流程，主要讲述了开车过程中需要注意的一些问题。 关健词：气化炉烘炉置换投料升压查漏切水并气 恒力炼化煤制氢气化车间采用多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置，自开车以来不断优化开车流程，通过总结经验和技术攻关，目前装置运行稳定。 一．系统开车前准备工作 1.1 公用工程、生产辅助系统开车 1.2 添加剂系统开车 将添加剂加入添加剂槽，建立液位，启动搅拌器,待用。 1.3 絮凝剂系统开车 将絮凝剂加入絮凝剂槽，建立液位，启动搅拌器，待用。 1.4 分散剂系统开车 将分散剂加入分散剂槽，建立液位，启动搅拌器，待用。 1.5 煤浆制备系统开车 (1) 煤运系统提前开车，将煤破碎后送入煤仓。 (2) 打开磨煤机出料槽至磨煤机出料槽泵主管线上的阀门及磨煤机出料槽泵出口至二级滚筒筛主管线上的所有阀门，关闭导淋阀。 (3) 按单体设备操作法启动磨煤机。按单体设备操作法启动煤机给水泵，向磨煤机送水。 (4) 按单体设备操作法启动煤称重进料机送煤进磨煤机。 (9) 按单体设备操作法启动磨煤机出料槽泵向排放池送煤浆，当煤浆符合标准后，切换至二级滚筒筛送至大煤浆槽。当大煤浆槽液位完全覆盖到煤浆槽搅拌器的最底部浆叶时启动煤浆槽搅拌器。合格煤浆存于槽内待用。 注意：在运行期间，所有煤浆制备系统阀门必须处于全关或全开位置，严禁偏离。冲洗水总阀和各个分支阀应确保关到位、不泄漏，冲洗水总管导淋阀全开。对部分关键的冲洗水阀门要挂禁动标志牌。 1.6 气化炉耐火砖的烘炉预热，建立预热水循环。 (1) 倒气化炉黑水管线至澄清槽盲板至通路，打开电动阀。 (2) 倒通低压灰水至气化炉激冷水管线盲板，打开前后手阀，关闭中间导淋，供预热水到激冷环。 (3) 启用激冷水流量调节阀，控制流量不低于180m3 /h，控制激冷室液位在烘炉液位 (5)预热水循环路线：
多喷嘴气化技术在大型煤化工项目中的技术优势介绍 多喷嘴对置式水煤浆气化技术经理十几年的发展，通过四个喷嘴的对置物料在炉内形成撞击流畅，既促进了物料的混合和雾化，同时降低了单个喷嘴的处理负荷，为气化炉的大型化奠定了基础。 标签：多喷嘴；大型化；烧嘴；合成气净化 多喷嘴气化炉采用了四个工艺烧嘴对置，气化炉流场为撞击型，结构合理，物料的混合更加充分，反应更加完全，每个工艺烧嘴承担了合理的负荷，雾化效果良好，单台气化炉处理能力可以实现大型化，目前已经投入运行的最大处理能力的气化炉为3000吨级，设计中的单炉处理能力达到4000吨级。 气化炉大型化后，对于大型煤化工项目，系列数减少，可以节约投资和运行费用。对于100万吨甲醇规模，推荐采用多喷嘴气化炉3台（2开1备）即可实现产能目标，单炉干基投煤量为2500t/d（干基），气化炉直径3880mm，气化炉压力6.5MPa。此种炉型在市场已经推广十余家，共计50台套气化炉，单炉设计最大产气量达到210000Nm?/h规模。 1 合理的气化炉流场为气固颗粒间的传递和化学反应创造良好条件 水煤浆气化在气化过程中发生的物理和化学过程非常复杂，在气化炉内涉及高温、高压、湍流多相流动下复杂的热质传递过程的相互作用。气流床气化炉温度很高，平均温度～1250℃，火焰温度更高，气化炉内发生化学反应的时间尺度远小于混合的时间尺度，即混合传递过程成为气化过程的控制步骤，因此强化固体颗粒与流体间的传递过程、合理的气化炉流场成为有效提高气化效率的关键措施。 多喷嘴对置式气化炉运用撞击流原理，气化炉流场结构可分为六个区域：射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区。合理的流场使得颗粒在气化炉内的停留时间分布更利于气化过程的进行，大大降低了短路物料的比例，提高了碳转化率；平推流长，在有限的空间内延长了物料在气化炉内停留时间，使得水煤浆气化反应进行更为完全，气化指标优，大型化优势尤为显著。 在大型化炉型设计上将进一步优化气化炉的高径比、选择更为合理的停留时间分布，提高炉内单位容积内颗粒浓度，强化颗粒间碰撞，为提高气化效率创造良好的条件。 2 高效、节能、长寿命的喷嘴强化了气液固三相混合，提升了气化效率 气化喷嘴是水煤浆气化技术中的关键之设备之一，其性能和寿命关系到气化效率和氣化炉的安全、长周期运转。专利方经过多年攻关，开发了一种新型预膜喷嘴。该气化喷嘴采用预膜、外混式，三股物流射出喷嘴，水煤浆的内外侧为高
水煤浆影响多喷嘴气化炉炉温因素 摘要:炉温控制是多喷嘴水煤浆气化炉操作的要点。影响炉温的因素较多。 本文从高温热偶、水洗塔出口合成气成分、煤质、灰渣形态、氧煤比等方面介绍 了对炉温的影响。 关键词：水煤浆；气化炉；炉温；氧煤比 引言 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是近年来逐渐发展起来的新型煤气术。对该 炉炉况的操作关键点就是对炉温的控制。炉温过高，对耐火砖蚀损严重；炉温 偏低，容易造成渣口堵塞。影响炉温的因素，主要有高温热偶、水洗塔出口合 成气成分、煤质、灰渣形态、氧煤比、壁温、合成气出气温度。本文对其进行 一一介绍。 一、高温热电偶 高温热电偶是反应气化温度的一个重要仪表设备，它的安装一般是按照燃 烧室的构造从上至下均匀分布的，这样就可以反映出整个燃烧室的温度分布，给 操作人员提供一个可靠的温度数据，结合入炉煤的粘温特性进行实时监控操作。这样可以防止因炉温的过低而引起渣口的堵塞等不正常现象，以及炉温的过高引 起对耐火砖的烧蚀等。在气化炉正常运行中燃烧室中的高温热偶是最能直接反应 出燃烧室内部温度的仪表设备，但是因为气化反应温度较高，一般都在1300℃ 左右。高温的烧蚀以及熔融状的灰对高温热偶的冲蚀，从而造成高温热偶在开 车后的一周内左右就损坏了。如果燃烧室温度越高、入炉煤灰分含量越高那么高 温热偶的使用寿命就越短。 二、水洗塔合成气出口成分 在气化炉正常运行时，由于高温热电偶不会较长时间的使用那就间接的利 用其它介质来反映气化的燃烧温度。水洗塔出口合成气的分析就是间接的反应
气化温度得到介质。在合成气的分析中其主要是分析一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷的含量来间接的气化反应温度。在正常的生产中也经常利用在线自动 分析仪来实时分析合成气气体成分。其主要是因为当炉温升高是合成气中的二 氧化碳含量将随之升高，一氧化碳含量降低，甲烷含量也随之降低，有效期气 量降低。当炉温降低合成气中的气体成分却反之，二氧化碳含量将随之降低，一 氧化碳含量升高，甲烷含量也随之升高，有效期气量降低。合成气的分析反映 出气化炉温度区间不同，只适合气化炉在小幅度范围内的调节，大幅度调节时 还应该根据气化运行情况，依靠高温热偶来小幅度调节气化操作温度。(高温热 偶只限于烘炉时运行，一旦投料成功高温热偶将会损坏)。 三、煤质 水煤浆气化对煤质要求有以下几点：一、原料煤成浆性要好；二、灰熔点 越低越好，一般要求＜1200℃，最高不超1250℃，灰熔点越低，操作炉温越低， 则消耗降低，且耐火砖使用寿命延长；三、灰渣粘温特性要好，避免炉内积 渣造成下降管、激冷环、工艺烧嘴的损坏；四、灰分越低越好，灰分高会增加氧耗、煤耗，同时由于渣量大，容易造成渣堵、激冷室积渣，耐火砖侵蚀加剧、 缩短使用寿命，影响水质，对管道、机泵磨损加大，捞渣机负荷过大等问题。其 中灰熔点对炉温的影响最为明显。灰熔点升高，要求的操作温度就越高，操作 人员若不及时调整，会造成气化炉渣口堵渣、下降管烧穿而紧急停车检修。 但是若操作温度过高，耐火砖寿命就是大大缩短、煤耗氧耗升高，严重时会造成 炉壁超温停车。因此应严格控制入炉煤质量。 四、灰渣形态 在正常生产灰渣一般都是每半个小时通过锁斗排一次，所以说渣样反应出这 半个小时的运行情况，因此判断也比较重要，它可以及时的对炉况进行调整。正 常灰渣应为粒度均匀、表面光滑、灰量适中，占总渣量的50％以上为宜。若粗渣 偏多，颜色呈现黄绿色，分析Cr2O3含量较高，此时炉温较高，应缓慢降低O/C，逐步降低操作温度；若渣有拉丝现象，渣量适中，说明渣的流动性变差，渣口出 现堵塞，呈不规则状，应适当升温，提高O/C。实际操作中应根据渣、DCS操作 指示以及煤浆浓度、煤质分析综合判断处理。
烧嘴压差对气化炉的影响 2015-11-05 14:00:23 浏览243 前言 烧嘴压差也称煤浆压差，是指煤浆压力与气化炉压力之差，烧嘴压差能反映出烧嘴磨损量及雾化效果。若烧嘴压差发生变化时，应及时分析，找出影响烧嘴压差的因素，并及时调整工艺指标。 1 烧嘴压差波动对气化炉的影响 1.1 烧嘴压差低 ① 煤浆物料出烧嘴的速度降低，外环氧不足以形成合适的雾化角度，特别是烧嘴压差波动频繁会引起连锁反应，造成氧气压差波动；两者相互作用、相互影响，导致烧嘴压差波动更为频繁；烧嘴雾化效果差，煤浆颗粒燃烧不完全，渣中残碳含量升高；使有效气成分降低，碳的利用率下降。②煤浆出口流速下降，导致火焰离烧嘴室太近，造成烧嘴安装法兰温度过高。③物料会对烧嘴室周围的耐火砖直接冲刷，甚至损坏周围的耐火砖，缩短耐火砖的使用寿命。④煤浆质量差时，操作温度过高，烧嘴火焰不稳，容易造成烧嘴回火，烧坏烧嘴。当烧嘴频繁出现回火时，烧嘴的使用寿命呈几何倍数下降，甚至运行1周烧嘴即被烧毁，引起气化炉联锁停车。 烧嘴回火的表现：①烧嘴冷却水吸热过多，温差大；②合成气质量差； ③气化炉的温度出现波动，短时间内会出现200℃的温升，且升温的速度无法控制；④灰量增多或者合成气中甲烷含量上升。 1.2 烧嘴压差升高 若大颗粒或其他较大直径的物体堵塞在烧嘴煤浆环隙头部以及头部有大颗粒存在时，煤浆流速升高，但流向不定，会随颗粒的运动而发生变化，降低碳的转化率。烧嘴压差升高时，入炉煤浆流量减少，氧气相对过量，炉温会猛升，而且不可控。由于短时间内炉温大幅度波动，耐火砖在短时间内受到高温和低温的双重影响，造成耐火砖表面热应力不均，导致耐火砖砖缝开裂；若情况严重，则会造成气化炉炉壁温度升高，气化炉被迫停车；若停车不及时，还会发生气化炉过氧爆炸事故。 2 影响烧嘴压差波动的因素 2.1 煤浆质量差 煤浆的含量或者黏度不合格都会引起烧嘴压差降低。当煤浆含量降低，单位煤浆的质量下降，膜盒压力表测得压力降低。煤浆含量降低使气化炉运行经济性下降，导致单位产品的比氧耗和比煤耗升高，特别是煤浆质量分数低于59％气化炉的运行经济性下降。煤浆的黏度发生变化时，外环氧对煤浆的剪切力和中心氧对煤浆的加速作用均会发生变化，致使烧嘴压差波动。 2.2 氧气流量调节阀的开度偏小 对四喷嘴水煤浆气化而言，外环氧的出口速度决定了烧嘴雾化角度。当氧气流量调节阀的开度偏小，氧气入炉前压力降低，出口气体流速降低，烧嘴压差降低。由于两者是相互制约的，氧气流量调节阀持续小开度，烧嘴压差也会长时间处于低限运行，特别是在烧嘴使用寿命后期运行时，此现象尤为突出。 2.3 高压煤浆泵系统出现问题
多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发及其在大氮肥国产化工程中的应用 于遵宏1，于广锁1，周志杰1，刘海峰1，王亦飞1，陈雪莉1，王辅臣1， 2005-09-16 煤炭气化，即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物)，是对煤炭进行化学加工的一个重要方法，是实现煤炭洁净利用的关键。气流床煤气化技术代表着发展趋势，是现在最清洁的煤利用技术之一，主要包括：以水煤浆为原料的GE(Texaco)、Global E-Gas气化炉，以干粉煤为原料的Shell、Prenflo、Noell气化炉［1］。在新型煤化工和能源转化技术中，煤气化都起有重要作用，特别在我国，煤气化同时具有作原料气和燃料气的市场需求，被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产煤气的企业，社会需求很大，近几年内在产业应用方面将有巨大的发展。 “九五”期间华东理工大学、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心(兖矿鲁南化肥厂)、中国天辰化学工程公司承担了国家重点科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”，中试装置（日投煤22t）的运行结果表明在水煤浆气化领域达到了国际领先水平。通过专利实施许可的方式，并在国家发改委“十五”重大技术装备研制项目的支持下，四喷嘴对置式水煤浆气化技术成功应用于山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化工程，建设了一台投煤750t/d、气化压力6.5MPa的煤气化装置，现该装置运行状况良好。 1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术开发 1.1 大型冷模研究 实验流程如图1所示。大型冷模对置气化炉直径1m。采用激光多普勒三维粒子动态分析仪(φDual PDA)、热线风速仪(Streamline 4)、毕托管等研究测试气化炉内的撞击射流湍流速度场、浓度场、压力场、停留时间分布等，获得气化炉内的流动与混合规律，为气化炉的研究开发提供科学依据。流场结构见图2，可划分为：射流区(Ⅰ)、撞击区(Ⅱ)、撞击流股(Ⅲ,上下两股)、回流区(Ⅳ，共六个)、折返流区(V)、管流区(Ⅵ)。 1—冷模气化炉；2—喷嘴；3—鼓风机；4—流量计；5—水泵；6—示踪剂；7—Dual DA测试系统；8—停留时间测试系统 图1 大型冷模实验流程
多喷嘴水煤浆气化技术 0 引言 为了推进我国化学工业的发展，扩展气化用原料煤种，自20世纪80年代以来，我国花费巨额外汇先后引进了10余套德士古水煤浆气化装置，用于生产合成氨与甲醇。随着德士古煤气化装置技术优势的显现，由于购买昂贵的专利使用权和过高价格的进口设备、材料，也使一些企业背上了沉重的还贷负担。 经过10多年的实践，国内在水煤浆气化技术方面积累了一定的设计、安装和运行等工程经验，通过在实践中不断进行技术的优化、完善与创新，推动了水煤浆气化技术在中国的应用和发展。“九五”期间，水煤浆气化与煤化工国家工程中心、华东理工大学和中国天辰化学工程公司承担的国家重点科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”，通过了专家鉴定与验收。 在山东华鲁恒升化工股份有限公司国产化1000t/d合成氨大型氮肥装置中，采用了6.5MPa、投煤 750t／d的四喷嘴对置式水煤浆气流床气化炉(以下简称四喷嘴气化炉)，这也是新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉技术中试装置通过考核后的首次工业化装置。山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴气化炉是在中试装置的基础上，由华东理工大学、水煤浆气化与煤化工国家工程中心出具工艺软件包，中国华陆工程公司根据工艺软件包进行了工程设计，哈尔滨锅炉厂有限公司制造了气化炉设备主体，新乡耐火材料厂提供了气化炉燃烧室耐火衬里。
山东华鲁恒升化工股份有限公司四喷嘴气化炉自2004年12月1日开始试车、投入运行，本文拟对其应用情况进行介绍。 1 四喷嘴气化炉结构原理 来自棒磨机的水煤浆经两个隔膜泵加压，与来自空分装置的高纯度氧气一起通过4个对称布置在气化炉中上部同一水平面上的工艺喷嘴，对喷进入气化炉燃烧室，每个隔膜泵分别给轴线上相对的两个喷嘴供料。在高温高压下，喷入气化炉燃烧室的水煤浆与氧气进行部分氧化反应，生成CO、H2为有效成分的粗煤气。气化炉激冷室内有下降管，下降管上端连接激冷环，下降管下部浸入激冷水中，下端有四个切向排气口；下降管与激冷室内壁之间有四层锯齿型的破泡分隔板。工艺喷嘴为预膜式喷嘴。工艺气 PG出气化炉后经文丘里洗涤器、分离器和水洗塔后送变换工段。分离器内有破泡板和导气管，水洗塔上部有固阀塔盘、旋流塔盘和高效除沫器。气化炉激冷室下部没有设置破渣机。气化炉结构见图1，气化炉局部工艺流程见图2。
多喷嘴气化炉烧嘴压差波动的原因与探 讨 摘要：烧嘴是4喷嘴煤浆气化过程中设备的重要组成部分，水煤浆经高压煤浆泵加压至7.88mpa与来自空分的氧气（8.4mpa)，通过水平均布对置的两对烧嘴，进入压力为6.4mpa,温度为1260℃左右的气化炉进行反应，生成合成气（CO+H2）。工艺烧嘴本身的使用寿命，工艺操作条件，雾化的好坏，烧嘴的工作状态，使用寿命影响系统长周期经济稳定性。 关键词：水煤浆；工艺烧嘴；煤浆压差；波动；环隙 引言 近年来，煤气化技术迅速发展，工业装置中气化炉不断改进和完善。气化炉工艺烧嘴的使用寿命和性能是制约系统长周期运行、稳定的关键。这是因为气化烧嘴长期处于高温、高压、纯氧和热辐射的环境中。一般来说，气化烧嘴的工作压力为6.4MPa左右，气化炉的操作温度为1250℃～1300℃左右，烧嘴头部被高温的火焰强烈释放。 1、工艺烧嘴头部结构和工作原理 工艺烧嘴采用三通道预膜式结构，主要作用是使煤浆通过氧气的高速流动和剪切实现煤浆的良好雾化。中心氧管设计成缩口结构，目的是形成高速的中心氧流(约150m/s)，同时其出口和水煤浆管端面缩入一定尺寸，造成一个中心氧和水煤浆的预混合腔。在预混合腔内，利用中心氧对水煤浆进行悬浮分散和初加速(约20m/s)，改善水煤浆的流变性能。外氧管口的缩变量更大一些，目的是提供更高流速的氧气(约200m/s)，使通过预混合腔的水煤浆混合物进行良好的雾化，以便在气化炉内达到良好的燃烧和气化效果。 2、烧嘴失效分析
2.1高压煤浆泵打量异常 由于高压煤浆泵的入口和出口处堵塞的止回阀原地脱落等原因，不仅导致异常测量，还导致输出缓冲罐加载不当，从而导致煤浆流量和压力不稳定，从而导致烧嘴的压力差异波动(减少)。但是，当烧嘴的压力差异波动(减少)时，水煤浆的电磁流量比较稳定。烧嘴的压力差波动(减少)后，水煤浆的电磁流量也相对稳定，可以消除测量流量计延迟的问题(一般来说，高压煤浆泵看起来异常时，烧嘴的压力差会有减少的趋势，即使流量下降一半，烧嘴的压力差也在0.10MPa以上)。由于长时间高压煤浆泵的异常测量，烧嘴的压力差发生波动(减少)时，电磁流量会发生反应，但实际电磁流量相对稳定，因此应排除影响高压煤浆泵异常测量的因素。 2.2原料煤中杂物 煤中的一些杂质在用煤磨机粉碎后仍未被破坏或清除，煤浆液可能进入烧嘴并紧贴在中央氧气定位单元上，这会引起部分煤浆流动和炉内局部流场的变化。因此，它影响烧嘴中压力差的波动(减小)。在2022年9月8日至12月10日气化A运行期间，烧嘴c的压力差经常波动(减小)，而烧嘴a的压力差波动(减小)不大。在检查中，发现有一种细小的麻状物质附着到烧嘴氧气定位单元a上，一种细小的麻状物质附着到烧嘴氧气定位单元c上。 2.3煤浆黏度 多喷嘴气化炉烧嘴在结构和工作原理上称为预膜烧嘴。碳悬浮液在氧气的作用下形成液体膜。炭浆的粘度直接影响液体膜的形成和厚度，这不仅会影响碳浆中氧气的雾化，还会影响离开烧嘴后材料流动的轨迹和场的局部分布。但是，在实际操作过程中，水煤浆的粘度保持相对稳定，因此，由于水煤浆粘度的变化，影响烧嘴压力差异波动的因素可能会被消除。 2.4单向阀卡顿影响 新一代四喷嘴水煤浆气化工艺用单向阀取代煤浆炉头阀，即在水煤浆进入工艺烧嘴前设置单向阀，事故状态下，用以阻止气化炉内高温水煤气通过煤浆管线
多喷嘴对置式水煤浆气化装置运行总结 李光;宋肖盼;乔洁;顾朝晖 【期刊名称】《小氮肥》 【年(卷),期】2015(000)001 【总页数】2页(P22-23) 【作者】李光;宋肖盼;乔洁;顾朝晖 【作者单位】河南心连心化肥有限公司河南新乡453731;河南心连心化肥有限公 司河南新乡453731;河南心连心化肥有限公司河南新乡453731;河南心连心化肥有限公司河南新乡453731 【正文语种】中文 河南心连心化肥有限公司800kt/a尿素装置的气化装置采用多喷嘴对置式水煤浆 加压气化技术，气化压力为6.5MPa，气化温度为1200～1400℃。该气化装置包括煤浆制备、气化和渣水处理3个单元，气化炉2开1备。首台气化炉于2013 年11月18日开始试运行，2013年12月19日正式生产投料成功，截止至2014年1月17日，已经连续运行700h。气化装置整体运行平稳，没有停车事故，现 对气化装置运行中出现问题和改进措施进行总结。 事故:黑水循环泵出口法兰连接处发生泄漏，温度为240℃、压力为6.36MPa的黑水大量喷射出来，事故没有造成人员伤亡。在确保绝对安全情况下，停运事故黑水循环泵，启动备泵，保证了黑水的正常循环。 原因分析:①投料前，黑水循环泵出口法兰螺栓紧固不彻底，运行后螺栓出现松动，法兰没有起到密封作用;②投料后，由于螺栓的工作环境发生了变化，螺栓出现松
动后没有及时进行紧固;③上螺栓时，没有将法兰密封面擦拭干净，导致密封不严。改进措施:①立即停运事故黑水循环泵并进行检修，拆开发生泄漏处法兰，清洗法 兰密封面，保证法兰密封面的洁净;②重新紧固螺栓后，再次投入运行。 事故:澄清槽底料泵的进口管线发生堵塞，导致澄清槽底料泵停运而无法正常供应 渣料。备泵启动后，渣料处理正常。 原因分析:①澄清池底料泵刚投运时，气化系统黑水浓度很大，澄清槽内黑水中渣 含量和黏度也相应增大，此时沉积在澄清槽底部的渣料流动性变差而堵塞底料泵的进口管线;②絮凝剂加入量过大，渣料在澄清槽底部迅速沉积，无法正常流入底料 泵的进口管线内。 改进措施:①倒泵以后，将澄清池底料泵进口管线冲洗干净，并将清洗污水通过导 淋排至渣沟;②适当减少絮凝剂的添加量，使澄清槽内黑水中渣料缓慢沉积和澄清 槽底部的渣料可均匀流入底料泵的进口管线内。 事故:渣池泵的进口管线发生堵塞，渣池泵停运，渣水无法正常循环。启动备泵后，渣水才能正常循环。 原因分析:前期进行局部试车时，由于工作人员的疏忽，渣池内残留的大颗粒渣样 没有及时清除。正常生产后，大颗粒渣样大量聚集在渣池泵进口处，发生堵塞。 改进措施:①倒泵后，将堵塞处拆开，把大颗粒渣样清除干净;②加强对操作人员的 相关教育，杜绝相关事故的发生;③在渣池出口处增设滤网，过滤掉大颗粒渣样， 以避免渣池至渣池泵管线堵塞。 事故:旋风分离器液位计的根部螺栓由于质量问题发生断裂，导致大量半水煤气从 旋风分离器液位计根部泄漏，气化工段现场空气中CO含量严重超标，整套装置紧急停车，进行检修。 原因分析:①螺栓质量不过关，使用的螺栓承受不了相应的压力和温度;②紧固螺栓时，由于使用的工具和紧固方法不当，导致螺栓在紧固过程中发生变形或局部产生
多喷嘴对置式水煤浆气化炉操作温度的控制 步建军 【摘要】介绍了多喷嘴对置式水煤浆气化炉工艺流程及气化炉炉温控制的重要性.分析了气化炉炉温控制的影响因素,介绍了多喷嘴对置式新型气化炉装置操作温度的控制方法,并阐述了更换煤种和炉壁超温工况下的炉温调整方法.%A brief account is given of the process flow of the multi-nozzle opposed coal-water slurry gasifier and the importance of temperature control of the gasifier. Influencing factors are analyzed of the temperature control of the gasifier, the control method is described of the operating temperature of the new-type gasifier, and also the readjustment method of gasifier temperature under overtemperature conditions of the gasifier walls and change of type of coal. 【期刊名称】《化肥工业》 【年(卷),期】2012(039)006 【总页数】5页(P15-18,25) 【关键词】多喷嘴;气化炉;操作温度;控制 【作者】步建军 【作者单位】江苏索普＜集团＞有限公司江苏镇江212006 【正文语种】中文
GE水煤浆气化工艺烧嘴压差低原因分析 及解决措施 摘要：GE水煤浆气化工艺是以煤和氧气为生产原料，即将原料煤、研磨水及水煤浆添加剂按一定配比研磨出合格的煤浆，与来自空分装置的纯氧通过三通道工艺烧嘴预混合后进入气化炉，在一定温度及压力下进行不完全氧化反应，生产为主要成分的粗合成气，粗合成气送至下游净化装置。在实际生产运行以CO+H 2 中，经常会出现烧嘴压差低于联锁值（20kPa）触发气化炉跳车，从而严重制约装置的长周期稳定运行。烧嘴压差是指煤浆进入烧嘴前的压力与气化炉合成气出口压力的差值，烧嘴压差能反映烧嘴喷头的磨蚀及烧嘴喷射雾化效果。设置烧嘴压差低停车联锁主要是防止高温高压合成气反窜进入煤浆管道引起爆炸事故。本文详细的对烧嘴压差低的各种原因进行深度剖析，并提供相对应的解决措施，减少因烧嘴压差低导致气化炉跳车的次数。 关键词：烧嘴压差；烧嘴改造；煤浆质量；中心氧；操作调整 1、中天合创GE水煤浆气化装置简述 中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目煤气化装置采用美国GE公司“非催化部分氧化法”水煤浆气化技术，购买水煤浆气化工艺包和专利设备，由中石化宁波工程公司完成基础及详细工程设计（如图1）。煤气化装置共分为气化一、气化二两个系列，两个系列设置相同，主要包含14套煤浆制备系统、14套气化及合成气洗涤系统、14套四级闪蒸系统及相关公用工程系统。单台气化炉设计原煤日处理量为1496t，有效气产量（CO+H2）10.7万m3/h，14台气化炉正常生产时11开3备，装置于2013年9月份正式开工建设，2016年6月中交，2016年9月份投料开车。
图1 装置工艺流程 2、装置运行状态 装置在运行初期极不稳定，气化炉跳车频繁、运行周期短，其中2018年，气化炉非计划停车（连续运行天数＜60天）次数多达116次，尤其是烧嘴压差低联锁（T-25）导致气化炉非计划停车次数达到88次，气化炉单炉连续运行时间平均不足30天，大大落后于同行业平均70天的运行水平。频繁的烧嘴压差低联锁跳车不仅隐藏着巨大的安全风险，而且对企业的经济效益有着极大的影响。烧嘴压差低，对气化炉和烧嘴的影响主要有：（1）容易造成烧嘴回火，烧穿烧嘴冷却水盘管，导致气化炉跳车，严重时高温高压合成气从冷却水管道窜出发生火灾爆炸事故；（2）火焰变短，导致气化炉拱顶及烧嘴法兰温度高，同时对拱顶砖的冲刷磨蚀加快；（3）煤浆雾化效果差，碳转化不完全，有效气产率低，气化炉渣量变大，捞渣机电流升高。（4）烧嘴压差低于联锁值20kPa时，气化炉跳车[1]。烧嘴压差低成为制约装置安全稳定运行的瓶颈，为解决这一难题，装置成立攻关小组，对烧嘴压差的影响因素进行全面的分析，一致认为，烧嘴压差的
华鲁恒生多元料浆气扮装置的运行及问题研讨 李玉成（山东华鲁恒升化工股份有限公司，山东德州253024）日期：2022-10-24 1概述 多元料浆气化是山东华鲁恒升化工股份有限公司首例实现的、国内首套大化肥装置，叩采纳部分重油或高热值物质以及含可燃介质的化工废液，如：甲醇残液、精储高沸点烷烧、机泵润滑废油等，甚至对大部分的化工废液进行回收采用，代替制浆中的水分，使料浆有效含量大幅度提高，克服水煤浆在加压气化过程中因水分较高而产生的缺点，属于干净煤气化工程技术，同时又是一项有效的节能减排措施。 山东华鲁恒升化工股份有限公司多元料浆气扮装置由中国华陆工程公司、华东理工高校、我国水煤浆气化与煤化工工程讨论中心共同讨论设计，是具有自主学问产权的大氮肥装置。该装置包括一期（年生产力量30Okt合成氨，单炉生产力量15Okt）和二期（年生产力量230 kt） 2套大型气扮装置，其中一期有2004年10月26日开车投产的2台φ2800 mm顶置单喷嘴气化炉和12月16日一次开车胜利的国内首套多喷嘴水平对置式气化炉（炉体直径φ2800 mm,以下简称多喷嘴气化炉），单喷嘴稳定连续运行达45 d；多喷嘴连续运行至今，累计运行已经超过18500 h；二期包括φ2800mm和φ3200mm 顶置单喷嘴气化炉各1台，分别于2007年2月5日和12日一次投产胜利，并且在首次运行中大烧嘴创下连续稳定运行62 d的纪录。由于投产初期消失了多种令人意想不到的状况，该文比较全面地介绍自开车以来消失的具有代表性的各种问题，并提出具有建议性的解决措施和方案。 2多元料浆流程简介 多元料浆气化是西北化工讨论院在多年气流床煤气化技术讨论的基础上开发的一种气流床加压气化技术，是其次代煤气化技术中比较先进的一种合成气生产工艺。华鲁恒升大化肥装置是以来自煤浆制备工序的水煤浆为主，同时还加有来自其他工序的甲醇残液、高沸点烷烧、废油等原料混合进入气化炉，同来自空分装置高纯度的气态氧气在高温高压下的炉内进行部分氧化反应，生成以C0+H2为主要成分的粗煤气。生成的粗煤气和熔融态的灰渣经气化炉下渣口、下降管进入水冷式激冷室，下降管上端连接有激冷环，激冷环以环形射流方式对粗煤气和液态渣进行喷淋冷却，下降管下部浸入激冷水中，合成气经下降管和提升管之间的环隙并经气化炉工艺气出口挡液板挡去部分细灰和水汽，再经文丘里洗涤器洗涤进入水洗塔再次洗涤降温后送往变换工序。水洗塔内部装有导气管，上部装有固阀塔盘、旋流板和除沫器。 原料煤采纳国内神华集闭神府煤，主要来自大柳塔煤矿和活鸡兔煤矿，原料煤的主要成分有
四喷嘴气化炉产气量的影响因素 摘要：煤气化技术的发展和进步是推动洁净煤利用技术发展的关键因素之一。 四喷嘴对置式水煤浆气化炉属气流床加压气化技术。某能源有限公司一期360kt/a 甲醇项目四喷嘴气化炉因原料煤调整后煤质不稳定，系统甲醇产量波动较大。从 煤中元素含量、粗煤气温度等方面入手，分析与探讨气化炉产气量及系统甲醇产 量的影响因素。 关键词：四喷嘴气化炉；产气量；影响因素 1前言 某能源有限公司一期360kt/a甲醇项目，配套42000m3/h空分装置；该气化 装置有两个四喷嘴气化炉，一个开、一个备，一个单炉，喷煤能力1500t/d，设 计工作压力6.5mpa。2014年3月，气化设备原料进行调整，气化煤质量波动较 大（见表1），严重影响了气化炉出气和系统甲醇产量。分析了四喷嘴气化炉煤 气生产和甲醇生产的影响因素： 表 1 原料煤煤质分析数据 2四喷嘴气化炉设备介绍 2.1气化炉烧嘴 烧嘴作为水煤浆气化炉的核心设备，其运行工况直接影响气化炉的气化效率、炉壁温度及所造渣中碳的含量等。烧嘴是通过氧气流股与煤浆流股的动量交换， 以达到雾化煤浆的目的，从而为炉内的气化与燃烧创造条件。四喷嘴水煤浆气化 技术采用预膜式烧嘴，外混式雾化效果优于内混式烧嘴。水煤浆通过4个对称布 置在气化炉中上部同一水平面上的烧嘴，与氧气一起对喷进入气化炉内，在炉内 形成撞击流，在完成煤浆雾化的同时，强化热质传递，促进气化反应的进行。相 对于其他气化工艺物料的平均停留时间更长，反应更加充分，渣中碳含量较低。 2.2耐火砖 四喷嘴水煤浆气化炉燃烧室耐火材料主要有向火面砖、背衬砖、隔热层、浇 注料、耐火毡等，向火面砖为高铬砖（CRB-90），背衬砖为铬刚玉砖（CRCB-12），隔热层为Al2O3空心球砖（ABB-98），浇注料为铬刚玉浇注料（CastPC-12）。向 火面砖直接与高温高压的合成气、灰渣接触，承受化学腐蚀、物理冲击、灰渣冲 刷等磨损较快，为使用寿命最短的耐火砖。四喷嘴气化炉由于具有特殊的气化工艺，整个燃烧室内的流场分成射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区、 管流区等6个区域，其中拱顶与渣口砖由于遭受冲刷较为严重，使用寿命相对于 其他部位的耐火砖较短。 2.3水洗塔盘 水洗塔作为气化工艺中仅次于气化炉的关键设备，其运行工况直接决定了合 成气的清洁度及变换炉工况，进而影响气化炉的长周期稳定运行。该公司水洗塔 采用5层泡罩塔结构，高温变换凝液由最上层塔盘进料，高压灰水由第3层（自 上而下数）塔盘进料，合成气自下而上依次穿过5层塔盘换热、洗涤，干净的合 成气经除沫器后输入后系统。水洗塔最常见的问题是合成气带水，塔盘堵塞是造 成合成气带水的重要因素之一。通过对塔盘堵塞物取样分析发现，有细灰以及钙 铁复合盐的成分。合成气所夹带的细灰经过塔盘时黏结在泡罩上，钙铁复合盐主 要是由碱度高的高温变换凝液与硬度高的灰水混合而形成。第3层塔盘上的堵塞 物主要成分为钙铁复合盐，第5层塔盘上的堵塞物主要成分为细灰，这与各物料
四喷嘴气化炉带灰原因分析及处理措施 摘要：渣口压差作为气化炉一项重要监控工艺指标，该指标反应气化炉压力与 合成气出口压力之差。当该值升高时，应引起操作人员的注意，分析判断该值指 示的是否为真实值，根据不同工况做出相应的工艺处理，保证气化装置的稳定运行。 关键词：渣口；压差；熔渣；措施 1前言 煤炭气化是以煤或焦煤为原料，通过化学反应将固体煤或焦煤中的可燃部分 转化为气体燃料的化学过程。在众多煤炭利用方式里，煤炭气化因其较高的碳转 化率和能量转化率，已经成为仅次于煤炭直接燃烧发电的使用量。煤炭气化技术 不仅可以提高煤炭的利用率，还可以进一步提高燃料的安全性。 2煤炭气化技术的种类及其应用 按气固相间相互接触的方式不同，气化技术主要分为固定床气化技术、流化 床气化技术和气流床气化技术等，每种气化技术都因其特有的技术特点具有各自 的优缺点。 2.1固定床及移动床气化技术 该技术主要包括常压固定床气化、加压固定床气化。具有代表的炉型有两段炉、UGL型水煤气炉等。常压固定床气化技术主要在一些中小型化肥厂中使用， 约生成中国合成氨产量的60%以上，但合成氨也会给工程的安全带来不利的因素，对钢材的腐蚀性较高，也会削弱设备的机械性能。随着新型煤气化技术的不断开发，该种炉型已经被发改委列为非鼓励技术。常压固定床气化技术未来的发展方 向应不断提高自身的使用效率、减少污染。而加压固定气化技术相较上一种技术 来说，其应用效果非常客观。其具有高气化效率、可使用较高灰分和高灰熔点的 煤等优势特征，因此在大型煤化工制油、化工品等基地中，加压固定床气化技术 得到广泛应用。 2.2流化床气化 由于流化床气化工艺可以使用小粒度块煤，煤种限制小，气化强度大，因此 有较高的生产效率，降低生产成本。常见炉型主要有鲁奇炉、U-gas以及现在具 有超高市场占有率的科达炉。流化床技术主要包括常压流化床技术和加压流化床 技术。该种技术在中小煤化工厂以及氧化铝行业中具有较好的使用效果。其在生 产燃料和合成氨等方面对煤的适应性较好。另外，该种技术预计将来在处理垃圾 和生物质气化等领域将有新的增长点。但该技术在气化效率和碳转化率等方面还 有待提升。而煤炭气化技术中加压流化床技术的应用取得了较高的效果。 2.3气流床气化 气流床气化技术气化强度大，能够气化多种煤种，甚至有工程案例可以直接 气化焦炭、兰探，生产效率高，碳转化率高达99%，有效气含量高。气流床气化 技术主要包括水煤浆进料及干粉进料两种方式。其中水煤浆进料技术是气流床技 术中较为成熟的加压气化技术。但该技术的发展难题在于提高入炉水煤浆的浓度，提高耐火砖的利用率及节约投资成本。干粉进料的气化技术已在国外运行多年， 目前该种技术主要气化褐煤合成甲醇。但气化炉投入运行之后，干粉气化技术也 受到了许多的争执。目前争执的热点主要是采用废锅还是激冷流程来冷却煤气。 可以先采用冷煤气循环、进废锅、陶瓷除尘器、水冷流程来实现，现在国内使用 较多的气流床有壳牌炉、航天炉以及K-T炉等气化技术。