6.5MPa GE水煤漿氣化爐新煤種試燒工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

李騰山 郭生波 白帥

兗州煤業(yè)榆林能化有限公司 陜西 榆林 719000

為降低煤炭綜合使用成本，實(shí)現(xiàn)公司整體效益最大化。兗州煤業(yè)榆林能化有限公司根據(jù)《兗礦能源集團(tuán)股份有限公司山東能源化工分公司氣化配煤摻燒管理辦法》，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際在2022年度進(jìn)行氣化配煤試燒工作。根據(jù)配比分析數(shù)據(jù)安排氣化系統(tǒng)的運(yùn)行。根據(jù)氣化爐有效氣成分的變化情況，根據(jù)質(zhì)檢中心對(duì)煤漿灰熔點(diǎn)[2]進(jìn)行分析，氣化車(chē)間根據(jù)灰熔點(diǎn)及時(shí)優(yōu)化氣化爐運(yùn)行指標(biāo)。對(duì)試燒[1]過(guò)程中的工藝參數(shù)及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并完成每種煤種試燒過(guò)程數(shù)據(jù)的搜集整理工作，試燒工作結(jié)束后編寫(xiě)試燒總結(jié)、編寫(xiě)季度試燒煤種總結(jié)并編寫(xiě)氣化爐裝置運(yùn)行管控方案。上半年度氣化用煤為金雞灘沫煤，下半年度氣化主要試燒的煤種有金雞灘精煤、金雞灘沫煤、營(yíng)盤(pán)壕精煤、隆德沫煤和榆樹(shù)灣混煤（見(jiàn)表1）。

表1 配煤試燒情況

1 金雞灘精煤與金雞灘沫煤配比

金雞灘精煤與金雞灘沫煤配比采用了5：5 和3：7兩種配比方案。

5：5 配比時(shí)水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值為1186℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值為62.59%，粘度平均值為548mPa.s，有效氣成分為84.9%；配套裝置水煤漿濃度平均值為61.4%，粘度平均值為472mPa.s，有效氣成分為84.1%。摻燒過(guò)程中因水煤漿灰熔點(diǎn)1186℃較高，氣化爐提爐溫操作，有效氣成分較低，氣化爐操作彈性小。

3：7 配比時(shí)水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值為1136℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值為61.7%，粘度平均值為454mPa.s，有效氣比例為82.6%；配套裝置水煤漿濃度平均值為61.3%，粘度平均值為443mPa.s，有效氣比例為83%。摻燒過(guò)程中水煤漿灰熔點(diǎn)適中，氣化爐運(yùn)行穩(wěn)定，有效氣成分較高。但因配煤摻燒期間煤漿灰熔點(diǎn)有所波動(dòng)，氣化車(chē)間根據(jù)灰熔點(diǎn)變化情況，為及時(shí)調(diào)整爐溫，保證氣化爐能夠穩(wěn)定運(yùn)行，降低煤漿濃度。

2 金雞灘精煤與營(yíng)盤(pán)壕精煤配比

金雞灘精煤與營(yíng)盤(pán)壕精煤配比采用了7：3、6：4和5：5三種配比方案。

7：3的配比時(shí)甲醇裝置水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值為1192℃，水煤漿濃度平均值為62.0%，粘度平均值為551mPa.s，有效氣比例為84.9%。配套裝置水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值為1179℃，水煤漿濃度平均值為61.1%，粘度平均值為481mPa.s，有效氣比例為84.1%。水煤漿灰熔點(diǎn)較高，摻燒過(guò)程中氣化爐提爐溫操作，有效氣成分降低，氣化爐操作彈性小。

6：4的配比過(guò)程中甲醇裝置水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值為1140℃，水煤漿濃度平均值為62.6%，粘度平均值為539mPa.s，有效氣比例為85.1%。配套裝置水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值達(dá)到1141℃，水煤漿濃度平均值為61.3%，粘度平均值為481mPa.s，有效氣比例為83.7%。摻燒過(guò)程中水煤漿灰熔點(diǎn)適中，氣化爐運(yùn)行穩(wěn)定，有效氣成分高。

5：5的配比過(guò)程中甲醇裝置水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值為1165℃，水煤漿濃度平均值為62.6%，粘度平均值為537mPa.s，有效氣比例為84.4%。配套裝置水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值達(dá)到1160℃，水煤漿濃度平均值為61.6%，粘度平均值為509mPa.s，有效氣比例為84%。摻燒過(guò)程中水煤漿灰熔點(diǎn)偏高，氣化爐運(yùn)行穩(wěn)定，有效氣成分高。

3 金雞灘精煤與榆樹(shù)灣混煤配比

金雞灘精煤與榆樹(shù)灣混煤采用了5：5 的配比方案。配比過(guò)程中水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值1143℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值為62.9%，粘度平均值為492mPa.s，有效氣比例為83.5%。配套裝置水煤漿濃度平均值為61.9%，粘度平均值為481mPa.s，有效氣比例為83.7%。摻燒過(guò)程中水煤漿灰熔點(diǎn)適中，氣化爐運(yùn)行穩(wěn)定，有效氣成分高，氣化爐操作彈性大。

4 金雞灘精煤、榆樹(shù)灣混煤與金雞灘沫煤煤配比

金雞灘精煤、榆樹(shù)灣混煤與金雞灘沫煤煤配比采用了2：2：1。

配比時(shí)甲醇裝置水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值為1132℃，水煤漿濃度平均值為62.29%，粘度平均值為500mPa.s，有效氣占比83.16%。配套裝置水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值為1133℃，水煤漿濃度平均值為61.72%，粘度平均值為474.5mPa.s，有效氣占比83.08%。三種煤種配比，氣化爐運(yùn)行平穩(wěn)。

5 金雞灘沫煤與隆德沫煤配比

金雞灘沫煤與隆德沫煤配比采用了3：1。

配比過(guò)程中水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值1131℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值62.50%，粘度平均值為532mPa.s，有效氣占比82.85%。配套裝置水煤漿濃度平均值為61.91%，粘度平均值為497mPa.s，有效氣占比83.93%。摻燒過(guò)程中水煤漿灰熔點(diǎn)適中，煤漿濃度指標(biāo)較好，氣化爐運(yùn)行穩(wěn)定，有效氣成分高。

6 金雞灘沫煤與榆樹(shù)灣混煤配比

金雞灘沫煤與榆樹(shù)灣混煤配比采用了5：5。

配比過(guò)程中水煤漿的灰熔點(diǎn)平均值1110℃，甲醇裝置水煤漿濃度平均值為62.49%，粘度平均值為580mPa.s，有效氣占比81.8%。配套裝置水煤漿濃度平均值為61.68%，粘度平均值為464mPa.s，有效氣占比83.28%。摻燒過(guò)程中水煤漿灰熔點(diǎn)適中，有效氣成分高，氣化爐運(yùn)行穩(wěn)定。

9 配煤工作總結(jié)

2022年度兗州煤業(yè)榆林能化有限公司氣化爐運(yùn)行總體穩(wěn)定，氣化爐在試燒期間，灰熔點(diǎn)比較穩(wěn)定。煤漿質(zhì)量煤漿濃度和粘度控制比較穩(wěn)定，確保了系統(tǒng)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

本年度摻燒新煤種采取得的最好方案是摻燒隆德煤（氣化爐有效氣化變化趨勢(shì)見(jiàn)圖一）。在摻燒隆德煤時(shí)，系統(tǒng)雖然產(chǎn)生漂珠，但是漂珠收集裝置發(fā)揮較好作用，漂珠得到有效攔截、收集，通過(guò)拆檢低壓灰水泵過(guò)濾器和灰水槽溢流，均未發(fā)現(xiàn)漂珠。摻配比例在10%～20%時(shí)產(chǎn)生漂珠較少，摻配比例達(dá)到25%時(shí)，產(chǎn)生較多漂珠。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，及時(shí)將摻燒比例調(diào)整至20%。針對(duì)此次隆德煤摻燒試驗(yàn)的成功，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：

A、F#爐在摻燒隆德沫煤的期間，運(yùn)行時(shí)間較短，故對(duì)B、C、D、E#氣化爐數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。按照10%、20%、25%的比例摻燒隆德沫煤的過(guò)程中，氣化爐組分均變化不明顯，有效氣體成分保持穩(wěn)定，60萬(wàn)噸甲醇裝置有效氣成分維持在83.1%～84%，50萬(wàn)噸DMMn配套裝置有效氣成分維持在82.2%～85.2%。

通過(guò)摻燒期間的煤漿數(shù)據(jù)和氣化爐操作工況數(shù)據(jù)觀察出，煤漿灰熔點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定，維持在1122～1144℃，氣化爐排渣正常，未出現(xiàn)堵渣現(xiàn)象。

（1）原料煤的煤質(zhì)[3]決定了氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行。試燒期間，質(zhì)檢中心嚴(yán)格按照每日對(duì)煤漿灰熔點(diǎn)進(jìn)行分析，氣化車(chē)間根據(jù)灰熔點(diǎn)及時(shí)優(yōu)化氣化爐運(yùn)行指標(biāo)。氣化車(chē)間技術(shù)人員每日關(guān)注灰熔點(diǎn)變化、氣體成分、渣口壓差變化等數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整氣化爐操作溫度。每?jī)商旆治鲆淮蚊簼{（高壓）灰分，當(dāng)煤漿灰分指標(biāo)≥11%，及時(shí)排放煤漿槽倒淋，控制室關(guān)注煤漿管線壓差變化情況。

（2）嚴(yán)格控制煤漿質(zhì)量。煤漿制備現(xiàn)場(chǎng)人員每2小時(shí)巡檢一次，低壓煤漿濃度以控制滾筒篩掛格在3格為準(zhǔn)，記錄現(xiàn)場(chǎng)大顆粒出車(chē)情況?？刂剖谊P(guān)注低壓煤漿泵電流及頻率、磨煤水槽精餾廢水的接收量，關(guān)注煤漿濃度手動(dòng)分析結(jié)果，與現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)溝通。磨煤機(jī)負(fù)荷需要調(diào)整時(shí)，緩慢進(jìn)行，確保煤漿質(zhì)量的穩(wěn)定。加強(qiáng)一二級(jí)滾筒篩大顆粒管巡檢，避免堵塞。

（3）明確氣化爐操作爐溫[4]控制指標(biāo)?？刂剖抑鞑僖约t外CH4指示作為氣化爐爐溫監(jiān)控依據(jù)。正常運(yùn)行情況下，質(zhì)譜儀CO、H2、CO2氣體成分基本穩(wěn)定，根據(jù)灰熔點(diǎn)調(diào)整爐溫，保證排渣正常。

（4）加強(qiáng)氣化爐壁溫日常測(cè)量。氣化爐壁溫DCS顯示大于280℃時(shí)，利用紅外測(cè)溫槍與熱成像儀對(duì)比測(cè)量，對(duì)壁溫高點(diǎn)進(jìn)行交接，并做好記錄。多噴嘴對(duì)置式氣化爐，中控室DCS氣化爐爐壁表面溫度指示612IITE124A1-9，A40-43在260℃以?xún)?nèi)，其余壁溫在300℃以?xún)?nèi)。德士古氣化爐，中控室DCS正常運(yùn)行壁溫高點(diǎn)在280℃以?xún)?nèi)。

10 下一步配煤思路

氣化用煤采用灰含量較低、熱值較高的煤摻配一定比例的灰含量較高、熱值較低且價(jià)格低廉的煤能夠滿足氣化運(yùn)行需求，且能大幅度降低用煤成本。

在隆德煤礦恢復(fù)后，兗州煤業(yè)榆林能花有限公司將繼續(xù)提高漂珠收集裝置運(yùn)行效果，做好高溫?zé)崴谩⑾礈焖o水泵的備件準(zhǔn)備工作，將摻燒比例繼續(xù)提高至25%-30%，以取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

本年度兗州煤業(yè)榆林能花有限公司采用多種煤種摻燒為下一步氣化用煤提供指導(dǎo)依據(jù)。下一步計(jì)劃調(diào)研爾林兔、營(yíng)盤(pán)壕沫煤等經(jīng)濟(jì)煤種，進(jìn)行煤質(zhì)分析，形成配煤摻燒方案，持續(xù)降低用煤成本。