水煤漿氣化爐原始烘爐的技術(shù)總結(jié)

劉 昕（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

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水煤漿氣化爐原始烘爐的技術(shù)總結(jié)

劉 昕
（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

摘 要：介紹氣化爐原始烘爐的目的、開車流程、運行維護和事故處置辦法。

關(guān)鍵詞：原始烘爐；液化氣；事故處置

1 烘爐的目的

去除磚及火泥、澆注料等耐材帶入的水分；是致密磚或其他爐料中某些成分的物理化學(xué)變化；是鋼殼及內(nèi)襯耐火材料在高溫下產(chǎn)生的應(yīng)力合理釋放。組分越多或其他物理化學(xué)變化越大，烘爐速度應(yīng)該越小，并在有利于排水溫度時段增長保溫時間，以免耐火材料在烘爐中出現(xiàn)開裂或剝落，導(dǎo)致爐襯壽命的降低或顯著下降。

氣化爐烘爐曲線

耐火材料襯體施工完畢后，在點火烘爐前應(yīng)進行自然干燥養(yǎng)護。其干燥程度主要取決于環(huán)境溫度和經(jīng)歷的時間。一般要求施工完成后經(jīng)7d左右的自然干燥養(yǎng)護，方可加熱干燥，進行烘爐。

自然干燥養(yǎng)護后，爐襯中仍有大量的水分，耐火材料中含有的大量游離水和結(jié)晶水必須在烘爐時排出。耐火材料表面水分在80～110℃時大量蒸發(fā)，此后排水速度減緩。隨著溫度繼續(xù)升高，到300℃左右時，游離水和結(jié)晶水不斷排除，到600℃時完成晶型轉(zhuǎn)化和聚合作用，1 100℃左右時達到設(shè)計要求的燒結(jié)強度，完全釋放熱應(yīng)力。為充分排除深層的游離水和結(jié)晶水并完成晶型轉(zhuǎn)化，必須在不同溫度段恒溫一段時間。

烘爐時，80～300℃這個階段是烘爐的關(guān)鍵階段，這主要因為水在110℃時變?yōu)樗魵?，此階段脫水量大，脫水速度快，排出水分速度對耐火材料的影響很大，如果水分排出太快，內(nèi)部殘存水分擴散速度不及表面蒸發(fā)速度，內(nèi)部水也會受熱變成蒸汽，產(chǎn)生膨脹，致使材料發(fā)生龜裂，降低粘結(jié)強度，使材料強度削弱，因此應(yīng)適當(dāng)延長這段時間的保溫。這個階段最理想的情況是等速干燥，即材料表面水分的蒸發(fā)量與材料內(nèi)部水分的排出量相當(dāng)。

從80℃升溫到600℃時，應(yīng)有緩慢的升溫速度，升溫速度過快，耐火材料表面干燥也就快，大量氣化水分無法排出，會產(chǎn)生破壞性蒸汽壓力，使耐火材料產(chǎn)生裂紋或開裂。溫度到300℃時，結(jié)合水和結(jié)晶水變?yōu)闅怏w，從氣孔排出，因而，要有足夠的烘爐時間，才能徹底排除結(jié)晶水。

2 開車的流程

烘爐過程具體說來對整套系統(tǒng)要求非常全面，其開車囊括了水系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)等，多套系統(tǒng)全部運轉(zhuǎn)起來前期準備條件至關(guān)重要。

我廠烘爐原料采用液化石油氣，氣化爐烘爐開車前首先是對燃料氣系統(tǒng)進行準備，從現(xiàn)場石油液化氣罐車進入廠區(qū)開始整個流程已經(jīng)開始進行，將液化石油氣卸入石油液化氣儲罐作為操作的第一步，整個石油液化氣卸車中應(yīng)注意：①保證整個系統(tǒng)氣密性；②保證首次卸車時氮氣置換完全；③控制液化氣卸車泵出口閥開度，控制卸車速率不應(yīng)過大；④控制液化石油氣儲罐液位高度不宜過高；⑤嚴格監(jiān)控現(xiàn)場動火等安全風(fēng)險的發(fā)生。

石油液化氣卸入儲罐后，氣化爐將建立預(yù)熱水循環(huán)見圖1：

圖1 流程圖

氣化爐烘爐過程中激冷水加入量是關(guān)鍵。如果激冷水加入量過少導(dǎo)致激冷水環(huán)水量分布不均，會燒壞激冷環(huán)及下降

管；如果水量過多，激冷室液位上升高于下降管下口，導(dǎo)致開工抽引不暢、升溫火焰波動，造成回火、滅火、爆燃等事故，不但影響升溫速度，還會造成重大事故發(fā)生，應(yīng)密切注意控制烘爐時氣化爐激冷室液位。

我公司采用的是北京航天石化技術(shù)裝備工程公司生產(chǎn)的預(yù)熱燒嘴，其點火方式有兩種第①是電子點火，②是手動點火。

電子點火和手動點火首先都要將預(yù)熱燒嘴組裝好，吊于氣化爐頂，將預(yù)熱燒嘴放于氣化爐頂并固定，將電點火棒置于燒嘴長明燈前端，緩慢開啟長明燈路截止閥，直至長明燈點火成功，之后調(diào)整壓力使火焰穩(wěn)定，點火過程中，不允許有人位于燒嘴進風(fēng)口處，防止回火傷人，點火成功后，向上拔起點火棒，以防被高溫火焰燒壞。

兩種點火方式的區(qū)別則是一個由中控控制一個由現(xiàn)場控制柜控制，點火過程中應(yīng)注意預(yù)熱燒嘴安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，其出發(fā)停車的條件則是兩個火焰檢測器探頭是否檢測出有火焰燃燒，為了避免初次操作人員點火不順利可以聯(lián)系儀表人員將火檢信號旁路，手動控制液化氣量，待點火成功且火焰穩(wěn)定后重新投用火檢信號。

我廠在實際點火中出現(xiàn)爐內(nèi)電子點火無法正常實現(xiàn)的現(xiàn)象，每次點火均采用爐外手動點火，其原因主要是預(yù)熱燒嘴的點火帶有兩道聯(lián)鎖，①是爐內(nèi)負壓小于-300KPa則達不到點火條件無法點火。②是點火后20s火焰檢測器檢測不到火焰信號則視為點火失敗，于是進入停車程序。

由于合成氣出口負壓表所顯示負壓值不可靠，無法正確判斷爐內(nèi)負壓大小，故預(yù)熱燒嘴開車前我們將小于-300KPa無法點火的連鎖旁路從而使預(yù)熱燒嘴達到點火條件，但當(dāng)我們選擇自動點火時，發(fā)現(xiàn)自動點火仍然無法正常開車，分析起來主要的原因是：②當(dāng)負壓值足夠時，爐內(nèi)風(fēng)量較大點火棒所噴出的電火花被較大的風(fēng)量帶走無法引燃長明燈火焰；②當(dāng)爐內(nèi)負壓值較小時爐內(nèi)風(fēng)量較小，點火棒點燃長明燈，但由于瞬間負壓較小導(dǎo)致回火而重新進入停車程序，故無論負壓大或小電子點火均不易實現(xiàn)。

3 正常烘爐維護

正常烘爐維護期間主要分三個階段，第一階段是200℃以下，第二階段是200-410℃，第三階段是410℃以上。

第一階段烘爐主要是長明燈的燃燒，不需要將主槍投入使用，這一階段長明燈電磁閥常開，需通過調(diào)節(jié)蒸汽量保證長明燈火焰光亮確保火焰燃燒完全，應(yīng)注意此階段液化氣投用量較小，不要給過大負壓量導(dǎo)致滅火事故的發(fā)生，同時此階段需手閥控制液化氣給入量，所以現(xiàn)場人員對手閥的控制要嚴格遵守中控?zé)崤贾甘局档臏囟惹€（根據(jù)我廠操作經(jīng)驗當(dāng)爐內(nèi)溫度接近200℃時，長明燈手閥全開，僅通過調(diào)節(jié)液化氣主管線壓力和爐內(nèi)負壓量來控制爐溫）。

進入第二階段后長明燈所提供的液化氣量已無法使爐溫繼續(xù)升高，此時需投入主槍復(fù)線，由于主槍復(fù)線管線直徑介于長明燈和主線之間，此階段升溫復(fù)線燃氣量足夠?qū)t內(nèi)溫度升至410℃，值得注意的是從長明燈到投用復(fù)線的過程，長明燈運行時由于此時爐內(nèi)負壓較小，若突然給入較大液化氣量則會導(dǎo)致液化氣因負壓小而滅火，所以此時投復(fù)線先要稍加負壓量，確定長明燈不至抽滅，然后微開復(fù)線手閥緩慢投用復(fù)線，待復(fù)線成功投用后再按照之前升溫過程平衡閥位與液化氣管線壓力和負壓給定量之間的關(guān)系，保證按照升溫曲線進行升溫、恒溫。

進入第三階段后主槍復(fù)線液化氣量已經(jīng)無法滿足氣化爐繼續(xù)升溫用氣，此時需投用主槍主線，主線投用過程應(yīng)參考長明燈投復(fù)線過程，也是緩慢投用，采用微調(diào)的形式確保預(yù)熱燒嘴正常運行。

降溫過程我廠采用悶爐處理，悶爐操作有兩點優(yōu)點：①節(jié)省液化氣使用量；②降低操作人員工作量，抽出預(yù)熱燒嘴，坐上工藝燒嘴建立燒嘴冷卻水流程，通過調(diào)節(jié)爐內(nèi)負壓值控制爐溫的緩慢下降，同時降溫操作應(yīng)注意不可斷預(yù)熱水防止激冷環(huán)燒壞。

4 突發(fā)事故處置

烘爐過程中一旦熄火，應(yīng)立即關(guān)閉石油液化氣調(diào)節(jié)閥，抽負10min，確保爐內(nèi)沒有可燃氣體之后，重新點火。升溫過程中應(yīng)注意氣化爐排至渣池的水溫度不得超過70℃。

當(dāng)出現(xiàn)斷液化氣的時候，應(yīng)立即關(guān)閉液化氣流量切斷閥和調(diào)節(jié)閥及各手動截止閥，開大抽引10min后，吊出預(yù)熱燒嘴，蓋上爐口蓋板，停開工抽引器，氣化爐悶爐處理，如供水正常必須繼續(xù)維持水循環(huán)。

當(dāng)斷蒸汽時，應(yīng)立即關(guān)閉液化氣流量切斷閥和調(diào)節(jié)閥，及各手動截止閥，吊出預(yù)熱燒嘴，維持水循環(huán)，待蒸汽恢復(fù)時，應(yīng)先開抽引10min，再重新點火進行烘爐操作，如果液化氣供氣正常，可投入液化氣繼續(xù)升溫。

當(dāng)停儀表空氣時，燒嘴已熄火，應(yīng)立即關(guān)閉液化氣流量切斷閥和調(diào)節(jié)閥，開大抽引5min，抽出預(yù)熱燒嘴，蓋好爐口蓋板悶爐，待儀表空氣恢復(fù)后重新點火烘爐。

當(dāng)滅火時，立即關(guān)閉液化氣流量切斷閥和調(diào)節(jié)閥及各手動截止閥開大抽引抽負10min后，重新點火。

在烘爐期間回火嚴重，切段燃料氣，抽引10min，查明原因后再重新點火，按50℃/h的升溫速率升到熄火前溫度，然后按升溫曲線繼續(xù)升溫。

5 結(jié)束語

上述介紹中出現(xiàn)的具體問題和解決方法可供氣化爐烘爐人員參考或借鑒，具體的實施則需根據(jù)所采用升溫?zé)旌湍突鸫u廠家所提供的具體操作數(shù)據(jù)而定，希望本文能為原始烘爐的廠家有所助益。

參考文獻

［1］ 吳同舫.德士古氣化爐原始烘爐影響因素淺析［J］.化學(xué)工程師，2010，（5）：76-78.

Coal Water Slurry Gasifier Technical Summary of the Original Oven

Liu Xin

Abstract：This paper introduces the purpose of the gasifier original oven，driving process，operation maintenance and accident disposal methods.

Key words：original oven；liquefied petroleum gas；the accident disposal

中圖分類號：Q545

文獻標志碼：B

文章編號：1003–6490（2016）02–0011–02

收稿日期：2016–02–19

作者簡介：劉昕（1988—）男（回族），河北孟村人，助理工程師，主要研究方向為煤氣化工藝。