气化炉渣口压差取压点分别在燃烧室和合成气出口管线,在稳定的工况下,该压差计数值基本等于渣口压差。影响压差计显示的因素有燃烧室向火面砖挂渣厚度、渣口压差、激冷室堵渣情况、合成气管道入口结垢厚度等。气化炉操作温度低于灰熔点操作时,渣流动性会变差,在渣口越积越多,使得渣口逐渐缩小,或者由于气化炉在短时间内操作温度较高,造成气化炉燃烧室向火面砖内壁所挂渣及气化炉锥底的积渣熔融聚集在渣口附近,导致渣口缩小或堵塞,造成气化炉渣口压差波动。造成气化炉渣口压差波动大的主要原因及相应处理方法如下。
煤种变化
高反应活性、高挥发分的烟煤是水煤浆气化的首选煤种,其中影响煤质的因素主要有水分、灰分及灰熔点。
1.水分包括外水和内水,煤的外水对水煤浆气化没有影响,内水是影响成浆性能的关键因素,内水越高成浆性能越差,制备的煤浆浓度越低,气化时的有效气含量、氧耗和运行负荷均会受到影响。
处理方法:及时调整氧煤比,短时间内渣口压差可恢复正常。
2.灰分虽然不直接参加气化反应,但却要消耗煤在氧化反应中所产生的反应热,用于灰分的升温、熔化及转化。灰含量每增加1%,则氧耗增加0.7%~0.8%,煤耗增大1.3%~1.5%。
处理方法:根据煤的灰分及时调整氧量,保证气化炉的温度,避免熔渣增多造成渣口压差波动。
3.气化炉要求原料煤灰熔点低于1300 ℃,水煤浆气化采用液态排渣,气化炉操作温度升高,灰渣黏度降低,有利于灰渣的流动,但灰渣黏度太低,耐火砖直接暴露在高温气体下,侵蚀和剥落将加剧,但气化炉操作温度偏低,灰渣黏度升高,渣流动不畅,容易堵塞渣口。因此,只有在最佳黏度范围内操作才能在炉砖内表面形成一定均匀厚度的灰渣保护层,液态排渣气化炉最佳操作温度以灰渣的黏温特性而定,煤浆灰熔点在1200~1300 ℃,一般推荐高于煤浆灰熔点30~50 ℃。
人员操作因素
厂家一般不会使用单一煤种,而是少量掺烧一些其他煤质稍差的煤种来降低原料的消耗,对掺烧煤的比例需提前进行试验,如煤质分析不及时,从而未及时调整气化炉的操作温度,则会导致气化炉渣的压差波动大。
处理方法:设计安装4只高温热偶以测量气化炉燃烧室温度,根据热偶温度趋势的细微变化,结合其他数据对气化工况作相应调整; 现场操作人员按照巡检规定定时、定点、定人观察渣量、渣样的变化,同时根据DCS其他参数综合判断后,对气化炉运行工况作相应调整。
激冷室堵塞
此类原因不好判断,激冷室内积渣后合成气通道变小,如盲目提高操作温度,会加快耐火砖的损坏、原料煤消耗的增加及气体成分的变化,向火面砖正常挂的渣大部分会融掉并汇集到渣口堆积或者排到激冷室内。
处理方法:首先应该考虑降负荷以争取处理时间,然后多次缓慢提高操作温度,避免造成渣口再次缩小。该过程一般在4~6 h,渣口压差基本恢复正常。