王 超，邓向蓉
［恒力石化（大连）炼化有限公司，辽宁 大连116318］
［摘 要］国内沿海某炼化公司配套气化装置设有6台多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉（五开一备），2019年1月—2024年7月生产数据统计显示，水煤浆添加剂添加率在一年之中呈现出特定规律，冬季（每年11月至次年3月）添加率高。分析认为，其影响因素是多方面的，包括冬季原料煤煤质特性变化、煤炭表面化学性质季节性差异、温度、添加剂自身性能等。为提升水煤浆性能、降低添加剂添加率及成本，采取了一系列应对措施——优化原料煤煤质管理、选择合适的添加剂、研发与应用低温性能优越的添加剂、优化添加剂配方组合并进行低温性能测试、加强过程监测与控制并建立实时监测数据系统以及时进行优化调整，确保了水煤浆品质，降低了冬季水煤浆添加剂添加率，实现了降本增效。
［关键词］水煤浆加压气化；水煤浆添加剂添加率高；影响因素；煤炭表面化学性质；防冻剂；温度；添加剂特性；应对措施
［中图分类号］TQ544 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）03-0008-04
0 引 言
水煤浆是一种由煤、水及添加剂组成的混合物，其中，添加剂发挥着至关重要的作用。水煤浆添加剂技术不断演进，如今已进入复合与多功能添加剂阶段，多种分散剂的复合可发挥协同作用，提升水煤浆的综合性能。生产经验表明，在相同的原料煤煤质与制浆工艺条件下，冬季为了达到水煤浆所需的性能指标，如浓度、黏度、流动性、稳定性和燃烧效率等，添加剂的使用量明显高于其他季节，此种现象逐渐引起了关注。国内沿海某炼化公司配套气化装置设有6台多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉（五开一备），单炉投煤量3 000 t/d（干基），设计操作压力6.5 MPa、操作温度＜1 350 ℃。以下以该公司的实际生产情况为例，通过对多种影响因素的分析，探讨冬季水煤浆添加剂添加率偏高背后的真相，并提出应对措施，旨在为冬季水煤浆生产工艺优化提供理论支持和实践指导。
1 冬季水煤浆添加剂添加率偏高的现状与影响
1.1 冬季水煤浆添加剂添加率偏高的现状
对该公司水煤浆添加剂添加率（意指添加剂干基耗量与原料煤干基加工量的比值）进行统计、分析，2019年1月—2024年7月水煤浆添加剂添加率统计趋势图见图1。可以看到，每年11月至次年3月的5个月内添加剂添加率均呈明显上涨的趋势，每年4月则回归正常值，换言之，冬季添加剂添加率偏高并非偶然。分析认为，可能与上游煤矿产能指标不够导致原料煤种不纯（掺配其他煤种）、煤炭中添加防冻剂或被海水意外浸泡、环境温度、添加剂自身性能等有直接关系。
1.2 添加剂添加率偏高对生产成本及效率的影响
2021年1月—2022年12月该公司水煤浆添加剂添加率与煤浆浓度趋势如图2。可以看到，每年11月至次年3月水煤浆浓度较正常月份偏低，添加剂添加率却处于峰值状态。低浓度煤浆降低了系统生产效率，添加剂添加率高则增加了生产成本。据生产统计，这两年（2021年与2022年）4—10月添加剂添加率0.225 5%（均值）、冬季（11月至次年3月）添加剂添加率0.255 7%（均值），冬季添加剂添加率高出约0.030 2%，以加工6 000 kt/a原料煤（原料煤全水15%）、添加剂固含量95%计，这5个月多用的添加剂为6000000×（1-15%）÷12×5×0.0302%÷95%=675.5 t；添加剂以2 200元/t计，年增生产成本148.61万元。
2 冬季影响水煤浆添加剂添加率的因素
2.1 冬季煤炭煤质特性的变化
2.1.1 冬季煤炭中添加防冻剂
工业用煤炭防冻剂一般有乙二醇、丙二醇、氯化钙、氯化钠等。添加防冻剂会对原料煤煤质指标如热值、灰分、燃烧性能、化学组成、排放物、成浆性能等产生影响——防冻剂会与添加剂中某些成分发生反应，减弱添加剂对水煤浆的分散性及煤浆的稳定性，或使水煤浆添加剂失效或部分失效，导致添加剂添加率大幅增加。冬季在煤炭中添加防冻剂，实际的影响程度取决于防冻剂的种类、用量以及煤炭的品质及使用条件等因素。为减轻防冻剂对原料煤煤质的不利影响，选择与使用防冻剂时应进行充分的试验与评估，并遵循相关标准和规范。
以原料煤为陕煤神优煤=1:1（质量比）、氯化钙作为防冻剂为例，在实验室进行试验，测试防冻剂对水煤浆（煤浆温度50 ℃）品质的影响，试验数据见表1。可以看到，煤浆中掺入氯化钙（以质量百分数计）后，煤浆黏度上涨明显，煤浆析水率、煤浆流动性（流动性分级标准：A——连续流动；B——间断流动；C——几乎不流动或不流动）也相应变差。为满足工业用水煤浆指标要求，制浆添加剂添加率升高了0.04%。
更多内容详见《中氮肥》2025年第3期