提高德士古氣化爐單爐運(yùn)行周期分析

王文權(quán),劉小龍

(陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司,陜西 渭南 714000)

1 概況

陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱渭化)三期德士古水煤漿氣化裝置于2011年3月投料運(yùn)行，經(jīng)過(guò)多次技術(shù)改進(jìn)，現(xiàn)已經(jīng)能夠達(dá)到長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，即從最初的氣化爐單爐運(yùn)行周期 50 d 左右，現(xiàn)在可以達(dá)到 90 d 左右，最長(zhǎng)單爐運(yùn)行周期 152 d。本文結(jié)合我公司三期氣化裝置實(shí)際運(yùn)行情況及筆者的操作經(jīng)驗(yàn)，僅就如何提高德士古氣化爐單爐運(yùn)行周期談一下看法。

2 提高氣化爐運(yùn)行周期具體措施

2.1 加強(qiáng)原料煤的質(zhì)量管理

為了進(jìn)一步提高氣化爐的生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)氣化爐長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定運(yùn)行，并達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗之目的，首先要加強(qiáng)煤的質(zhì)量管理。煤質(zhì)的好壞直接影響著氣化爐能否長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。煤的固定碳、化學(xué)活性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、灰熔點(diǎn)等指標(biāo)進(jìn)廠前要嚴(yán)格把關(guān)，力求提高，并盡量降低硫份、灰分等雜質(zhì)的含量。把灰分的含量作為重點(diǎn)來(lái)抓，灰分應(yīng)盡可能低。

2.2 提高煤漿濃度

做好煤漿的制備工作，穩(wěn)定煤漿濃度，并盡可能地提高煤漿濃度。三期氣化剛投產(chǎn)時(shí)煤漿濃度基本維持在60.5%左右。近幾年來(lái)，我們一直通過(guò)各種手段來(lái)提高煤漿濃度。到目前為止，煤漿濃度已很穩(wěn)定在62.5%～63%之間，工藝氣有效氣成份也顯著提高。

為了提高煤漿濃度,我們先后在班組間開展煤漿濃度提升競(jìng)賽活動(dòng)。首先，按照崗位確定每個(gè)輪班煤漿濃度提升專業(yè)小組，并根據(jù)煤漿濃度提升過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題逐條制定解決方案，由輪班小組重點(diǎn)盯防，專門負(fù)責(zé)提高煤漿濃度。其次，通過(guò)煤漿溢流制漿試驗(yàn)，將棒磨機(jī)制漿過(guò)程中溢流的煤漿重新輸送至棒磨機(jī)中再次制漿，增加了煤漿停留時(shí)間，改變了煤漿基配，可以避免環(huán)境污染，同時(shí)也提高了煤漿濃度。另外，通過(guò)管理手段已經(jīng)無(wú)法明顯提升煤漿濃度時(shí)，可通過(guò)提高添加劑品質(zhì)來(lái)進(jìn)一步提高煤漿濃度。我廠選用的添加劑主要成分是木質(zhì)素磺酸鈉，煤漿中加入這種添加劑可降低煤漿黏度，改善煤漿的輸送性能。它的作用是確保煤漿達(dá)到較高濃度的前提下，使之具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。作為表面活性劑，它的用量是煤漿成本的重要指標(biāo)。目前，改善添加劑的品質(zhì)可以提高煤漿的親水性，提高煤漿濃度。另外，在煤漿制備過(guò)程中，盡可能減少磨機(jī)的開停頻率，減少磨機(jī)跑漿，穩(wěn)定煤水配備。

2.3 優(yōu)化工藝操作

通過(guò)對(duì)氣化爐氧煤比、水氣比、工藝氣成份、氣化爐爐溫、黑水排放量等重點(diǎn)參數(shù)的控制，嚴(yán)格控制各工藝參數(shù)在正常范圍內(nèi)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重要部位、動(dòng)靜設(shè)備做到全巡檢、全覆蓋，對(duì)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題隱患要做到即發(fā)現(xiàn)即處理，才能保證裝置高質(zhì)量連續(xù)運(yùn)行。

氣化爐的運(yùn)行在突破了氧煤比控制、排渣等傳統(tǒng)難點(diǎn)后，最終要調(diào)整好水的循環(huán)利用，閃蒸系統(tǒng)、沉降系統(tǒng)的優(yōu)化，外排廢水的指標(biāo)和排放量控制等。通過(guò)加大對(duì)灰水系統(tǒng)的管理力度，深度清理設(shè)備管線，同時(shí)細(xì)化管理水質(zhì)指標(biāo)和灰水加藥，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)水質(zhì)，減緩管道閥門結(jié)構(gòu)堵塞，保障氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行。

對(duì)氣化爐氧煤比的控制，發(fā)現(xiàn)投料初期氧煤比均能維持較低的水平，但是隨著運(yùn)行時(shí)間增加，氧煤比會(huì)逐步提高到一定水平，因此通過(guò)定量分析應(yīng)盡快找到氧煤比在排渣、有效氣成分和錐底磚使用壽命三者中的平衡點(diǎn)。

2.4 抓好備爐工作

備爐工作的質(zhì)量是影響氣化爐能否長(zhǎng)周期運(yùn)行中的一項(xiàng)重要因素，公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期備爐檢修工作，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，并不斷探索和完善，制定了《氣化爐常規(guī)備爐檢查·檢修確認(rèn)表》，形成相對(duì)成熟的檢修制度，進(jìn)一步提高了備爐質(zhì)量。

根據(jù)前期氣化爐運(yùn)行實(shí)踐的探索，將氣化爐備爐工作清單化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，能有效控制檢修和清洗質(zhì)量。目前，因清理不徹底，黑水排放管線堵塞，激冷水量不足已經(jīng)成為直接拉低氣化爐平均運(yùn)行周期和制約氣化爐最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間的重要因素。同時(shí)，管線沖刷、腐蝕減薄導(dǎo)致泄露也是最重要的影響因素。實(shí)行氣化爐備爐清單化和標(biāo)準(zhǔn)化管理可以有效控制因清洗不到位和測(cè)厚檢測(cè)不到位引起的氣化爐未達(dá)到運(yùn)行周期停車的現(xiàn)象。根據(jù)近幾年的運(yùn)行情況來(lái)看，我公司將堅(jiān)持這一好的做法，并不斷動(dòng)態(tài)完善備爐清單，根據(jù)裝置運(yùn)行存在的問(wèn)題及發(fā)現(xiàn)的隱患，及時(shí)補(bǔ)充清單。

2.5 提升燒嘴使用壽命

氣化爐燒嘴是氣化爐的核心之一，其主要功能有二：一是讓煤漿充分霧化；二是與爐體匹配，形成合適的流場(chǎng)。氣化爐能否長(zhǎng)周期運(yùn)行，氣化爐燒嘴也是一項(xiàng)重要指標(biāo)。三期氣化燒嘴在運(yùn)行初期，由于受到氣化爐燒嘴壽命影響，燒嘴使用壽命僅能維持 50 d 左右，主要在兩個(gè)方面：一個(gè)是燒嘴內(nèi)噴頭的磨損，另外一個(gè)是燒嘴外頭和冷卻盤管的燒蝕、龜裂、角焊縫的應(yīng)力開裂等。為了減少熱輻射對(duì)燒嘴的影響，我們使用筑爐用耐火材料對(duì)燒嘴頭部進(jìn)行保護(hù)，通過(guò)多次對(duì)燒嘴升級(jí)改造，使燒嘴壽命達(dá)到了 100 d 以上，解決了燒嘴制約氣化爐運(yùn)行周期的問(wèn)題。

2.6 保障大煤漿泵安全運(yùn)行

氣化裝置中的大煤漿泵是氣化爐的“供血系統(tǒng)”，煤漿泵一旦出現(xiàn)問(wèn)題，直接導(dǎo)致氣化爐停車。最近幾年，三期大煤漿泵因煤漿泵因卡缸、隔膜破裂、推進(jìn)液系統(tǒng)加注排放頻繁、油流量LL等聯(lián)鎖跳車問(wèn)題突出。針對(duì)此問(wèn)題，我們通過(guò)設(shè)備方面加強(qiáng)煤漿泵備件管理，制定了更換閥芯閥座等組件標(biāo)準(zhǔn)。也制定了煤漿泵膈膜運(yùn)行 8000 h 更換周期、推進(jìn)液及動(dòng)力端潤(rùn)滑油系統(tǒng)油濾網(wǎng)定期更換、加注排放閥每個(gè)周期進(jìn)行拆檢檢查、煤漿泵油品每月分析一次等制度，使問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)早處理。工藝方面，從源頭上控制原料煤異物的清理督促，通過(guò)原料煤皮帶運(yùn)輸過(guò)程中吸磁器，減少煤中鐵銷異物；加強(qiáng)磨煤機(jī)粗粒子下降管巡檢檢查力度，要求每班班前會(huì)必須有一名巡檢人員在會(huì)上通報(bào)粗粒子下降管沖洗情況等措施，杜絕煤漿泵因異物造成卡缸停車現(xiàn)象。電儀方面對(duì)煤漿泵的儀表元器件，在氣化爐停車檢修期間，檢查加注/排放電磁閥及氣路、對(duì)加注/排放電磁閥、煤漿泵探頭、PLC柜內(nèi)卡件及繼電器、壓力開關(guān)等拆檢校驗(yàn)，定期進(jìn)行更換，確保煤漿泵穩(wěn)定。

2.7 不斷的進(jìn)行氣化爐技術(shù)改造

在氣化爐運(yùn)行的十年時(shí)間中，針對(duì)影響氣化爐長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵部位，利用備爐的空隙時(shí)間進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)改造(包括氣化爐燒嘴、氣化爐小錐底磚、激冷環(huán)內(nèi)圈、托磚環(huán)等關(guān)鍵部位)。首先，對(duì)氣化爐燒嘴進(jìn)行了多次改造優(yōu)化。氣化爐燒嘴改造對(duì)氣化爐長(zhǎng)周期運(yùn)行、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等有至關(guān)重要的影響。為滿足氣化爐 90 d 運(yùn)行或更長(zhǎng)，燒嘴壽命不能成為影響氣化爐運(yùn)行周期的桎梏，改造后氣化爐燒嘴使用壽命在 100 d 以上。其次，氣化爐長(zhǎng)周期運(yùn)行小錐底壽命要與氣化爐運(yùn)行周期相匹配。我們又對(duì)氣化爐小錐底磚進(jìn)行了改造，改造后至少使用兩個(gè)運(yùn)行周期(180 d)以上，為探索氣化爐更長(zhǎng)運(yùn)行周期提供了條件。然后，對(duì)氣化爐激冷環(huán)進(jìn)行改造。三期氣化爐激冷環(huán)內(nèi)圈為半圓形，半圓形熱應(yīng)力集中易龜裂使用壽命只有 150 d，嚴(yán)重時(shí)龜裂造成激冷水泄漏發(fā)生安全事故。氣化爐托磚環(huán)與激冷環(huán)切合間隙與串氣回火，托磚環(huán)過(guò)火受熱變形收縮嚴(yán)重，嚴(yán)重影響錐體磚和激冷環(huán)壽命。改造后氣化爐激冷環(huán)壽命增加1倍以上，激冷環(huán)內(nèi)圈壽命延長(zhǎng)2倍以上。

2.8 創(chuàng)新氣化爐備爐模式

我們不斷嘗試創(chuàng)新氣化爐備爐模式，延長(zhǎng)氣化爐運(yùn)行壽命，降低檢維修費(fèi)用。氣化爐完成一個(gè)周期后，根據(jù)氣化爐運(yùn)行工況以及氣化爐關(guān)鍵設(shè)備、閥門、部位的運(yùn)行壽命，進(jìn)行綜合評(píng)估后實(shí)施了氣化爐停車后不進(jìn)入檢修僅更換工藝燒嘴后連續(xù)運(yùn)行。檢修時(shí)間從原來(lái)的 7 d 降至 1 d，不僅降低了檢修費(fèi)用和檢修安全風(fēng)險(xiǎn)，而且提高氣化爐運(yùn)行時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

進(jìn)一步探索解決氣化爐長(zhǎng)周期運(yùn)行的瓶頸問(wèn)題，下一步計(jì)劃將激冷水管線濾網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)容增備和選型改造，以解決長(zhǎng)周期運(yùn)行后激冷水量不足的難題。通過(guò)煤漿提濃和粗粒子回收，實(shí)現(xiàn)原料煤吃干榨盡；通過(guò)細(xì)渣回收綜合利用，實(shí)現(xiàn)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)雙豐收。