氣化爐渣口堵原因及預防措施

1、氣化爐渣口堵原因及預防措施(氣化車間)1氣化爐渣堵現(xiàn)象根據(jù)目前德士古各運行廠家的運行實踐來看，氣化爐渣堵現(xiàn)彖可以分為以下三類。(1) 熔渣堵塞渣口，使燃燒室的灰渣無法排岀，堆滿燃燒室底部。目前國內(nèi)德士古廠家還未岀現(xiàn) 這種類型的渣堵。(2) 熔渣逐漸積累到下降管內(nèi)壁上，直至填滿下降管，堵塞氣體通道。這種類型的渣堵上海焦化 廠及淮化都岀現(xiàn)這樣情況。(3) 激冷后的大塊灰渣堆積在氣化爐鎖斗上部的閥上，鎖斗排渣不順利造成渣堵。這種現(xiàn)象的渣堵較為普遍，困擾著國內(nèi)各德士古運行廠家。本文主要對這種渣堵現(xiàn)象進行分析。渣堵時，氣化爐還有以下現(xiàn)象。(1) 氣化爐渣口壓差變大，而且波動特別頻繁。(2) 鎖斗循環(huán)泵的

2、流量由正常的22. om3 / h銳減至10. 0m3/h左右，嚴重時降至零，鎖斗系統(tǒng)無法 運行。(3) 渣量由正常的35t / d降至極少，氣化爐排岀物甚至出現(xiàn)清水。(4) 大量的細灰渣帶入閃蒸系統(tǒng)，閃蒸罐及其管線出現(xiàn)渣堵，沉降槽底部排出的幾乎全部為細灰 渣，溢滿整個氣化現(xiàn)場。我廠自2000年8月氣化爐投料運行達到設計能力后，由于氣化爐用煤灰份偏高，每年均有數(shù)次 渣堵，影響氣化爐安全運行。特別是在2003年元月至3月間，由于氣化用煤灰份太高(高達25%左右灰 份)，a、b、c爐均出現(xiàn)多次渣堵，致使氣化爐被迫減負荷處理，其中特別嚴重的渣堵有三次，鎖斗及閃 蒸管線均被灰渣堵死，氣化爐被迫停車處理

3、，打開人孔檢查，灰渣已堆到氣化爐人孔以上，并發(fā)現(xiàn)大量 直徑在200300価左右的塊渣，極難處理。2 爐渣的組成與分類根據(jù)渣的組成和生成原因，爐渣可以分為以下四類。2. 1 灰渣灰渣為直徑0. 55. omm的渣粒，主要是氣化爐內(nèi)煤漿顆粒霧化燃燒過程產(chǎn)生的，微粒進行碰撞 燒結(jié)后，隨著氣流夾帶進入激冷水浴，經(jīng)過激冷破碎而成，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 塊渣直徑在5. 0mm以上的為塊渣，質(zhì)地較為疏松，主要來源于沿爐壁下流的熔渣。當溫度低時，爐壁 積累了厚厚的渣

4、層；當溫度突然升高時，大片的熔渣被燒下來，進入激冷室，未被完全激冷破碎，其主 要成分和灰渣相同。2.3 疤渣疤渣為塊渣但質(zhì)地較為堅硬細密。形成原因是熔渣滲透熔解在耐火磚中，形成低熔點化合物，當 熔渣的侵蝕作用加強，牛成的低熔點化合物較多時，爐溫一旦波動，大量的低熔點化合物進入激冷室， 這種熔渣一般難以被激冷破碎，其主要組成包括ca2sio4. ca2sio5> caal2fe2o7> cao al203 - sio2> cacro;i. cazro,等低熔點化合物，質(zhì)地較為堅硬，大都呈熔融玻璃狀。2.4 磚渣磚渣主要是一些損蝕剝落的耐火磚碎塊。熔渣沿著耐火磚的氣孔或裂紋侵入磚

5、內(nèi)，形成共熔物， 一旦遇到開停車，壓力、溫度驟變時，共熔物發(fā)牛熱應力膨脹，沿著氣孔或裂紋，將磚剝落，進入激冷 室成為磚渣。主要成分與耐火磚略為不同，主要組成見表1。表i磚渣及本體磚主要坦成%項目croszro5ahoscao78. 504.如】2q8-400so0-46磚£65. 802- 801l2011.205.502.403 氣化爐渣堵原因分析3. 1 原料煤種變化入爐煤中灰分及灰渣組分的變化，都會影響到灰渣的熔融特性（即確定氣化爐操作溫度所需要測 定的入爐煤漿的灰熔點力，灰熔點過高或過低，均會使氣化爐溫度發(fā)生變化，從而使氣化爐排渣困難。 煤灰渣的組成又是影響灰渣粘溫特性的主要

6、因素之一。其中a1a> si02含量過高均會使灰渣熔點升高， 粘度變差，而灰渣中的feg、30可以適當降低灰渣的熔點和粘度。如果煤種的灰分含量增高，灰渣中 的fezos、cao含量過高，將會導致灰渣的熔點過高，粘溫特性變差，灰渣的焦渣特性（即灰渣的粘結(jié)指數(shù)） 變大，容易形成質(zhì)地堅碩、體積較大的塊渣，造成渣堵。2001年13月份的操作數(shù)據(jù)，也說明了這一點, 當吋a爐入爐煤漿的灰熔點在1350°c左右波動，有時還居高不下（而平時煤漿的灰熔點僅為1230°c左右）， 灰份含量也超標。3. 2 耐火磚的損蝕在氣化爐反應區(qū)，熔渣會和耐火磚形成一層低熔點化合物。隨著外界因素，諸如

7、氣化爐操作工況、 煤灰組分等因素的變化，會使灰渣對耐火磚損蝕加劇，使低熔點化合物被逐層剝蝕下來，形成人塊的疤 渣。當投料或壓力波動較大時，也會使耐火磚沿裂紋剝落，形成大塊的磚渣，使鎖斗排渣困難，造成渣 堵。這種渣堵一般較難處理，需停車處理。另外，耐火磚的質(zhì)量即理化性能指標的好壞，以及砌磚的整 體質(zhì)量也是決定結(jié)渣快慢的一個因素，若耐火磚的含錚量高、氣孔率小，砌筑磚縫小且灰漿飽滿，其相 應抵抗灰渣的侵蝕性也強，不易結(jié)渣。3. 3 氣化爐操作工況的影響氣化爐操作工況較為復雜，其中爐溫是影響氣化爐渣堵的一個主要因素。（1）外界工況如氧壓變化，爐溫由高到低變化幅度較大時，爐溫低時掛在耐火磚表面的厚厚熔渣

8、 及低熔物，會人片被燒下來，在激冷室形成塊渣和疤渣。另外，爐溫高吋，爐渣中的各侵蝕性金屬元素 活躍，極易滲透進入耐火磚本體，加快磚的損蝕；由于爐溫高也會使磚的抗侵蝕能力和機械強度下降， 加快耐火磚的燒損，兩者相互促進，不可避免造成氣化爐渣堵。工業(yè)試驗表明，爐溫每升高100°c,熔渣 對磚的損蝕就會加快一倍。（2）較爐溫而言，壓力的影響相對較弱，但也不容忽略，因而氣化爐操作壓力應盡可能保持穩(wěn)定。 3. 4 其他因素由于燒嘴裝配尺寸不好或在燒嘴使用后期，燒嘴磨損較為嚴重，造成燒嘴霧化狀態(tài)不好，形成偏 噴，容易發(fā)生反應區(qū)偏流現(xiàn)彖，使煤漿與氧的反應發(fā)生變化，導致渣的生成狀態(tài)也發(fā)生變化，形成大

9、塊 渣，造成渣堵。另外，氣化爐不能穩(wěn)定運行，也會導致塊渣的生成，成為氣化爐渣堵的隱患。4 預防氣化爐渣堵的措施4. 1 穩(wěn)定煤源，優(yōu)化配煤技術(shù)水煤漿加壓氣化要求煤種的反應性、成漿性、灰熔融特性均應達到一定的指標：發(fā)熱量在25. 12mj /kg以上；灰熔融溫度&j在1250°c以下，但不可過低；煤中灰分含量不得高于15%,越低越好。為達 到以上指標，盡可能防止氣化爐渣堵，并充分考慮到運行的經(jīng)濟性，我們采用混精煤摻配技術(shù)。所選用 的精煤品種均符合指標，并嚴把煤種采購關(guān)，特別控制煤種的灰分含量小于10%,而且通過摻配降低入 爐煤的灰熔點，改變煤灰渣的組分，減緩對耐火磚的損蝕，改善

10、熔渣的形成狀態(tài)，最大限度地減少疤渣、 磚渣的牛成，從而防止氣化爐渣堵現(xiàn)象的發(fā)生。4.2 把好耐火磚質(zhì)量關(guān)對于準備砌筑的耐火磚，要嚴格按照其理化性能標準，嚴把耐火磚的入廠質(zhì)量。還應加強砌筑質(zhì) 量管理，嚴格執(zhí)行筑爐技術(shù)要求，控制橫向灰縫wlmm,縱向灰縫1.8mm,灰縫耐火泥漿要飽滿，垂直 度偏差土 5 mm / m,水平度偏差為土 4mm / m,最大同心度為±5mrn/rn。另外，嚴格按照烘爐曲線烘爐升 溫，控制升溫速率為25°c/h。4. 3 嚴格控制操作溫度(1) 正常運行時，要嚴格工藝指標，控制爐溫在1350°c以下，這對防止氣化爐渣堵十分重要。若高溫熱偶燒

11、壞后，可以根據(jù)在線質(zhì)譜儀分析的氣體成分及甲烷含量綜合判斷爐溫高低，嚴禁超溫操作。 采用氧煤比自動跟蹤技術(shù)，可以避免爐溫岀現(xiàn)大的波動；采用新的高溫熱偶裝配技術(shù)，延長高溫熱偶的 使用壽命，對穩(wěn)定爐溫同樣重要。加快耐火磚的損控制爐溫在合適(2) 投料時爐溫不可過高。投料過程是系統(tǒng)一個突變的過程，爐溫會瞬間猛升,蝕，加速疤渣、磚渣的形成，造成氣化爐渣堵。因而投料時，要將投料的氧煤比調(diào)低, 的范圍內(nèi)。(3) 加強入爐煤漿灰熔點的檢測，每天都要準確地將灰熔點(t3)檢測出來并將結(jié)果報給控制室,由操作人員參照灰渣的粘溫特性變化情況，隨時調(diào)整氣化爐操作溫度，避免爐溫過高或過低。(4) 現(xiàn)在一般以流動粘度在25

12、35pas時的溫度作為氣化爐的操作溫度，在此溫度下，氣化爐 排渣較為/頃利。4.4 穩(wěn)定運行，加強安全牛產(chǎn)管理氣化爐每次開停車都是一次溫度、壓力的波動和爐壁掛渣情況改變的過程，使氣化爐安全、穩(wěn)定、 長周期運行，對避免氣化爐渣堵也相當重要。(1)對徳士古氣化爐的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)及高壓煤漿泵的plc系統(tǒng)進行改造，以保證氣化系統(tǒng)不會因 氣化爐的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)及高壓煤漿泵的plc系統(tǒng)誤動作而造成不必要的停車，減少開停車次數(shù)，延長氣化爐運行周期?，F(xiàn)在我廠單爐最長運行周期是2001年10月份創(chuàng)下的87天20小時的記錄，達到了世界 先進水平。(2)建立嚴格的“工藝、設備、儀表、電氣”“四位一體”聯(lián)合巡檢制度，嚴格項目檢查，嚴格 工藝指標，最大限度地消除氣化爐安全生產(chǎn)隱患，確保氣化爐安全平穩(wěn)運行。(3) 嚴把燒嘴質(zhì)量關(guān)，包括燒嘴的裝配質(zhì)量，一旦燒嘴在使用后期霧化狀態(tài)不好時，可考慮停車 更換，以改善燒嘴對氣化爐安全運行的影響。5 提幾點想法(1) 在對德士古氣化工藝流程作岀重大改變時，要組織好專家進行充分論證，并慎重地考慮，以 避免消除了已經(jīng)出現(xiàn)的隱患，又暴露出新的隱患，顧此失彼，如果改造不成功，要盡快恢復，以避免更 大的損失。(2) 要加強操作工的責任心，提高操作水平，加強監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)氣化爐出現(xiàn)渣堵，要及時