氣化爐是煤化工裝置的核心和龍頭，決定了全系統(tǒng)裝置能否長周期、滿負(fù)荷、安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，也決定了產(chǎn)品的成本效益。中國化工報(bào)記者在調(diào)查中了解到，目前煤化工裝置運(yùn)行的無論是干煤粉還是水煤漿煤氣化爐，單爐最長連續(xù)運(yùn)行時(shí)間都達(dá)到了200多天,但各個(gè)類型爐型之間依舊有差別。同樣是水煤漿氣化爐（包含備用爐），有連續(xù)運(yùn)行300多天的，也有連續(xù)運(yùn)行550天的。業(yè)內(nèi)專家指出，影響氣化爐長周期運(yùn)行的是綜合因素，考量的是企業(yè)的綜合實(shí)力，企業(yè)應(yīng)當(dāng)著重在燒嘴精度、噴嘴與氣化爐流場結(jié)構(gòu)、排渣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高灰水系統(tǒng)運(yùn)行周期和保持煤質(zhì)穩(wěn)定上下功夫。

　　優(yōu)選噴嘴材料和處理工藝

　　噴嘴是氣化爐的核心設(shè)備，噴嘴使用壽命是決定氣化爐生產(chǎn)周期長短的關(guān)鍵因素，60%的氣化爐停車都與噴嘴有關(guān)。伊泰煤制油公司總經(jīng)理劉尚利告訴記者，噴嘴壽命周期在100~150天，到時(shí)候必須停下來更換，噴嘴損壞會(huì)直接造成氣化反應(yīng)氧碳比失調(diào)，使氣化爐進(jìn)料紊亂，甚至引發(fā)超溫、過氧爆炸等嚴(yán)重事故。因此，除了噴嘴加工精度外，使用中的監(jiān)控和管理也非常重要的。

　　華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所周志杰副教授認(rèn)為，提高噴嘴的壽命需要對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，煤漿中的固體顆粒對(duì)噴嘴材料的磨損很大，應(yīng)盡量降低煤漿流動(dòng)速度，還要探索采用耐高溫、耐磨材料或者堆焊耐磨合金加熱處理工藝制造噴頭。

　　陜西鑫立噴嘴研制開發(fā)有限公司技術(shù)部部長胡戰(zhàn)卜則表示，燒嘴的運(yùn)行與氧煤比、水煤漿流速等因素有關(guān)，要提高燒嘴及氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行周期，今后還應(yīng)探索外氧氣流和水煤漿流的最佳角度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使噴射結(jié)構(gòu)和角度更合理，達(dá)到最好的混合、霧化效果，使水煤漿反應(yīng)充分，有效氣含量提高，煤渣含碳量降低。在運(yùn)行中為保護(hù)燒嘴，有煤化工企業(yè)通過在燒嘴前端澆注保溫材料，使燒嘴盤管及外頭端部與爐內(nèi)火焰有效隔離，爐內(nèi)火焰不會(huì)直接對(duì)冷卻水盤管和外噴頭進(jìn)行燒蝕，減少燒嘴外頭端部因受熱沖擊產(chǎn)生的龜裂，消除了冷卻水盤管和外頭角焊縫處受爐內(nèi)高溫氣體的影響引起的熱應(yīng)力損壞，延長了燒嘴使用周期，保障了氣化裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

　　重視掛渣機(jī)理基礎(chǔ)研究

　　神華寧煤集團(tuán)煤化工公司烯烴公司總工程師黃斌向中國化工報(bào)記者介紹說，干煤粉氣流床要實(shí)現(xiàn)長周期、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，取決于煤粉輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性、噴嘴與氣化爐流場結(jié)構(gòu)的匹配性以及排渣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。多位業(yè)內(nèi)人士向記者證實(shí)，由于氣化爐流場、排渣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，目前運(yùn)行的粉煤氣化爐，部分所排細(xì)灰、煤渣的含碳量高達(dá)到6%。由于水冷壁爐是“以渣抗渣”，必須依靠掛在爐壁上的一層熔渣來保護(hù)水冷壁，才能使氣化爐長期運(yùn)行。如果灰分含量太低，爐內(nèi)掛渣不好，就起不到對(duì)爐壁的保護(hù)作用。在流場、排渣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)不足的情況下，因?yàn)樵�、灰引起爐子停車的煤化工裝置不在少數(shù)。

　　中石化寧波工程有限公司副總經(jīng)理亢萬忠向記者進(jìn)一步介紹說，目前業(yè)內(nèi)普遍忽視氣化爐流場、水冷壁氣化爐掛渣機(jī)理等基礎(chǔ)研究，今后要做細(xì)致的掛渣模擬，使掛渣系統(tǒng)適應(yīng)不同煤種、減少熱損失，提高設(shè)計(jì)水平。黃斌認(rèn)為，掛渣模擬應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)場試驗(yàn)相結(jié)合，并通過現(xiàn)場試驗(yàn)修正才能達(dá)到好的效果。黃斌指出，中國煤化工發(fā)展快，拿來主義多，氣化爐流場、水冷壁氣化爐掛渣機(jī)理等基礎(chǔ)研究薄弱，今后需要加大這方面研究的投入，邊使用邊改進(jìn)。

　  多舉措�；宜�系統(tǒng)穩(wěn)運(yùn)

　　氣化過程產(chǎn)生的粗煤氣內(nèi)含有大量固體顆粒和雜質(zhì)，在除塵、洗滌過程中，除塵、灰水系統(tǒng)不可避免會(huì)產(chǎn)生沉積、結(jié)垢，系統(tǒng)的設(shè)備、管道、閥門結(jié)垢堵塞和腐蝕，嚴(yán)重時(shí)需進(jìn)行停車處理，這不僅制約氣化爐的運(yùn)行，還會(huì)影響后續(xù)變換、低溫甲醇洗系統(tǒng)的運(yùn)行。

　　像干法除塵的殼牌煤氣爐，積灰結(jié)垢在合成氣冷卻器入口被堵塞50%時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，迫使裝置降負(fù)荷生產(chǎn)甚至非計(jì)劃停車�；宜�系統(tǒng)目前除殼牌煤氣化爐外，所有運(yùn)行的新型煤氣化爐基本都是文丘里洗滌器+激冷洗滌塔。

　　據(jù)華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所周志杰副教授介紹，從運(yùn)行周期來說，因?yàn)樗�系統(tǒng)一直在洗氣排灰、排渣，即使噴嘴和耐火保溫材料都沒有問題，如果灰渣積累太多，灰水系統(tǒng)運(yùn)行最多4個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞、系統(tǒng)阻力增大等問題，裝置必須停車處理。周志杰建議，通過選用低灰分、低灰熔點(diǎn)、低硫氯的優(yōu)質(zhì)煤，以及更換設(shè)備材料和工藝改進(jìn)等措施，來緩解灰水系統(tǒng)的堵塞和腐蝕問題。

　　神華寧煤集團(tuán)煤制油項(xiàng)目副總工程師李曉東認(rèn)為，增加灰水系統(tǒng)的洗滌能力，可采用多因子分離、旋流分離等氣體除塵、洗滌等技術(shù)。中石化金陵石化原總工程師程祖山向記者介紹說，影響氣化爐除塵、洗滌系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素很復(fù)雜，與煤質(zhì)、氣化方式、氣化溫度、水質(zhì)等因素都有關(guān)系，在抗垢劑上下功夫也是個(gè)辦法。

　　加強(qiáng)選配穩(wěn)定原料煤質(zhì)

　　中科合成油技術(shù)有限公司技術(shù)顧問唐宏青認(rèn)為，原料煤質(zhì)穩(wěn)定與否以及煤質(zhì)的好與壞，對(duì)氣化爐長周期穩(wěn)定運(yùn)行起很大作用。雖說粉煤加壓氣化爐氣化對(duì)原料煤有廣泛的適用性，理論上講什么煤都可以氣化，但氣化煤質(zhì)的水分、揮發(fā)分、灰分、硫及灰熔融性、煤灰黏度等指標(biāo)對(duì)氣化爐裝置的運(yùn)行穩(wěn)定有著重要影響。如何選備原料煤、穩(wěn)定原料煤質(zhì)是煤氣化生產(chǎn)的難題，這就需要準(zhǔn)確檢測氣化煤的煤質(zhì)指標(biāo)，確定選煤配煤方案、制定穩(wěn)定煤質(zhì)的措施，以保障煤氣化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。中石化金陵石化原總工程師程祖山告訴記者，煤化工企業(yè)在配煤技術(shù)交流上不如中石化系統(tǒng)，中石化系統(tǒng)經(jīng)常技術(shù)交流會(huì)，相互介紹經(jīng)驗(yàn)，共享改進(jìn)成果。

　  全面科學(xué)考量運(yùn)行周期

　　黃斌認(rèn)為，影響煤氣化爐滿負(fù)荷、安全穩(wěn)定運(yùn)行周期的因素很多，甚至一個(gè)閥門、一個(gè)焊縫都會(huì)引起裝置停車，因此氣化裝置運(yùn)行周期考量的是一個(gè)煤化工企業(yè)的綜合實(shí)力。評(píng)價(jià)氣化爐周期不能看單爐一次運(yùn)行時(shí)間的長短，而應(yīng)當(dāng)平均來看，如果一次運(yùn)行時(shí)間長，而停產(chǎn)檢修的投入大，那么僅一次的長周期運(yùn)行也就長就失去了意義。

　　周志杰也認(rèn)為，不能過于追求單爐的運(yùn)行周期。企業(yè)為保證連續(xù)氣化生產(chǎn)，將生產(chǎn)控制在一個(gè)安全的范圍內(nèi)，需定期切換倒?fàn)t檢修，一開一備的氣化系統(tǒng)，單爐連續(xù)運(yùn)行60天就切換；兩開一備的氣化系統(tǒng)，單爐連續(xù)運(yùn)行75~80天就切換。因此，考察氣化爐滿負(fù)荷、安全穩(wěn)定運(yùn)行周期，應(yīng)當(dāng)看一個(gè)企業(yè)氣化系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，而不是僅看單爐的運(yùn)行周期。

　　亢萬忠表示，通過備用爐，氣化裝置的備用系數(shù)和氣化的整體可用率會(huì)有提高，但要滿足長周期、滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，并達(dá)到像石化裝置那樣3年一修，依舊有困難，還有很長的路要走。

　　中石化金陵石化原總工程師程祖山向記者表示，煤化工裝置比石化裝置技術(shù)密集度更高，涉及的技術(shù)種類也更多、更雜、更精細(xì)。大型煤化工發(fā)展迄今也就10年左右的時(shí)間，煤種認(rèn)識(shí)、設(shè)備選型、操作經(jīng)驗(yàn)，以及氣化溫度等參數(shù)的控制、工藝掌握和人才培養(yǎng)都還有一個(gè)較長的過程。他認(rèn)為，目前各種氣化爐都在運(yùn)行，再過10年，真正綜合性能好的氣化爐才能顯現(xiàn)出來。

　　編者按：經(jīng)過近十年的發(fā)展，我國煤化工裝置的安全、穩(wěn)定、滿負(fù)荷運(yùn)行周期不斷延長。目前，運(yùn)行中的煤氣化爐單爐最長連續(xù)運(yùn)行時(shí)間已達(dá)到200多天。但隨著煤化工裝置規(guī)模的增大以及產(chǎn)業(yè)鏈的延長，裝置開車過程長、開停車損失大等問題開始顯現(xiàn)。為此，本版特推出《煤化工裝置長周期運(yùn)行探索》系列報(bào)道，圍繞氣化爐、變換、低溫甲醇洗三個(gè)煤化工裝置的主要工序，分析影響裝置長周期運(yùn)行的因素，探尋科學(xué)可行的思路和方法。