德士古氣化爐渣堵原因及處理分析

武明月

摘要：德士古氣化爐是現(xiàn)代煤氣化生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為廣泛的生產(chǎn)設(shè)備之一，在日常生產(chǎn)過程中其生產(chǎn)穩(wěn)定性也直接關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)安全與生產(chǎn)效益，而堵渣作為德士古氣化爐最為常見的故障之一，嚴(yán)重危害了生產(chǎn)的效率。本文首先結(jié)合具體案例分析了德士古氣化爐的堵渣問題，其次分析了德士古氣化爐常見的堵渣類型，最后結(jié)合相關(guān)類型特征，分析了德士古氣化爐堵渣的原因并且探討了相應(yīng)的處理辦法，希望可以進(jìn)一步改善技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)狀，提升德士古氣化爐的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：德士古氣化爐;堵渣問題;原因分析;處理策略

引言：德士古氣化爐是現(xiàn)代煤氣化生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，在實(shí)際使用過程中其具有不少優(yōu)勢(shì)，但是也需要進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)與養(yǎng)護(hù)管理，否則就會(huì)影響實(shí)際的使用效果。為了進(jìn)一步探討德士古氣化爐的堵渣問題處理策略，現(xiàn)結(jié)合具體的案例分析探討如下。

1 工況概述

本次研究選擇某公司氣化裝置，該公司使用了水煤漿加壓氣化處理技術(shù)，采取純氧、水煤漿作為研究材料，借助于氣流床來實(shí)現(xiàn)高溫、高壓環(huán)境下的生產(chǎn)，由于處于氣流床環(huán)境當(dāng)中，受到高溫非催化條件的影響，所以可以將一氧化碳、氫氣進(jìn)行充分混合，從而獲得高熱值的組合合成氣。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，很容易受到煤質(zhì)的影響而出現(xiàn)燃燒后燃燒不充分的問題，進(jìn)而出現(xiàn)殘?jiān)c氣化爐內(nèi)耐火磚反應(yīng)，進(jìn)而對(duì)氣化爐、鎖斗裝置產(chǎn)生影響，影響到生產(chǎn)的效果。

2 德士古氣化爐渣堵常見類型

德士古氣化爐出現(xiàn)爐渣堵的情況，會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率與安全性，主要?jiǎng)澐譃槿缦聨讉€(gè)方面的常見類型。

2.1 渣口堵渣

渣口堵渣是德士古氣化爐生產(chǎn)過程中最為常見的堵渣類型之一，該問題發(fā)生主要表現(xiàn)為渣口壓差增加，渣口縮小，燃燒室灰渣無法在短時(shí)間內(nèi)順利排出等等，不但會(huì)影響到爐膛內(nèi)的壓力，還會(huì)對(duì)爐壁和合成效率產(chǎn)生影響。

2.2 溶膠物附著

溶膠物質(zhì)主要包括有水、合成氣以及熔渣等，通過溶膠相互附著的方式來形成混合物，進(jìn)而附著在下降管、內(nèi)壁等區(qū)域，這些附著物不但會(huì)導(dǎo)致合成氣的產(chǎn)出受到影響，同時(shí)爐壁的溫度與合成效率也會(huì)下降，甚至?xí)绊憵饣癄t的液位，對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生不利的影響。

2.3 激冷后鎖斗頂部堵渣

激冷后出現(xiàn)鎖斗頂部堵渣則是由于無法正常收渣所導(dǎo)致的結(jié)果，這個(gè)問題一旦出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致鎖斗無法將渣排出到渣池當(dāng)中，所以必須立即進(jìn)行處理。

2.4 生產(chǎn)過程堵渣現(xiàn)象

生產(chǎn)過程堵渣相對(duì)比較復(fù)雜，主要分為四個(gè)方面，一是渣口堵渣時(shí)出現(xiàn)的壓力波動(dòng)，此時(shí)會(huì)表現(xiàn)為內(nèi)部壓力高出合成氣管線，洗滌塔的合成氣出口壓力也會(huì)受到影響;二是下降管內(nèi)部、上升管以及氣化爐爐壁等區(qū)域出現(xiàn)的堵渣會(huì)導(dǎo)致氣化爐的液位異常上升，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)合成氣被帶出等問題，影響經(jīng)濟(jì)效益;三是鎖斗系統(tǒng)堵渣會(huì)出現(xiàn)收渣溫度異常變化，伴隨循環(huán)泵出口溫度持續(xù)增加，還有可能導(dǎo)致鎖斗的循環(huán)量為零，嚴(yán)重影響生產(chǎn)工作;四是細(xì)灰渣進(jìn)入到渣水系統(tǒng)導(dǎo)致管線擁堵，一旦出現(xiàn)該問題會(huì)導(dǎo)致液位計(jì)的計(jì)量無法完成，液位波動(dòng)進(jìn)一步增加，給生產(chǎn)活動(dòng)帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 德士古氣化爐渣堵原因分析

德士古氣化爐堵渣的原因是多方面的，選擇幾個(gè)比較常見的原因分析如下。

3.1 原料煤種變化

入爐煤當(dāng)中灰分的含量與灰渣組分變化都會(huì)對(duì)灰渣熔融產(chǎn)生影響，根據(jù)分析測(cè)試的結(jié)果來看，堵渣的程度往往與灰分有關(guān)，如果灰分超過13%，爐子就有出現(xiàn)鎖斗堵渣的風(fēng)險(xiǎn)，在實(shí)際分析中我們還發(fā)現(xiàn)，灰熔點(diǎn)分析數(shù)據(jù)并不是一個(gè)即時(shí)分析的數(shù)據(jù)類型，所以其滯后性會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)際的堵渣處理進(jìn)度，所以很多情況下都需要操作工根據(jù)實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)來實(shí)施溫度控制，否則就會(huì)出現(xiàn)氣化爐內(nèi)部堵渣加劇的問題。

3.2 耐火磚損蝕

耐火磚損蝕也對(duì)成為堵渣的重要原因，根據(jù)反應(yīng)區(qū)的基本反應(yīng)原理與情況，熔渣與耐火磚會(huì)形成低熔點(diǎn)化合物物質(zhì)，隨著外部因素的持續(xù)變化，往往會(huì)逐漸成為更大的渣與磚塊，此時(shí)堵渣的問題會(huì)進(jìn)一步嚴(yán)重。為了解決這個(gè)問題，需要特別指定相應(yīng)的處理方案，根據(jù)停車的要求做好停車作業(yè)后再進(jìn)行處理。

3.3 氣化爐操作工況

氣化爐操作的環(huán)境也是堵渣問題的影響因素。一般來說，氣化爐的內(nèi)部操作環(huán)境十分復(fù)雜，包括溫度、壓力等變化都可能成為堵渣的因素。外部工況則主要包括各種跳車問題，還包括有系統(tǒng)的失壓、氧壓等等，氣化爐的溫度發(fā)生較大的變化會(huì)對(duì)操作環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。在一段時(shí)間內(nèi)，耐火磚的表面出現(xiàn)低熔物脫落等情況，也會(huì)影響到實(shí)際的生產(chǎn)效果。特別的，煤的灰分持續(xù)增加，爐溫則會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)侵蝕物質(zhì)就會(huì)滲透到爐磚，進(jìn)一步增加損蝕的效率，這時(shí)出現(xiàn)堵渣的概率會(huì)進(jìn)一步增加。

4 德士古氣化爐渣堵問題處理策略

德士古氣化爐出現(xiàn)堵渣問題后需要及時(shí)予以處理，避免堵渣的嚴(yán)重程度擴(kuò)大，主要包括如下技術(shù)手段。

4.1 選擇穩(wěn)定性更強(qiáng)的原材料

選擇合適的原材料能夠更好的解決堵渣問題，一般來說，煤種的反應(yīng)性、灰熔融特征都是影響原材料質(zhì)量的重要指標(biāo)，較高的發(fā)熱量以及降低的灰熔點(diǎn)是提升原材料質(zhì)量的關(guān)鍵。為了避免氣化爐出現(xiàn)經(jīng)常性的堵渣，可以選擇一些灰分較高的煤種采取混合搭配的方式進(jìn)行處理，能夠很好的平衡經(jīng)濟(jì)性與生產(chǎn)適應(yīng)性的需求。

4.2 提升工藝技術(shù)水平

工藝技術(shù)調(diào)整要考慮到技術(shù)水平以及工藝現(xiàn)狀，滿足基本反應(yīng)性的同時(shí)，做好氣化爐砌筑、質(zhì)量控制水平要求，選擇合適的工藝與生產(chǎn)設(shè)備能夠很好的滿足生產(chǎn)實(shí)踐需求，同時(shí)也有助于延長(zhǎng)設(shè)備生產(chǎn)壽命，提升經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 做好過程物分析

過程物分析是一種重要的堵渣控制策略，通過原料煤、過程物送檢分析的方式能夠及時(shí)掌握到原材料的選擇情況，同時(shí)結(jié)合過程物的狀態(tài)來進(jìn)行溫度、壓力以及其他工藝參數(shù)的調(diào)整規(guī)劃，進(jìn)而確保爐溫控制效果，避免出現(xiàn)堵渣問題頻繁出現(xiàn)。

4.4 對(duì)爐溫實(shí)施嚴(yán)格控制

實(shí)施爐溫控制要求做到如下幾個(gè)方面的工作：一是進(jìn)一步做好運(yùn)行過程控制，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，做到多方面參考數(shù)據(jù)支持;二是做好投料管理，爐溫不可過高或者過低，盡可能做好耐火磚的損蝕防護(hù)，避免出現(xiàn)堵渣和擁堵等情況;三是在烘爐使用過程中做好爐溫的控制，特別是運(yùn)行過程中的烘爐控制，避免出現(xiàn)掛渣熔融情況下出現(xiàn)氣化爐渣口擁堵問題，并加強(qiáng)氣化爐平穩(wěn)率管理控制，提升工藝精準(zhǔn)度。

5 總結(jié)

綜上所述，德士古氣化爐出現(xiàn)堵渣問題不但會(huì)影響生產(chǎn)效益，如果不及時(shí)得到妥善解決，還會(huì)對(duì)生產(chǎn)安全生產(chǎn)影響。為了進(jìn)一步避免德士古氣化爐堵渣問題，除了做好原材料的煤種選擇與耐火磚選擇，還需要進(jìn)一步提升爐渣處理的效果，改善工藝技術(shù)水平，做好過程分析與爐溫控制等，確保技術(shù)實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性，節(jié)約大量的生產(chǎn)成本，提升設(shè)備的投資回報(bào)率，進(jìn)而創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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