關(guān)于多噴嘴水煤漿氣化爐渣口壓差監(jiān)測的優(yōu)化

陳佳俊，張富國，張 超，楊傳琦，呂鵬宇

(河南心連心化學(xué)工業(yè)集團股份有限公司， 河南新鄉(xiāng) 453000)

心連心化學(xué)工業(yè)集團(簡稱心連心集團)氣化裝置采用由華東理工大學(xué)與兗礦集團有限公司共同研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)。一期單爐日處理煤1 200 t，壓力為6.5 MPa，二期單爐日處理煤3 000 t，壓力為6.5 MPa，氣化爐4開2備。水煤漿氣化爐在運行過程中仍存在許多問題，如高壓煤漿泵故障、燒嘴壓差波動、渣口壓差升高等。

渣口壓差一直都是影響水煤漿氣化爐長周期運行的因素之一，除了在工藝上進行優(yōu)化外，對渣口壓差升高的原因進行判斷也尤為重要。筆者從導(dǎo)致渣口壓差升高的原因著手分析，發(fā)現(xiàn)渣口堵渣、下降管堵渣、激冷室積渣、破泡條堵渣及燕子窩堵渣等均會造成渣口壓差升高。隨后對渣口壓差測量方式進行優(yōu)化改造，以便于更好地判斷渣口壓差升高的原因。

1 渣口壓差升高原因分析

渣口壓差是氣化爐運行的重要控制指標之一，也是氣化爐長周期運行的關(guān)鍵。渣口壓差升高是多噴嘴水煤漿氣化爐運行中的常見問題之一，也是急需有效預(yù)防的問題[1-2]。

渣口堵塞后，氣化爐內(nèi)合成氣阻力增大，氣化爐內(nèi)壓力升高，加上灰渣流動性差，易造成下降管堵塞變形(見圖1、圖2)，煤渣無法落至激冷室降溫，嚴重時會造成耐火磚竄氣超溫，引發(fā)爐壁燒穿等重大安全事故。

圖1 下降管堵塞

圖2 下降管變形

目前，心連心集團氣化爐渣口壓差(PDI-1306)測量的是氣化爐燃燒室與合成氣出口管之間的壓差，若渣口、破泡條或燕子窩處積渣，均會造成渣口壓差升高。當渣口壓差升高時，如果不能明確判斷具體積渣位置，則無法為后續(xù)爐況操作提供準確依據(jù)。

當渣口壓差升高后，需要操作人員快速辨析渣口壓差升高的原因，并采取解決措施。導(dǎo)致渣口壓差升高的原因一般包括以下3個方面：(1) 氣化爐溫度低，渣口處積渣；(2) 煤灰熔點高，灰渣流動性較差[1]；(3) 渣口壓差表引壓管堵塞、儀表故障等。

因此，對渣口壓差的監(jiān)控優(yōu)化顯得尤其重要，心連心集團針對渣口壓差的監(jiān)控方法進行了改造優(yōu)化。

2 改造措施

在氣化爐遠傳液位計液相、氣相根部閥后增加1根三通管線，三通端通過法蘭與氣相根部閥連接，另外2端接遠傳液位計和遠傳壓力測點。通過改造后的遠傳液位計氣相、液相與氣化爐燃燒室的壓差可以判斷堵塞位置。

3 改造效果

改造后，渣口壓差升高后判斷積渣位置的方法為：

(1) 若氣化爐遠傳液位計氣相壓力與氣化爐燃燒室壓力之差隨渣口壓差以同樣趨勢增加，則證明渣口或者破泡條處積渣。其中：若遠傳液位計氣相壓力與液相壓力之差以同樣趨勢增加，則證明破泡條處積渣；若遠傳液位計氣相壓力與液相壓力之差未增加，則證明渣口積渣[3-4]。

(2) 若氣化爐遠傳液位計氣相壓力與氣化爐燃燒室壓力之差保持不變，則證明合成氣出口燕子窩處積渣。

改造后，2020年4月10日B爐爐內(nèi)分段壓差測量裝置安裝完畢并投運，通過渣口壓差、破泡條壓差及合成氣出氣燕子窩處壓差測量，使氣化爐內(nèi)各分段壓差一目了然。當氣化爐內(nèi)工況發(fā)生變化時，通過各分段壓差顯示及趨勢，能夠快速判斷堵塞部位，采取有針對性的處理措施。

2020年11月2日B爐停爐前出現(xiàn)渣口壓差升高、氣化爐液位顯示異常的情況，通過分段壓差測量判斷為破泡條堵塞。停爐后對氣化爐內(nèi)進行檢查，驗證了該判斷的準確性。

2021年2月19日B爐渣口壓差升高，氣化爐滿液位，通過分段壓差測量判斷為破泡條堵塞。倒爐后進行檢查，驗證了該判斷的準確性。

由此可見，該改造達到優(yōu)化的目標，很好地為操作人員提供了判斷依據(jù)。

4 結(jié)語

分析了渣口壓差升高的原因，對渣口壓差測量技術(shù)進行優(yōu)化。優(yōu)化后，能準確判斷出渣口壓差升高的原因，沒有再出現(xiàn)過因為渣口壓差升高造成生產(chǎn)裝置損壞的現(xiàn)象。

渣口壓差升高的根源在于煤種的選擇。因此，為了避免渣口壓差升高，應(yīng)加強煤質(zhì)控制并使用優(yōu)質(zhì)煤，在煤入爐前做好煤質(zhì)分析；同時，合理確定水煤漿配比，對應(yīng)不同煤種選擇合適的操作溫度。這樣才能使氣化爐安全穩(wěn)定長周期運行。