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(tuán)股份有限公司， 河南新鄉(xiāng) 453000)

心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)(簡稱心連心集團(tuán))氣化裝置采用由華東理工大學(xué)與兗礦集團(tuán)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(yùn)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(yùn)行的因素之一，除了在工藝上進(jìn)行優(yōu)化外，對渣口壓差升高的原因進(jìn)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(jìn)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(yùn)行的重要控制指標(biāo)之一，也是氣化爐長周期運(yùn)行的關(guān)鍵。渣口壓差升高是多噴嘴水煤漿氣化爐運(yùn)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(yán)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(tuán)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(dāng)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(zhǔn)確依據(jù)。

當(dāng)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(diǎn)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(tuán)針對渣口壓差的監(jiān)控方法進(jìn)行了改造優(yōu)化。

2 改造措施

在氣化爐遠(yuǎn)傳液位計(jì)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(yuǎn)傳液位計(jì)和遠(yuǎn)傳壓力測點(diǎn)。通過改造后的遠(yuǎn)傳液位計(jì)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(yuǎn)傳液位計(jì)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(yuǎn)傳液位計(jì)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(yuǎn)傳液位計(jì)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(yuǎn)傳液位計(jì)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(yùn)，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(dāng)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(jìn)行檢查，驗(yàn)證了該判斷的準(zhǔn)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?fàn)t后進(jìn)行檢查，驗(yàn)證了該判斷的準(zhǔn)確性。

由此可見，該改造達(dá)到優(yōu)化的目標(biāo)，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(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后，能準(zhǔn)確判斷出渣口壓差升高的原因，沒有再出現(xiàn)過因?yàn)樵趬翰钌咴斐缮a(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(qiáng)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(yùn)行。