Φ3200mm造气炉烧型煤总结

张建恩

(鹤壁宝发能源科技股份有限公司河南鹤壁458000)

Φ3200mm造气炉烧型煤总结

张建恩

(鹤壁宝发能源科技股份有限公司河南鹤壁458000)

鹤壁宝发能源科技股份有限公司现有生产能力350kt/a甲醇、300kt/a二甲醚，尾气副产液化天然气(LNG)10kt/a。2011年前，造气系统Φ2610mm直筒造气炉和Φ2610mm/2800mm锥形造气炉掺烧40%型煤，吨醇煤耗1.6～1.8t，甚至达到2.0t。为此，2011年底对造气系统进行了改造。改造方案是淘汰所有Φ2610mm造气炉，改用12台Φ3200mm造气炉，并考虑全烧型煤(煤棒)，改造目标是吨醇耗煤棒1.52t、总水煤气量80000m3/h。Φ3200mm造气系统自2012年9月逐段调试开车，至2013年4月，3套系统12台造气炉全部投入运行，目前运行良好。

1 改造及配套装置

1.1工艺流程

淘汰所有的Φ2610mm造气炉，选用12台 Φ3200mm造气炉(单炉水煤气量7000m3/h)，炉体总高7000mm，夹套高度3600mm，尽可能补偿型煤蓄热量差的弊端。12台Φ3200mm造气炉分3套系统，每套系统共用1台联合废热锅炉和1台洗气塔。根据甲醇生产的特点，主要工艺流程为单炉吹风气经除尘器除尘后去三废炉系统，上行煤气直接和集尘后的下行煤气进入煤气总管，经联合废热锅炉回收显热后送入洗气塔，进一步除尘降温后进气柜。

1.2配套装置

将原有2条煤球生产线(300kt/a)改造扩建为2条煤棒生产线(600kt/a)。采用Φ3200mm型煤专用宝塔型八层六边炉箅。考虑产气量，选用C900－1.28鼓风机(开3备1)，采用上提式加焦机和自动炭层高度测量装置，选用不停炉下渣装置，液压阀装阀检并设置联锁。

2 操作条件

2.1原料型煤系统

(1)干煤棒水分质量分数控制在＜2.0%，冷强度70～90kg/cm2，热强度25～35kg/cm2。

(2)首先控制粉碎环节，要求粉碎后粒度＜3.00mm，其中颗粒0.45mm以下的必须达到65%(质量分数)以上;其次固体黏结剂质量要求，在保证腐殖酸含量前提下要求粒度≤0.1mm，以保证黏结剂分散性，然后进行搅拌、熟化、成型和烘干。采取三级筛分，严格控制入炉煤棒含粉率(质量分数＜3%)。

2.2造气炉工艺条件

(1)保证优质煤棒，选用加长造气炉炉体、水夹套和大风量风机，为高炭层操作提供了先决条件，也保证了气化层的蓄热性。采用自动加焦装置将料层(炭层)控制在3200mm左右。

(2)根据实际情况，吹风时，确保造气炉炉底空气压力达23～25kPa;造气循环中吹风时间比例(含1s吹净)在22%时，吹风气中CO体积分数在5.0%左右，达到了预期目标。

(3)蒸汽用量及分配。外来发电后的背压蒸汽(0.35～0.40MPa，200～230℃)经蒸汽减压阀调压后和联合废热锅炉所产的过热蒸汽一起进入蒸汽缓冲罐，混合后的蒸汽供造气炉;水夹套产生的1.4MPa蒸汽主要供二甲醚装置使用，一部分进入蒸汽缓冲罐用于调整蒸汽温度和压力;由蒸汽缓冲罐出来的0.04～0.05MPa、温度200～210℃的混合蒸汽送入造气炉。根据造气炉实际工况，下吹蒸汽时间分配百分比控制在42%～43%。造气炉所产的水煤气中CO2体积分数控制在9.0%，CO体积分数可稳定在32.0～33.0%，略优于预期目标。

(4)由于型煤的特性，上行煤气温度基本稳定在280～300℃;同时，考虑水煤气气质、气量和消耗，下行煤气温度控制在280～300℃，灰仓温度稳定在250～300℃;为降低造气系统的阻力，联合废热锅炉出口温度力争稳定在170℃左右，气柜进口水煤气温度稳定在＜40℃。

(5)由于造气系统配置合理、煤质稳定，吹风气中带出物质量分数基本稳定在＜4%，灰渣含碳质量分数一般在＜18%。

3 运行效果

新系统运行以来，炉况稳定、操作弹性大，气质、气量均优于设计指标，12台Φ3200mm造气炉总发气量在85000m3/h水煤气左右，水煤气有效气成分(CO+CO2)体积分数稳定在86.5%左右;同时，甲醇、二甲醚系统的生产配置合理，吨醇耗煤棒控制在1.48t左右。

4 存在问题及解决措施

4.1大齿圈毁坏频繁

造气系统运行将近1年时(2013年底)，经常出现炉条机拉不动情况，检查发现大齿圈磨损严重，其使用周期在9～13个月。

(1)原因。①由于炉底使用水冲除灰和间歇制气的特点，齿圈存在电化学腐蚀和湿硫化氢应力腐蚀的双重作用。②炉体、夹套、有效炭层加高后，负荷也相应加大，炉底结构等没有相应加大，大齿圈磨坏的概率必然增大。

(2)处理措施。①针对造气循环水腐蚀，取消了炉底水冲和炉底水封，将原水冲下水管道与单炉风阀后风管接通，改用吹风阶段空气吹灰，效果相当不错;而取消炉底水封隐含的炉内憋压隐患，则由阀检联锁和炉顶手动泄放管来补偿。②针对炉底传动负荷大问题，大齿圈材质改为40Cr，同时，加强炉底注油及注油密封。改造后，大齿圈运行周期最长已达18个月。

4.2自动下灰时灰斗发生爆炸

(1)原因。①下灰隔断阀阀板泄漏，下灰时灰斗内煤气在下灰口与空气形成可爆气体，遇明火或高温时发生爆炸。②下灰量大或间隔时间长造成隔断阀阀板关闭不严，且操作工在下吹阶段下灰，给爆炸创造了条件。

(2)处理措施。定时或及时检修隔断阀，根据下渣量及时下灰，避免出现夹渣等隔断阀阀板关闭不严现象;同时，规定二次上吹结束即开始下灰，且尽量保证在上吹结束前下完，确有不正常情况时及时停炉。另外，在灰斗上安装蒸汽管线，下灰过程采用适量蒸汽保证灰斗微正压。

2015－06－18)