关于多喷嘴水煤浆气化炉渣口压差监测的优化

陈佳俊，张富国，张 超，杨传琦，吕鹏宇

(河南心连心化学工业集团股份有限公司， 河南新乡 453000)

心连心化学工业集团(简称心连心集团)气化装置采用由华东理工大学与兖矿集团有限公司共同研发、具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术。一期单炉日处理煤1 200 t，压力为6.5 MPa，二期单炉日处理煤3 000 t，压力为6.5 MPa，气化炉4开2备。水煤浆气化炉在运行过程中仍存在许多问题，如高压煤浆泵故障、烧嘴压差波动、渣口压差升高等。

渣口压差一直都是影响水煤浆气化炉长周期运行的因素之一，除了在工艺上进行优化外，对渣口压差升高的原因进行判断也尤为重要。笔者从导致渣口压差升高的原因着手分析，发现渣口堵渣、下降管堵渣、激冷室积渣、破泡条堵渣及燕子窝堵渣等均会造成渣口压差升高。随后对渣口压差测量方式进行优化改造，以便于更好地判断渣口压差升高的原因。

1 渣口压差升高原因分析

渣口压差是气化炉运行的重要控制指标之一，也是气化炉长周期运行的关键。渣口压差升高是多喷嘴水煤浆气化炉运行中的常见问题之一，也是急需有效预防的问题[1-2]。

渣口堵塞后，气化炉内合成气阻力增大，气化炉内压力升高，加上灰渣流动性差，易造成下降管堵塞变形(见图1、图2)，煤渣无法落至激冷室降温，严重时会造成耐火砖窜气超温，引发炉壁烧穿等重大安全事故。

图1 下降管堵塞

图2 下降管变形

目前，心连心集团气化炉渣口压差(PDI-1306)测量的是气化炉燃烧室与合成气出口管之间的压差，若渣口、破泡条或燕子窝处积渣，均会造成渣口压差升高。当渣口压差升高时，如果不能明确判断具体积渣位置，则无法为后续炉况操作提供准确依据。

当渣口压差升高后，需要操作人员快速辨析渣口压差升高的原因，并采取解决措施。导致渣口压差升高的原因一般包括以下3个方面：(1) 气化炉温度低，渣口处积渣；(2) 煤灰熔点高，灰渣流动性较差[1]；(3) 渣口压差表引压管堵塞、仪表故障等。

因此，对渣口压差的监控优化显得尤其重要，心连心集团针对渣口压差的监控方法进行了改造优化。

2 改造措施

在气化炉远传液位计液相、气相根部阀后增加1根三通管线，三通端通过法兰与气相根部阀连接，另外2端接远传液位计和远传压力测点。通过改造后的远传液位计气相、液相与气化炉燃烧室的压差可以判断堵塞位置。

3 改造效果

改造后，渣口压差升高后判断积渣位置的方法为：

(1) 若气化炉远传液位计气相压力与气化炉燃烧室压力之差随渣口压差以同样趋势增加，则证明渣口或者破泡条处积渣。其中：若远传液位计气相压力与液相压力之差以同样趋势增加，则证明破泡条处积渣；若远传液位计气相压力与液相压力之差未增加，则证明渣口积渣[3-4]。

(2) 若气化炉远传液位计气相压力与气化炉燃烧室压力之差保持不变，则证明合成气出口燕子窝处积渣。

改造后，2020年4月10日B炉炉内分段压差测量装置安装完毕并投运，通过渣口压差、破泡条压差及合成气出气燕子窝处压差测量，使气化炉内各分段压差一目了然。当气化炉内工况发生变化时，通过各分段压差显示及趋势，能够快速判断堵塞部位，采取有针对性的处理措施。

2020年11月2日B炉停炉前出现渣口压差升高、气化炉液位显示异常的情况，通过分段压差测量判断为破泡条堵塞。停炉后对气化炉内进行检查，验证了该判断的准确性。

2021年2月19日B炉渣口压差升高，气化炉满液位，通过分段压差测量判断为破泡条堵塞。倒炉后进行检查，验证了该判断的准确性。

由此可见，该改造达到优化的目标，很好地为操作人员提供了判断依据。

4 结语

分析了渣口压差升高的原因，对渣口压差测量技术进行优化。优化后，能准确判断出渣口压差升高的原因，没有再出现过因为渣口压差升高造成生产装置损坏的现象。

渣口压差升高的根源在于煤种的选择。因此，为了避免渣口压差升高，应加强煤质控制并使用优质煤，在煤入炉前做好煤质分析；同时，合理确定水煤浆配比，对应不同煤种选择合适的操作温度。这样才能使气化炉安全稳定长周期运行。