王鹏山
［盛虹炼化（连云港）有限公司，江苏 连云港222042］
［摘 要］某炼化一体化项目配套4台航天迈未气化炉（四开无备）及4套粉煤输送系统，气化装置于2023年初投产。试生产过程中，粉煤输送系统出现粉煤锁斗CO2气充压笛管透气性差、粉煤锁斗CO2过滤器滤棒损坏、粉煤锁斗泄压管线限流孔板破损、气化框架下部缺氧及CO含量达报警值、粉煤循环下料器出口大小头磨损等问题，分析与探讨其症结所在，采取一系列优化改进措施后，达到了预期目的，为气化炉的长周期稳定运行奠定了基础。
［关键词］航天迈未粉煤加压气化装置；粉煤输送系统；CO2气充压笛管；CO2过滤器；锁斗泄压管线限流孔板；粉煤贮罐过滤器放空管线；下料器出口大小头；优化改进
［中图分类号］TQ544 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）02-0012-03
0 引 言
某炼化一体化项目配套气化装置采用粉煤加压气化全废锅流程，共设置4台航天迈未气化炉（四开无备），粉煤输送系统共配置4个系列，与4个气化系列一一对应，每个粉煤输送系列可提供1台气化炉满负荷运行所需的粉煤用量，单炉投煤量3 000 t/d，设计工作压力4.0 MPa。本气化装置于2023年初投产，试生产过程中粉煤输送系统多次出现粉煤锁斗CO2气充压笛管透气性差、粉煤锁斗CO2过滤器滤棒损坏、粉煤锁斗泄压管线限流孔板破损、气化框架下部缺氧及CO含量达报警值、粉煤循环下料器出口大小头磨损等问题，分析与探讨其症结所在，提出解决方案并予以实施后，达到了预期效果，为气化炉的长周期稳定运行奠定了基础。以下对有关情况作一介绍。
1 粉煤气化输送系统工艺流程简介
该粉煤气化输送系统工艺流程如图1。来自磨煤系统的合格粉煤储存在粉煤贮罐（V001）内，粉煤贮罐、粉煤锁斗（V002A/B）、粉煤给料罐（V003）自上而下布置，通过粉煤锁斗的变压操作完成粉煤的输送——粉煤锁斗加料过程为间歇操作，一次正常的锁斗加料由接料、充压、下料、泄压四个过程组成，锁斗处于常压状态时贮罐内的粉煤通过重力作用流入粉煤锁斗；粉煤锁斗内充满粉煤后，关闭所有与粉煤贮罐及低压设备相连的阀门（XV123/XV133/XV120/XV121/XV122/XV118），经充气锥、充气笛管、管道充气器和锁斗高压CO2过滤器（SR002）充入高压CO2（开车时为氮气）对锁斗进行升压；当锁斗压力升至与粉煤给料罐压力相同且粉煤给料罐内的料位降至足以接收一锁斗粉煤时，打开粉煤锁斗与粉煤给料罐之间的平衡阀（XV126/127）均压，之后打开粉煤锁斗与粉煤给料罐之间的切断阀（XV131/132），粉煤通过重力作用进入粉煤给料罐；锁斗卸料完成后，关闭所有与粉煤给料罐等高压侧设备连通的阀门（XV131/XV132/XV126/XV127），然后将锁斗内气体排放至粉煤贮罐过滤器（SR001）进行泄压；泄压完成后，锁斗重新与粉煤贮罐压力平衡后连通，至此完成一次加料。
每个粉煤输送系列配套2台粉煤锁斗，锁斗交替运行，2台粉煤锁斗之间配有气体互充管线。通过4条粉煤输送管线将粉煤从粉煤给料罐输送至气化炉粉煤烧嘴，通过调整输煤载气（高压CO2）的用量实现对输送介质密度与速度的调节。粉煤流量测量及控制通过对粉煤管线的温度、压力、流速、悬浮物密度的测量以及特殊的粉煤流量调节阀来实现。为保证送至烧嘴的粉煤流量稳定，控制粉煤给料罐的压力与气化炉保持一个相对稳定的压差，此压差的设定值通常为0.5～0.7 MPa。
2 粉煤输送系统运行问题及优化改进
2.1 粉煤锁斗CO2气充压笛管膜片透气性变差
2.1.1 问题分析
粉煤锁斗内充满粉煤后，所有与粉煤贮罐及低压设备相连的阀门关闭，粉煤锁斗处于隔离状态，之后充入高压CO2升压，为保证充压期间锁斗内粉煤处于良好的悬浮沸腾状态，高压CO2通过笛管、充气锥、管道充气器给锁斗充压；锁斗内部共设置8根笛管，笛管长4.4 m，笛管朝粉煤锁斗中心线方向均匀地布置了由烧结金属制作的膜片（烧结金属可防止粉煤倒流进入CO2气系统），使高压CO2充分将粉煤流化，有效防止粉煤架桥、结块。但笛管运行1 a后出现膜片透气性变差、锁斗充压速率缓慢问题，粉煤锁斗运行1个周期时间由原来的45 min延长至55 min，此时粉煤锁斗无法高效地将粉煤输送至给料罐，给料罐料位逐渐降低，气化炉只能减负荷维持生产；另一方面，笛管膜片透气性变差后，当锁斗充压时打开笛管充压阀（XV129和PV104），笛管与锁斗内压差瞬间涨至0.8 MPa联锁关闭XV129和PV104，表明进入笛管的高压CO2气无法及时从笛管膜片流出，对笛管形成强烈冲击，产生振动位移，造成笛管外表面固定的卡箍及陶瓷衬里脱落，脱落后落入粉煤给料罐继而进入给煤线，堵塞给煤线角阀，造成给煤量不足，气化炉被迫减负荷运行，即充压笛管烧结金属膜片透气性变差严重制约气化炉的稳定运行。
2.1.2 优化改进
通过对粉煤锁斗充压速率和笛管膜片通气量的计算，在烧结金属膜片上开2个内径为4 mm的小孔，满足锁斗充压通气量要求，同时在充压阀XV129和PV104管线上增设DN25副线，始终保持少量气体从副线进入笛管，以防粉煤倒流进入CO2气系统；在笛管底部端头位置设置3个内径为10 mm的小孔，将笛管内的粉煤及时排出，以防进入笛管的粉煤聚集在底部逐渐堵塞笛管。改造完成后，锁斗充压速率满足生产需求，充压期间锁斗内部粉煤能够充分达到悬浮沸腾状，再未发生过粉煤架桥、板结以及笛管固定卡箍和陶瓷衬里脱落的现象。
2.2 粉煤锁斗CO2过滤器滤棒损坏
2.2.1 问题分析
更多内容详见《中氮肥》2025年第2期