多喷嘴水煤浆气化炉炉温影响因素浅析

前言

多喷嘴对置式水煤浆气化技术是近年来逐渐发展起来的新型煤气术。对该炉炉况的操作关键点就是对炉温的控制。炉温过高, 对耐火砖蚀损严重;炉温偏低, 容易造成渣口堵塞。影响炉温的因素, 主要有高温热偶、水洗塔出口合成气成分、煤质、灰渣形态、氧煤比、壁温、合成气出气温度。本文对其进行一一介绍。

一、高温热电偶

高温热电偶是反应气化温度的一个重要仪表设备, 它的安装一般是按照燃烧室的构造从上至下均匀分布的, 这样就可以反映出整个燃烧室的温度分布, 给操作人员提供一个可靠的温度数据, 结合入炉煤的粘温特性进行实时监控操作。这样可以防止因炉温的过低而引起渣口的堵塞等不正常现象, 以及炉温的过高引起对耐火砖的烧蚀等。

在气化炉正常运行中燃烧室中的高温热偶是最能直接反应出燃烧室内部温度的仪表设备, 但是因为气化反应温度较高, 一般都在1300℃左右。高温的烧蚀以及熔融状的灰对高温热偶的冲蚀, 从而造成高温热偶在开车后的一周内左右就损坏了。如果燃烧室温度越高、入炉煤灰分含量越高那么高温热偶的使用寿命就越短。

二、水洗塔合成气出口成分

在气化炉正常运行时, 由于高温热电偶不会较长时间的使用那就间接的利用其它介质来反映气化的燃烧温度。水洗塔出口合成气的分析就是间接的反应气化温度得到介质。在合成气的分析中其主要是分析一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷的含量来间接的气化反应温度。在正常的生产中也经常利用在线自动分析仪来实时分析合成气气体成分。其主要是因为当炉温升高是合成气中的二氧化碳含量将随之升高, 一氧化碳含量降低, 甲烷含量也随之降低, 有效期气量降低。当炉温降低合成气中的气体成分却反之, 二氧化碳含量将随之降低, 一氧化碳含量升高, 甲烷含量也随之升高, 有效期气量降低。合成气的分析反映出气化炉温度区间不同, 只适合气化炉在小幅度范围内的调节, 大幅度调节时还应该根据气化运行情况, 依靠高温热偶来小幅度调节气化操作温度。 (高温热偶只限于烘炉时运行, 一旦投料成功高温热偶将会损坏) 。

三、煤质

水煤浆气化对煤质要求有以下几点:一、原料煤成浆性要好;二、灰熔点越低越好, 一般要求<1200℃, 最高不超1250℃, 灰熔点越低, 操作炉温越低, 则消耗降低, 且耐火砖使用寿命延长;三、灰渣粘温特性要好, 避免炉内积渣造成下降管、激冷环、工艺烧嘴的损坏;四、

灰分越低越好, 灰分高会增加氧耗、煤耗, 同时由于渣量大, 容易造成渣堵、激冷室积渣, 耐火砖侵蚀加剧、缩短使用寿命, 影响水质, 对管道、机泵磨损加大, 捞渣机负荷过大等问题。其中灰熔点对炉温的影响最为明显。灰熔点升高, 要求的操作温度就越高, 操作人员若不及时调整, 会造成气化炉渣口堵渣、下降管烧穿而紧急停车检修。但是若操作温度过高, 耐火砖寿命就是大大缩短、煤耗氧耗升高, 严重时会造成炉壁超温停车。因此应严格控制入炉煤质量。

四、灰渣形态

在正常生产灰渣一般都是每半个小时通过锁斗排一次, 所以说渣样反应出这半个小时的运行情况, 因此判断也比较重要, 它可以及时的对炉况进行调整。正常灰渣应为粒度均匀、表面光滑、灰量适中, 占总渣量的50%以上为宜。若粗渣偏多, 颜色呈现黄绿色, 分析Cr2O3含量较高, 此时炉温较高, 应缓慢降低O/C, 逐步降低操作温度;若渣有拉丝现象, 渣量适中, 说明渣的流动性变差, 渣口出现堵塞, 呈不规则状, 应适当升温, 提高O/C。实际操作中应根据渣、DCS操作指示以及煤浆浓度、煤质分析综合判断处理。

五、氧煤比

氧煤比是调节炉温的基础和依据, 也就是每生产1000标方的有效气体所需要的煤浆和氧气的比例。在正常炉况的调节中一般都是根据氧煤比的多少来进行调节炉温的, 在正常生产中炉温一般是高于煤中灰熔点50℃左右, 如果因其他情况需要进行升温进调节的话那么就要提高氧煤比, 增加氧气的进炉量。反之降温是就需要降低氧煤比, 降低氧气的进炉量。

六、气化炉燃烧室壁温

气化炉在正常生产运行中燃烧室的温度 (也就是气化温度) 是基本保持不变的。因煤种不变, 所以煤的灰熔点也基本上是保持不变的, 有时也会根据煤灰熔点定时分析的高低小幅度调整, 适当的对炉温进行调整但总体上都是高于煤灰熔点50℃左右的。因炉温的基本不变所以引起气化炉炉壁温度的不变。如果气化炉负荷增高, 势必引起热负荷增加, 从而造成气化炉燃烧室壁温升高。反之就会造成气化炉燃烧室壁温降低。不过在调节时因按照气化炉压力负荷就行操作。在生产中有时也要时刻保证巡检, 及时对气化炉壁温进行检测。要是局部温度高, 那么就有可能是耐火砖之间有窜缝的现象等, 要是整体壁温升高, 那么就有可能是因气化炉热负荷大或者是耐火砖减薄的原因等。反之气化炉热负荷降低就会引起壁温的降低等原因。

七、合成气出气温度

气化炉正常运行中出气化炉合成气是通过激冷环和激冷室的黑水进行换热降温的, 正常情况下出气温度是一定的。如果在正常运行中一旦激冷水减少或激冷室黑水液位降低那么就会引起气化炉出口合成气温度的升高。其次就是下降管的损坏, 当下降管损坏时部分合成气就走近路不与激冷室黑水进行换热, 那么也会影响合成气温度升高。再者就是激冷水量没变的情况下气化炉的负荷增加热量增多而造成激冷室液位降低, 合成气温度的升高等。总之合成气温度影响因素就是气化炉负荷和激冷水量, 两者如果有一种变化那么就会造成合成气温度的升高。

摘要：炉温控制是多喷嘴水煤浆气化炉操作的要点。影响炉温的因素较多。本文从高温热偶、水洗塔出口合成气成分、煤质、灰渣形态、氧煤比等方面介绍了对炉温的影响。

关键词：水煤浆,气化炉,炉温,氧煤比