气化炉渣口堵原因及预防措施

1、气化炉渣口堵原因及预防措施(气化车间)1气化炉渣堵现象根据目前德士古各运行厂家的运行实践来看，气化炉渣堵现彖可以分为以下三类。(1) 熔渣堵塞渣口，使燃烧室的灰渣无法排岀，堆满燃烧室底部。目前国内德士古厂家还未岀现 这种类型的渣堵。(2) 熔渣逐渐积累到下降管内壁上，直至填满下降管，堵塞气体通道。这种类型的渣堵上海焦化 厂及淮化都岀现这样情况。(3) 激冷后的大块灰渣堆积在气化炉锁斗上部的阀上，锁斗排渣不顺利造成渣堵。这种现象的渣堵较为普遍，困扰着国内各德士古运行厂家。本文主要对这种渣堵现象进行分析。渣堵时，气化炉还有以下现象。(1) 气化炉渣口压差变大，而且波动特别频繁。(2) 锁斗循环泵的

2、流量由正常的22. om3 / h锐减至10. 0m3/h左右，严重时降至零，锁斗系统无法 运行。(3) 渣量由正常的35t / d降至极少，气化炉排岀物甚至出现清水。(4) 大量的细灰渣带入闪蒸系统，闪蒸罐及其管线出现渣堵，沉降槽底部排出的几乎全部为细灰 渣，溢满整个气化现场。我厂自2000年8月气化炉投料运行达到设计能力后，由于气化炉用煤灰份偏高，每年均有数次 渣堵，影响气化炉安全运行。特别是在2003年元月至3月间，由于气化用煤灰份太高(高达25%左右灰 份)，a、b、c炉均出现多次渣堵，致使气化炉被迫减负荷处理，其中特别严重的渣堵有三次，锁斗及闪 蒸管线均被灰渣堵死，气化炉被迫停车处理

3、，打开人孔检查，灰渣已堆到气化炉人孔以上，并发现大量 直径在200300価左右的块渣，极难处理。2 炉渣的组成与分类根据渣的组成和生成原因，炉渣可以分为以下四类。2. 1 灰渣灰渣为直径0. 55. omm的渣粒，主要是气化炉内煤浆颗粒雾化燃烧过程产生的，微粒进行碰撞 烧结后，随着气流夹带进入激冷水浴，经过激冷破碎而成，其主要成分如下：sio2 al2os fe2o3 cao mgo 其他39. 67% 26. 77% 12- 80% 9 96% 乙 43% & 37%2.2 块渣直径在5. 0mm以上的为块渣，质地较为疏松，主要来源于沿炉壁下流的熔渣。当温度低时，炉壁 积累了厚厚的渣

4、层；当温度突然升高时，大片的熔渣被烧下来，进入激冷室，未被完全激冷破碎，其主 要成分和灰渣相同。2.3 疤渣疤渣为块渣但质地较为坚硬细密。形成原因是熔渣渗透熔解在耐火砖中，形成低熔点化合物，当 熔渣的侵蚀作用加强，牛成的低熔点化合物较多时，炉温一旦波动，大量的低熔点化合物进入激冷室， 这种熔渣一般难以被激冷破碎，其主要组成包括ca2sio4. ca2sio5> caal2fe2o7> cao al203 - sio2> cacro;i. cazro,等低熔点化合物，质地较为坚硬，大都呈熔融玻璃状。2.4 砖渣砖渣主要是一些损蚀剥落的耐火砖碎块。熔渣沿着耐火砖的气孔或裂纹侵入砖

5、内，形成共熔物， 一旦遇到开停车，压力、温度骤变时，共熔物发牛热应力膨胀，沿着气孔或裂纹，将砖剥落，进入激冷 室成为砖渣。主要成分与耐火砖略为不同，主要组成见表1。表i砖渣及本体砖主要坦成%项目croszro5ahoscao78. 504.如】2q8-400so0-46砖£65. 802- 801l2011.205.502.403 气化炉渣堵原因分析3. 1 原料煤种变化入炉煤中灰分及灰渣组分的变化，都会影响到灰渣的熔融特性（即确定气化炉操作温度所需要测 定的入炉煤浆的灰熔点力，灰熔点过高或过低，均会使气化炉温度发生变化，从而使气化炉排渣困难。 煤灰渣的组成又是影响灰渣粘温特性的主要

6、因素之一。其中a1a> si02含量过高均会使灰渣熔点升高， 粘度变差，而灰渣中的feg、30可以适当降低灰渣的熔点和粘度。如果煤种的灰分含量增高，灰渣中 的fezos、cao含量过高，将会导致灰渣的熔点过高，粘温特性变差，灰渣的焦渣特性（即灰渣的粘结指数） 变大，容易形成质地坚硕、体积较大的块渣，造成渣堵。2001年13月份的操作数据，也说明了这一点, 当吋a炉入炉煤浆的灰熔点在1350°c左右波动，有时还居高不下（而平时煤浆的灰熔点仅为1230°c左右）， 灰份含量也超标。3. 2 耐火砖的损蚀在气化炉反应区，熔渣会和耐火砖形成一层低熔点化合物。随着外界因素，诸如

7、气化炉操作工况、 煤灰组分等因素的变化，会使灰渣对耐火砖损蚀加剧，使低熔点化合物被逐层剥蚀下来，形成人块的疤 渣。当投料或压力波动较大时，也会使耐火砖沿裂纹剥落，形成大块的砖渣，使锁斗排渣困难，造成渣 堵。这种渣堵一般较难处理，需停车处理。另外，耐火砖的质量即理化性能指标的好坏，以及砌砖的整 体质量也是决定结渣快慢的一个因素，若耐火砖的含铮量高、气孔率小，砌筑砖缝小且灰浆饱满，其相 应抵抗灰渣的侵蚀性也强，不易结渣。3. 3 气化炉操作工况的影响气化炉操作工况较为复杂，其中炉温是影响气化炉渣堵的一个主要因素。（1）外界工况如氧压变化，炉温由高到低变化幅度较大时，炉温低时挂在耐火砖表面的厚厚熔渣

8、 及低熔物，会人片被烧下来，在激冷室形成块渣和疤渣。另外，炉温高吋，炉渣中的各侵蚀性金属元素 活跃，极易渗透进入耐火砖本体，加快砖的损蚀；由于炉温高也会使砖的抗侵蚀能力和机械强度下降， 加快耐火砖的烧损，两者相互促进，不可避免造成气化炉渣堵。工业试验表明，炉温每升高100°c,熔渣 对砖的损蚀就会加快一倍。（2）较炉温而言，压力的影响相对较弱，但也不容忽略，因而气化炉操作压力应尽可能保持稳定。 3. 4 其他因素由于烧嘴装配尺寸不好或在烧嘴使用后期，烧嘴磨损较为严重，造成烧嘴雾化状态不好，形成偏 喷，容易发生反应区偏流现彖，使煤浆与氧的反应发生变化，导致渣的生成状态也发生变化，形成大

9、块 渣，造成渣堵。另外，气化炉不能稳定运行，也会导致块渣的生成，成为气化炉渣堵的隐患。4 预防气化炉渣堵的措施4. 1 稳定煤源，优化配煤技术水煤浆加压气化要求煤种的反应性、成浆性、灰熔融特性均应达到一定的指标：发热量在25. 12mj /kg以上；灰熔融温度&j在1250°c以下，但不可过低；煤中灰分含量不得高于15%,越低越好。为达 到以上指标，尽可能防止气化炉渣堵，并充分考虑到运行的经济性，我们采用混精煤掺配技术。所选用 的精煤品种均符合指标，并严把煤种采购关，特别控制煤种的灰分含量小于10%,而且通过掺配降低入 炉煤的灰熔点，改变煤灰渣的组分，减缓对耐火砖的损蚀，改善

10、熔渣的形成状态，最大限度地减少疤渣、 砖渣的牛成，从而防止气化炉渣堵现象的发生。4.2 把好耐火砖质量关对于准备砌筑的耐火砖，要严格按照其理化性能标准，严把耐火砖的入厂质量。还应加强砌筑质 量管理，严格执行筑炉技术要求，控制横向灰缝wlmm,纵向灰缝1.8mm,灰缝耐火泥浆要饱满，垂直 度偏差土 5 mm / m,水平度偏差为土 4mm / m,最大同心度为±5mrn/rn。另外，严格按照烘炉曲线烘炉升 温，控制升温速率为25°c/h。4. 3 严格控制操作温度(1) 正常运行时，要严格工艺指标，控制炉温在1350°c以下，这对防止气化炉渣堵十分重要。若高温热偶烧

11、坏后，可以根据在线质谱仪分析的气体成分及甲烷含量综合判断炉温高低，严禁超温操作。 采用氧煤比自动跟踪技术，可以避免炉温岀现大的波动；采用新的高温热偶装配技术，延长高温热偶的 使用寿命，对稳定炉温同样重要。加快耐火砖的损控制炉温在合适(2) 投料时炉温不可过高。投料过程是系统一个突变的过程，炉温会瞬间猛升,蚀，加速疤渣、砖渣的形成，造成气化炉渣堵。因而投料时，要将投料的氧煤比调低, 的范围内。(3) 加强入炉煤浆灰熔点的检测，每天都要准确地将灰熔点(t3)检测出来并将结果报给控制室,由操作人员参照灰渣的粘温特性变化情况，随时调整气化炉操作温度，避免炉温过高或过低。(4) 现在一般以流动粘度在25

12、35pas时的温度作为气化炉的操作温度，在此温度下，气化炉 排渣较为/顷利。4.4 稳定运行，加强安全牛产管理气化炉每次开停车都是一次温度、压力的波动和炉壁挂渣情况改变的过程，使气化炉安全、稳定、 长周期运行，对避免气化炉渣堵也相当重要。(1)对徳士古气化炉的安全联锁系统及高压煤浆泵的plc系统进行改造，以保证气化系统不会因 气化炉的安全联锁系统及高压煤浆泵的plc系统误动作而造成不必要的停车，减少开停车次数，延长气化炉运行周期。现在我厂单炉最长运行周期是2001年10月份创下的87天20小时的记录，达到了世界 先进水平。(2)建立严格的“工艺、设备、仪表、电气”“四位一体”联合巡检制度，严格项目检查，严格 工艺指标，最大限度地消除气化炉安全生产隐患，确保气化炉安全平稳运行。(3) 严把烧嘴质量关，包括烧嘴的装配质量，一旦烧嘴在使用后期雾化状态不好时，可考虑停车 更换，以改善烧嘴对气化炉安全运行的影响。5 提几点想法(1) 在对德士古气化工艺流程作岀重大改变时，要组织好专家进行充分论证，并慎重地考虑，以 避免消除了已经出现的隐患，又暴露出新的隐患，顾此失彼，如果改造不成功，要尽快恢复，以避免更 大的损失。(2) 要加强操作工的责任心，提高操作水平，加强监控，一旦发现气化炉出现渣堵，要及时