水煤浆气化炉运行与维护技术总结

王文权，张宝利，段文娟

(陕西渭河煤化工集团有限责任公司,陕西 渭南 714000)

1 概况

渭化公司一二期装置年产合成氨30万吨、尿素52万吨、甲醇20万吨、二甲醚11万吨，渭化三期装置年产40万吨甲醇。气化工段均采用美国GE公司 6.5 MPa 级水煤浆加压气化技术，一二期气化四台气化炉，三开一备，三期气化三台气化炉，两开一备。一直以来，提高气化炉的运行效率是后续装置高质量运行的关键因素。通过气化炉运行与维护工作开展，可以有效减少倒炉频次，减少各参检单位的工作量，降低生产运行维护费用，提高气化炉的运行效率，提升企业的市场竞争力。

2 目标描述

通过提高日常检维修质量、提升工艺维护、加强设备管理，以及进行技术改造等手段提高气化炉运行质量与运行周期，具体目标为：

1)三期气化煤浆质量浓度≥62.5%。

在气化装置运行中，煤浆浓度对系统操作的稳定性和经济性有着重要影响，煤浆浓度的高低，直接影响着气化炉的产气率。

2)气化炉工艺气有效气体积分数≥81%。

工艺气成分含量是气化炉运行参考中的一项重要经济指标，参与碳转化率、冷煤气效率、比氧耗、比煤耗等工艺指标的计算。其中，有效气成分含量直接影响中间产品(甲醇)的产量，也能有效的降低气化炉残碳。

3)气化炉运行时间≥85天。

气化炉运行时间的长短，是衡量气化炉运行与维护的一个重要指标。气化炉运行天数越长，可降低倒炉次数，不仅可以减少异常倒炉产生的原料消耗，降低人员工作量的同时，也确保了气化炉备炉检修的频次。同时，气化炉全年检修次数的减少可以降低现场检修作业过程中所产生的安全风险。另外，也节约了原材料和人力，避免了由于系统开停车过程中所产生的异常噪音和排放以及开停车过程中的安全和环保风险。

4)工艺烧嘴使用寿命≥100天。

工艺烧嘴为气化系统中最核心部件之一。烧嘴质量的好坏，直接影响着气化系统的长周期稳定运行，同时对气化炉有效气产率，碳转化率也有一定的影响。

3 具体管控措施

在气化炉运行与维护专项工作控制过程中，为了达到目标值，通过控制磨机煤浆浓度、气化炉有效气含量、气化炉运行天数，烧嘴使用寿命等分别从工艺管理、设备管理、电仪管理、备炉管理以及系统优化等方面来评价气化炉运行质量。

3.1 工艺管理方面

认真执行《化工工艺技术管理标准》《工艺巡检管理标准》，严格工艺指标管理，要求所有重要工艺指标控制在正常范围内，表计完好率要求100%。要求技术管理人员做到一日三上岗，工艺技术员要保持对工艺参数的高度敏感，要做到及时发现，及时分析，及时处理。日常巡检操作方面，坚持每小时巡检观察磨机滚筒筛格数，在不跑浆的前提下不断提高煤浆浓度。每班主操至少两次对气化炉粗渣进行查看，通过粗渣的形态及排渣状况动态调整氧煤比。坚持气化炉和碳洗塔供排水系统阀门切换和活动，保证气化炉进排水管线畅通。备炉期间加强设备管线的积灰清理，防止因积灰而引起堵塞停炉。加强优质原煤供应，严格控制气化用煤工业指标，为气化炉高效稳定运行提供保障。

3.2 设备管理方面

严格执行《气化炉检修维护规程》《气化炉烧嘴检修维护规程》《高压煤浆泵检修维护规程》《设备管理标准》。坚持综合大检查，领导带队，以身作则，发现“跑、冒、滴、漏”，及时消除，防止因泄漏扩大造成停车。做好现场设备巡回检查工作，加强设备生命周期管理，在设备生命周期内计划性更换，保证设备运行质量。同时，切实做好设备维护工作，定期组织设备润滑检查等相关专业检查，确保设备稳定运行。此外，不断提高备品、备件的报备及采购质量，确保备品备件满足生产需求。

3.3 备炉管理方面

气化炉备炉的质量的好坏是气化炉能否长周期运行的重要因素。为进一步提高备炉质量，应编制《气化炉常规备炉内容及检查表》并不断进行优化改进。气化炉备炉过程实行清单化管理，将气化装置工艺清理、设备检修、电气仪表检修及备品备件寿命等纳入清单化管理。对影响气化炉长周期运行的煤浆泵、烧嘴、气化炉锥底砖、锁渣阀及易冲刷部位等进行定期检查、定期测厚、定期更换，通过对气化装置关键设备实施全生命周期管理，有效控制了因检修不到位或设备设施故障等引起的气化炉停车。针对气化炉直补水量不足的问题，积极开展攻关，排查出非常规检修部位激冷水管线的止逆阀阀门脱落，阀后管线结垢等问题，采取措施进行清理、修复、更换，确保了气化炉激冷水量正常供应，为气化炉的长周期稳定运行奠定了基础。

3.4 电气仪表管理方面

加强电气仪表人员的巡检维护工作，发现问题，及时处理。备炉期间，加大对电气仪表原件的排查力度。同时，加强电气仪表备品备件全生命周期管理，预防因电气仪表原件老化，接线端子松动、氧化等引起跳车。

3.5 系统方面

严格按照《气化操作规程》精细化操作，不断优化各工段运行工况，避免因系统原因导致的非计划停炉。在保证装置稳定运行的前提下，提高气化炉运行经济效益。

4 绩效评价

4.1 绩效评价机构

绩效评价机构是“气化炉运行与维护”课题领导小组。由生产部牵头，计控电仪部、机械修造部、计划财务部、人事企管部、气化车间、双甲车间组成。

4.2 绩效评价流程

各车间上报目标指标完成情况及未完成项原因分析，生产部组织课题领导小组对车间上报目标指标完成情况及原因分析进行评价，评价结果上报课题领导小组审批，后报人事企管部兑现考核。

4.3 绩效数据采集

通过车间生产记录日报表、交接班记录、工艺月报表、气化炉运行与维护课题月度总结等进行数据采集。

4.4 绩效评价方法

依据《气化炉运行与维护实施方案》和《奖金考核奖励办法》进行绩效评价。

4.5 绩效评价结果

煤浆提浓方面：系统开车初期，我公司煤浆质量浓度维持在60.5%左右，主要原因是因磨机运行周期短，筒体螺栓漏浆检修频繁，以及钢棒级配等因素，影响煤浆提浓。自公司开展气化炉运行与维护专项管理工作以来，组织了班组级的煤浆浓度提升竞赛活动，车间成立了煤浆浓度提升专业小组，针对磨煤机提浓群策群力，制定详细可行的解决方案。第二、在2021年三期装置大检修期间，对磨煤机钢棒，内衬进行彻底更换。第三、通过提高添加剂品质、煤浆二次研磨等手段，使水煤浆浓度有了显著提高，自开展此项工作以来，气化车间及双甲车间多措并举，煤浆浓度有了大幅提升。煤浆质量浓度已经能稳定到62.5%以上，煤浆提浓效果显著。

工艺气成分方面：工艺气成份主要有一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等。甲烷的控制主要根据煤质决定，以前甲烷体积分数控制在 2600×10-6～3000×10-6，根据现在的煤质甲烷一般控制在 1800×10-6～2400×10-6。氧压以前在 8.2 MPa 以下，现在提高至 8.3 MPa，通过提高氧压使煤浆雾化更好、使气化反应效率更高。开车初期，工艺气有效气含量基本在78%～79%，为了提高气有效气含量，通过提高煤浆浓度、供应优质原煤、控制氧煤比、优化工艺烧嘴、调整系统负荷等手段，将气化炉有效气体积分数[ρ(CO+H2)]由前期的78%～79%提高到了81%，有效气含量显著提高。

烧嘴使用寿命方面：烧嘴使用寿命的长短对装置稳定、开停车、经济性等有至关重要的影响。我公司气化炉烧嘴采用的是美国GE和陕西鑫立公司生产制造的烧嘴。工艺烧嘴经过国产化以后我们一直使用的是陕西鑫立公司烧嘴。通过近几年的运行经验，我公司针对装置规模、原料煤质、工艺条件及各类参数综合分析，对工艺烧嘴进行了多次优化改造。通过在烧嘴中头外形尺寸不变的情况下，对中头内部喷口处加耐磨衬套，提高耐磨性和抗腐蚀性，有效地解决了煤浆头磨损等问题，避免了因煤浆喷头磨损引起的工艺烧嘴压差降低、波动，保证了工艺烧嘴压差的稳定和良好的雾化效果，提高了工艺烧嘴的使用寿命。改造后的烧嘴从开车初期50多天已经稳定到100天以上。

提高气化炉运行时间方面：第一、气化炉备炉检修实行清单化管理，将气化装置工艺清理、设备检修、电气仪表检修及备品备件寿命等纳入清单化管理。第二、严格设备管理，坚决实行备机不过夜和周四设备润滑检查活动，对带有隐患运行的设备采取有效的运行监控措施，下发相关特护规定，确保设备的安全运行。同时，对设备进行全生命周期管理，确保设备运行质量。第三、工艺技术员时刻保持对工艺参数的高度敏感，发现工艺参数发生变化，做到及时发现，及时处理。第四、设置隐患记录本，对装置存在的问题进行记录跟踪，进行闭环管理，促进装置隐患的查消。第五、通过强化工艺数据管理，严格控制工艺指标，狠抓表计测量的准确率。第六、长期以来，通过对气化炉运行及备炉工作的总结，备炉期间主要针对气化炉炉内及管线进行深度疏通清洗，对重要设备、易冲刷部位，定期检测记录，做到检修周期明确、检修项目清晰、检修质量可控。通过一系列管控，气化炉运行时间由之前75天提高到了85.5天，最长时间运行了98天，气化炉运行时间有了大幅提升。

5 持续改进

针对煤浆质量浓度、气化炉运行时间、烧嘴使用寿命、提高气化炉有效气含量等我们做了一系列专项实施方案，并取得了一系列显著的成果。但气化炉专项管理工作的内容比较丰富，而气化工艺本身来说影响因素比较繁杂，致使我们的管理工作还有一些不足之处，因而我们将从以下几点持续改进，找差距、补短板，不断完善各项管理制度，建立起气化炉高质量运行维护工作长效机制，从本质上提升气化炉运行水平与质量。

5.1 工艺流程的改进

由于目前三期气化炉共有气化炉3台(2开1备)，2套704灰水处理系统(无备用)，灰水系统运行到一定周期就得被迫停车检修，影响三期装置的高质量稳定运行。同时，两期气化重要机泵都是单套装置，无备用系统，这些重要设备故障也会引起停车的风险。因此，在未来发展过程中进一步优化改进，提升气化炉的运行周期。

5.2 完善气化炉备炉清单化管理

气化炉备炉工作清单化，加强备品备件全生命周期管理，能有效控制检修和清洗质量。在气化炉备炉工作清单化管理工作中，我们已经对设备、阀门、润滑油、炉砖等备品备件实行了标准化的全生命周期管理。通过实行气化炉备炉清单化和标准化管理可以有效控制因清洗不到位或测厚检测不到位及设备故障等引起的气化炉停车。在生产运行中，总结气化炉长周期运行的短板和瓶颈问题，增补到气化炉备炉清单确认表，并加以改进，进一步完善气化炉备炉清单内容。

5.3 持续提升煤浆提浓措施

煤浆提浓可以有效提高有效气产率。一二期气化将根据一期大检修计划，择机对几台磨煤机进行挑棒、加棒工作。其次，车间正在调研煤浆浓度在线分析仪，计划在低压煤浆泵入口管线进行安装，实现数据远传，可对成品煤浆浓度进行实时监测，为制备高浓度煤浆提供数据支撑。

6 结束语

自气化炉运行与维护专项管理工作开展以来，渭化公司气化炉运行质量大幅提升，煤浆质量浓度、工艺气有效气比例以及气化炉运行周期明显提高。但在看到此项工作取得成效的同时，也应该认识到此项工作犹如逆水行舟，不进则退。因此，只有不断总结经验，再接再厉，将好的经验做法固化下来，进一步补齐短板、精准发力，才能统筹推进，形成长效机制。专项管理工作只有起点，没有终点，在今后的工作中，我们将紧紧围绕“走出去、请进来”这一学习思路，加大专项管理工作的广度与深度，不断提高挖潜增效工作力度，进一步提升企业整体竞争水平。