摘要：在目前，比较先进的煤气化技术就是粉煤加压气化技术，但是其中还是存在一些问题。入炉粉煤由粉煤给料罐加压后由粉煤管线送入气化炉内，一旦断煤，将造成气化炉过氧，导致爆炸等重大事故发生。因此，粉煤输送是否稳定决定着气化炉炉况是否稳定，也决定着整个装置能否安全、高效运行。针对粉煤气化炉粉煤管线出现断煤而联锁没有触发的情况，以GSP气化炉为例，对粉煤气化炉断煤的原因进行分类分析，并提出相应的预防及处理措施，以利于避免断煤事故发生，确保装置的安全运行。
关键词：粉煤气化炉；断煤原因；处理措施
1.煤气化技术发展历程
在1921年Winkler发现流态化现象，开发了Winkler炉，引起了固体物料加工工艺的革命，在众多领域广泛使用。在1947年，K-T粉煤气化技术的工业化，成为后来shell、prenflo粉煤加压气化技术发展的源头。20世纪70年代，Texaco水煤浆加压气化技术的工业化，大大推进了大型煤气化技术的发展。
2.煤气化技术的分类以及煤气化过程
2.1煤气化技术的分类
1）固定床气化工艺。主要包括包括UGI气化工艺、Lurgi气化工艺、BGL气化工艺。2）流化床气化工艺。主要包括Winkler气化工艺、HTW气化工艺、CFB气化工艺KBR输运床气化工艺、灰熔聚气化工艺。3）气流床气化工艺。主要包括K-T气化工艺、Texaco水煤浆气化工艺、E-Gas气化工艺、GSP气化工艺、Shell气化工艺、Prenflo气化工艺、Eagle（日立）气化炉、CCP空气气化炉、TPRI两段干煤粉气化炉、两段分级给氧气化技术、多喷嘴对置气化工艺。
2.2煤气化过程
煤或煤焦的气化反应，通常必须经过如下七步：1）外扩散：反应气体从气相扩散到固体表面。2）内扩散：反应气体通过颗粒的孔道进入小孔的内表面。3）吸附过程：反应气体分子吸附在固体表面上，形成中间络合物。4）表面反应：中间络合物之间或络合物和气相分子间进行反应。5）脱附过程：吸附态的产物从固体表面脱附。6）内扩散：产物分子通过固体的内部孔道扩散出来。7）外扩散：产物分子从颗粒表面扩散到气相中。
3.气化炉断煤的原因
3.1粉煤给料罐空罐
粉煤给料罐的料位计使用的是放射性料位计，放射性料位计通过射线来测量料位，是利用同位素放射原理通过检测射线衰减的程度来进行料位测量的，又称作核辐射料位计。当同位素计算偏低或射线衰减造成粉煤给料罐料位计LISC0705 指示不准确，且粉煤给料罐低低料位开关 LIZAX0705 失灵时，会导致粉煤给料罐空罐，进而造成粉煤管线断煤。
3.2粉煤管线泄漏
当运行中的单条粉煤管线发生泄漏时，会造成入气化炉的粉煤量减少或断煤。而据粉煤管线泄漏的具体位置和现象的不同，可以分为如下 3类： 泄漏发生在粉煤给料罐至粉煤管线第一个密度计 （DI0811） 之间，粉煤管线上 2 个流量计均会检测到粉煤流量出现下降； 泄漏发生在第一个密度计 （DI0811） 与第二个密度计（DI0812） 之间，这种情况下第一个流量计检测到的粉煤流量不会有波动，第二个流量计会检测到粉煤流量下降； 泄漏发生在第二个密度计（DI0812） 到烧嘴之间，这种情况下 2 个流量计均不会检测到粉煤流量下降。以上任何一个位置发生粉煤管线泄漏，且发现较晚，都可能导致泄漏粉煤着火或气化炉高温煤气泄漏着火事故，这种危害是灾难性的。
3.3粉煤管线气阻
粉煤管线输送氮气阀门 （FV0701-0704） 开度过大，导致氮气进入粉煤加料器过多，形成气阻，会使粉煤给料罐内的粉煤无法下落而断煤。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.4 粉煤给料罐充气锥堵塞或输煤管线不通
当粉煤给料罐充气锥堵塞或输煤管线不通时，均有可能造成粉煤管线断煤。粉煤给料罐充气锥堵塞或输煤管线不通有以下几种： ① 充气锥底部出料口直径较小，当粉煤水分高、温度低时，易造成粉煤板结堵塞锥底出料口； ② 粉煤锁斗原设计的笛管、充气锥、管道充气器通气孔采用烧结金属或不锈钢丝网材料，每次对锁斗充压时，通入的高速气体易对多孔元件造成瞬间冲击，由于强度和韧性的限制，高压环境中孔型不稳定，过滤性能变差，在频繁地充泄压中，较大的差压造成金属丝网材料损坏，笛管、充气锥、管道充气器金属丝网脱落的碎片极易造成粉煤给料罐底锥以及粉煤角阀卡涩，影响气化炉粉煤给料，造成气化炉偏烧甚至停车； ③ 粉煤管线上切断阀或调节阀由于仪表故障关闭。
4.气化炉断煤的预防及处理措施
4.1粉煤给料罐料位计不准的预防及处理
若预判粉煤给料罐料位计不准，可以采取观察粉煤锁斗向粉煤给料罐 （D-2220102） 放料之后粉煤给料罐顶部温度测点是否呈现周期性变化来进行判断。粉煤给料罐接收粉煤锁斗粉煤前，粉煤给料罐顶部温度测点 （TIX0701） 可以达到 105～110 ℃，随着粉煤锁斗往粉煤给料罐放料，由于粉煤温度较粉煤给料罐温度低，粉煤给料罐顶部温度测点 （TIX0701） 会降至 95 ～ 100 ℃，如果粉煤锁斗没有严重架桥，粉煤给料罐顶部温度会随粉煤锁斗的收放料呈规律性波动； 但如果粉煤锁斗下料不平稳、放料不畅或架桥频繁，那么给料罐顶部温度便不会呈现周期性波动。此时应尽快联系专业人员对放射性料位计进行检测维修，确保装置的安全、稳定运行。
4.2粉煤管线泄漏的预防及处理
粉煤管线泄漏分为法兰口泄漏和粉煤管线磨损泄漏。对于粉煤管线法兰口的泄漏，应注意密封 O 型圈的选型，不能太细，否则起不到密封的作用，也不能过粗，一压就发生损坏 （一些厂家原始开车时，由于粉煤管线 O 型圈选型与配对法兰不匹配，进行过多次更换）。对于粉煤管线的磨损泄漏，应定期对易磨损部位进行测厚，并记录存档，减薄到一定程度时进行更换。
4.3粉煤管线气阻的预防及处理
注意粉煤管线输送氮气阀门 （FV0701-0704）开度不要过大，粉煤流速调整时操作不要过快。
4.4粉煤给料罐充气锥堵塞或输煤管线不通的预防及处理
1）控制磨煤机出口粉煤温度在 95 ～105 ℃，防止粉煤温度过低造成板结，进而堵塞输送管线。2）对粉煤锁斗笛管、充气锥、管道充气器进行改造，防止频繁充泄压造成烧结金属或不锈钢丝网过滤板损坏，进而导致粉煤给料罐充气锥或粉煤角阀堵塞。3）给粉煤锁斗锥部和粉煤给料罐顶部烧结金属过滤器底部加筛孔挡板，以避免滤芯损坏后掉入粉煤给料罐中而堵塞充气锥或粉煤角阀。4）对粉煤管线上仪表切断阀及粉煤输送调节阀仪表气源管线进行紧固，防止其丝头松开导致阀门关闭。5）加固粉煤管线，防止振动过大导致粉煤管线连接螺栓断裂和管线上气动阀门出现故障。
5.结束语
正常生产中，首先要确保粉煤流量计计量准确、气化炉氧煤比稳定，以防粉煤管线断煤造成气化炉过氧，导致爆炸等重大事故的发生； 其次，气化装置管控人员要认真梳理操作数据，积累操作经验，改进设备检修方法，对粉煤管线做到定期测厚、定期更换，通过规范化管理避免粉煤管线断煤事故的发生，以确保粉煤气化炉的长周期、稳定运行。
参考文献：
[1]宫翠平，宫莹莹，顾 雯，等． 航天炉制粉系统磨煤机 PLC控制方案的 DCS 改造 ［J］． 硫磷设计与粉体工程，2014（5）： 44 －48．
[2]肖 玲，刘连景． 德国 SWＲ （斯威尔） 流量计在粉煤气化装置———航天炉中的应用 ［J］． 化工自动化及仪表，2010，37 （5）： 110 －113．
论文作者:李文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
标签：粉煤论文; 管线论文; 气化炉论文; 工艺论文; 密度计论文; 温度论文; 流量计论文; 《基层建设》2018年第30期论文;