郭志超
中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司?广东?揭阳?515200
摘要：碎煤加压气化炉以6～100mm的块煤为原料，块煤从气化炉顶部加入，水蒸气和氧气混合组成的气化剂由气化炉底部通入，与煤逆流接触完成气化过程。生产中，气化炉所用原料煤由配套的煤矿供应，因某煤矿一直开采量不足，无法满足气化装置的生产需求，煤化工决定采购周边煤矿进行掺烧，但掺烧煤以后，气化炉出现了一些问题，以下就有关问题及其处理措施作一介绍。
关键词：碎煤加压气化炉；配煤掺烧；原因分析;处理措施
引言
为了顺应时代要求，要符合国家生态保护的发展需求。面对煤价上涨、煤质远不如从前的现实状况，要做好配煤掺烧的相关工作还是有一定的难度。为此相关企业要设置出适用的管理方式，不断向前发展，努力做到经济效益、社会效益和环境效益三赢的局面。
1碎煤加压气化炉的结构与原理
1.1碎煤加压气化炉结构简介
碎煤加压气化炉是一个结构复杂的组合设备，由炉体与煤锁、灰锁等辅助设备组成。
1.1.1炉体
炉体的主要功能是燃烧过程的反应器，使气化剂与原料煤接触均匀，从而生成粗煤气。气化炉为双层容器，内表层为水夹套，外表面为承压壁，其设计压力为３．６ＭＰａ，内夹套与外表层压差设计为０．１５ＭＰａ。在正常操作下，用中压锅炉给水冷却气化炉壁，并在夹套内自然循环后回收气化反应热，产生的中压蒸汽经夹套蒸汽分离器分离液滴后作为气化剂的补充。
1.1.2辅助设备
气化炉的辅助设备由煤仓、煤锁、灰锁、布煤器、搅拌器、炉篦等组成。煤仓为常压设备，容积２００ｍ３，其储量可满足气化炉在正常负荷下操作约３ｈ。煤锁与灰锁均为压力容器。通过法兰与气化炉连接，再由上下阀的开、闭配合，使煤锁、灰锁进行充压、卸压的循环操作，以实现将煤加入高压气化炉及将高压的灰排至灰锁的目的。布煤器为中空圆盘，通锅炉给水冷却，盘上开有两个斜度的长方形布料孔，随着布煤器的转动，上部冷圈内的原料煤均匀布于床层，冷圈为夹套结构，夹套内通入锅炉给水冷却，仓壁设有刮刀，清除有可能积聚在壳体表面的焦油、煤尘。搅拌器为四桨式设计，桨叶为中空三角形，内部通锅炉给水冷却，外部堆焊硬质合金，以提高耐磨性增加其使用寿命。通过搅拌桨叶的转动，床层始终处于松散的状态，使气化炉内上部受热软化的煤与下部已干馏的半焦充分混合。同时，将因黏结形成的较大的块状物割碎，以达到床层颗粒均匀分布的目的，保证床层正常的孔隙率。布煤器和搅拌器为同轴，通过传动装置由炉外的变频电机带动。炉篦呈宝塔式布置，其主要作用是在气化炉的横截面上均匀分布由氧气和水蒸气组成的气化剂，同时还能起到支撑床料、排灰、破碎大块灰渣的作用。炉篦的出灰能力取决于装在其下面的刮刀数和炉篦转速，炉篦运行方式为连续运行，仅在灰锁循环开始时才短暂停止。
1.2碎煤加压气化炉工艺原理
原料煤由皮带送入煤仓，经煤溜槽靠重力入煤锁。煤锁间断地将原料煤加入气化炉内。在气化炉中，原料煤与上升的混合气逆流接触，依次通过干燥预热层、干馏层、气化层、燃烧层、灰渣层。反应后灰渣通过旋转炉篦排入灰锁，灰锁间断的将灰渣排入竖灰管经水力排渣系统排入灰渣沉淀池。气化炉夹套中加入中压锅炉给水，产生的蒸汽经夹套蒸汽分离器并入气化剂管线。离开气化炉的粗煤气温度约为６００℃，以ＣＯ、Ｈ２、ＣＨ４、和ＣＯ２为主要组分。在洗涤冷却器中，煤气被来自煤气水分离装置的煤气水和循环洗涤煤气水进行冷激和饱和。废热锅炉回收粗煤气中的大量显热和潜热生产低压蒸汽，经气液分离器将夹带的液滴分离后的粗煤气被送往变换冷却装置。
2配煤掺烧过程中出现的问题
2.1气化炉出口粗煤气超温
气化炉配煤掺烧后，操作人员发现个别气化炉出口粗煤气温度迅速上涨，最高涨至560℃，与此同时，灰锁温度和炉箅电流逐渐下降，操作人员初步判断为，气化炉排灰不畅造成气化炉灰层较高、燃烧层燃烧不均匀，进而其他床层上移，与粗煤气换热的干燥层空间变窄，最终导致气化炉出口粗煤气超温。于是，迅速将气化炉负荷降至最低。
2.2净化气中H2S含量超标
低温甲醇洗系统的任务是脱除变换系统来的变换气中的饱和水、CO2、H2S及有机硫等杂质，得到H2S含量＜0.1×10－6的合格净化气送往甲烷化装置。配煤掺烧初期，部分粗煤气进入变换炉发生变换反应后，虽然出变换系统变换气的有效成分含量变化不大，但变换气中的H2S含量有所增加，导致净化气中的H2S含量超标，最高达到0.165×10－6。
2.3变换炉压差增高
气化炉配煤掺烧后，气化炉出口粗煤气中的CO含量由配煤掺烧前的16.3%涨至17.5%，为控制变换气中的CO含量，将入变换炉的粗煤气量由176080m3/h增至221130m3/h，变换炉催化剂床层压差由0.07MPa涨至0.09MPa;变换催化剂床层压差增大后，气体出现偏流，床层局部反应过热而超温，进而导致催化剂烧结而活性下降以及催化剂支撑和丝网损坏，严重影响变换炉的安全、稳定运行。
3配煤掺烧的管理策略
3.1制定合理配煤掺烧的方案
企业除了要加大管理制度的关注力度，还要关注到工作人员制定出的实际工作方案是否合理、是否可行。要对管理人员制定出的煤配掺烧方案深入研究，合理的方案在制作阶段要从这几点着手。第一点就是严格按照国家颁布的有关条例，进行设计工作。其中要关注到电力调度曲线要求，再按照企业自身的情况展开调整。例如在电网处于平稳或者下降的时候，就适当的增加煤数量，提高比例。第二点就是加强锅炉清洁工作，明确锅炉吹灰管理及其发生规律，从而减少其结焦的情况出现。第三点就是对锅炉燃烧工作进行优化，明确每次吹风的速度，让燃料的着火现象在能控制的范围之内。第四点就是要杜绝锅炉超负荷的运转，一切工作要以安全为第一。最后一点就是按时的对煤粉细度情况进行控制，要保障其达到使用要求。
3.2加强配煤掺烧的工艺技术
不断的学习先进工艺技术和工艺手段，提高操作人员的专业素养。在实际的技术优化工作当中，要着重考量两方面：降低燃煤资金投入、保证设备安全运作。对于这样的要求，需要相关工作人员对配煤掺烧的工作情况进行全面化的深入调查工作，要知道造成资本浪费和安全运行问题的主要原因，进而实施针对性的优化对策。不断的将现有工艺进行改进，能够发挥出配煤掺烧工作的真正价值，从而提高其实用性、有效性，进一步推动企业发展。
3.3增加废锅排污回收装置
变换装置运行中，废锅直接排污、间歇排污的脱盐水较干净，长期排放，即浪费水资源，又增加了水处理的能耗。可进行变换废锅排污收集，经换热器冷却，通过两台泵送至真空过滤机代替生产水作为滤布冲洗水。节约生产水用量，经估算，全年可节约成本46.4万元。
结语
为了企业能够成为行业中的佼佼者，就要不断的提升自身的能力。而煤配掺烧技术随时代也在不断进步，为了发挥其真正作用，企业要积极建立相关管理制度，制定出合理的实施方案，还要加大关注安全问题和优化工作技术等，为企业发展提供动力。
参考文献
[1]贺永德．现代煤化工技术手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，2004：349－447．
[2]谷增义.基于配煤掺烧的煤场数字化管理系统[J].应用能源技术，2018，(01):15-18.
[3]陈玉胜.深化配煤掺烧中提升机组盈利能力探究[J].化工管理，2020，(11):97-98.