气化炉结块原因分析.docx

结块原因
·煤灰熔点过低：煤的灰分在高温下会发生软化和熔融，如果煤灰的熔点过低，在气化炉的操作温度下就容易形成液态或半液态的灰渣，这些灰渣相互粘连、聚集，最终形成结块。
·操作温度过高：气化炉内温度过高会使煤灰处于过度熔融状态，增加了灰渣的粘性，使其更容易相互粘结在一起形成结块。
·氧煤比失调：氧气与煤的比例是影响气化反应的关键因素。当氧煤比过高时，会导致气化反应过于剧烈，局部温度过高，从而促使灰渣熔融结块；而氧煤比过低，又会使反应不完全，产生的热量不足，无法使灰渣顺利排出，也可能导致结块。
·煤质变化：如果入炉煤的粒度、水分、灰分等性质发生较大变化，也可能影响气化炉内的反应和排渣情况，增加结块的可能性。比如，煤的粒度不均匀，细粉过多，会使气化反应不均匀，局部容易产生高温结块。
·排渣不畅：气化炉的排渣系统出现故障，如排渣口堵塞、排渣速度过慢等，会导致灰渣在炉内停留时间过长，积聚在一起形成结块。
结块危害
·影响气化炉的正常运行：结块会导致气化炉内的气流分布不均匀，使气化反应不稳定，影响煤气的产量和质量。严重时，结块可能会堵塞气化炉的通道，导致生产中断。
·损坏设备：结块的形成会使气化炉的内壁和部件受到不均匀的热应力和机械应力，加速设备的磨损和腐蚀，降低设备的使用寿命。
·增加安全风险：结块在气化炉内可能会突然掉落，砸坏炉内的衬里和其他设备，甚至引发安全事故。此外，结块还可能导致气化炉内压力波动，增加爆炸等安全风险。
结块危害
·影响气化炉的正常运行：结块会导致气化炉内的气流分布不均匀，使气化反应不稳定，影响煤气的产量和质量。严重时，结块可能会堵塞气化炉的通道，导致生产中断。
·损坏设备：结块的形成会使气化炉的内壁和部件受到不均匀的热应力和机械应力，加速设备的磨损和腐蚀，降低设备的使用寿命。
·增加安全风险：结块在气化炉内可能会突然掉落，砸坏炉内的衬里和其他设备，甚至引发安全事故。此外，结块还可能导致气化炉内压力波动，增加爆炸等安全风险。
解决措施
·优化煤种选择和配煤：根据气化炉的特点和工艺要求，选择合适的煤种，并通过配煤的方式来调整煤的性质，使煤灰的熔点、粒度等指标符合气化要求。
·严格控制操作参数：精确控制气化炉的操作温度、氧煤比、压力等参数，确保气化反应在稳定的条件下进行。可通过安装先进的温度、压力监测设备，实时监控炉内情况，及时调整操作参数。
·加强设备维护和排渣管理：定期对气化炉进行检查和维护，清理炉内的积渣和结垢，确保排渣系统的正常运行。同时，优化排渣操作，控制合适的排渣速度，避免灰渣在炉内积聚。
·采用添加剂：在煤中添加适量的添加剂，如石灰石、白云石等，可以调节煤灰的熔点和粘度，降低结块的可能性。
煤质控制
·严格筛选煤种：优先选择灰熔点高、灰分低、挥发分适中的煤种。一般来说，灰熔点高于 1350℃的煤更有利于防止结块，如某些无烟煤和贫煤。同时，要避免使用灰分过高（超过 40%）的煤，因为高灰分煤会增加灰渣量，提高结块风险。
·精确配煤操作：通过将不同煤种按照一定比例混合，使混合煤的各项指标达到气化炉的最佳要求。例如，将灰熔点较低但反应活性好的煤与灰熔点较高但反应活性稍差的煤进行合理搭配，可在保证气化效率的同时，降低结块可能性。配煤时需精确控制各煤种的比例，可采用在线煤质分析仪器实时监测煤质变化，以便及时调整配煤方案。
·控制煤的粒度：确保入炉煤的粒度均匀，避免出现过多的细粉或过大的颗粒。一般来说，气化炉适宜的煤粒度范围在 6-50mm。可采用振动筛等设备对煤进行筛选，去除不符合粒度要求的部分。
操作优化
·精准控制温度：根据煤种和气化工艺的特点，确定合理的气化温度范围，并严格控制。一般水煤浆气化炉的操作温度在 1300-1400℃，干煤粉气化炉的操作温度在 1400-1500℃。可通过调节氧气流量、煤浆浓度等手段来精确控制炉温，同时安装多点温度监测系统，实时掌握炉内温度分布，及时发现并处理局部过热问题。
·合理调整氧煤比：根据煤的反应活性和气化炉的负荷，优化氧煤比。通常，对于反应活性较高的煤，氧煤比可适当降低；而对于反应活性较低的煤，则需要适当提高氧煤比。在实际操作中，要通过试验和运行经验，确定不同煤种和负荷下的最佳氧煤比，并通过先进的自动化控制系统进行精确调节。
·稳定系统压力：保持气化炉内压力稳定，避免压力大幅波动。一般气化炉的操作压力在 4-6MPa，压力波动范围应控制在 ±0.2MPa 以内。可通过调节气化炉的进出口阀门、稳定气源供应等方式来维持系统压力稳定。
·优化气体流速：控制合适的气体流速，使炉内气流分布均匀，避免出现局部气流过大或过小的情况。合适的气体流速可以促进气化反应的均匀进行，减少结块的可能性。一般来说，气化炉内的气体流速在 0.5-1.5m/s 之间。可通过调整气化炉的结构设计和操作参数，如增加气体分布器、优化炉体形状等，来改善气流分布。
设备维护
·定期检查气化炉：制定详细的设备检查计划，定期对气化炉的内壁、耐火材料、喷嘴、搅拌器等部件进行检查。检查周期一般为每月一次小检查，每半年一次大检查。重点检查耐火材料是否有磨损、剥落，喷嘴是否堵塞、磨损，搅拌器是否运行正常等，及时发现并处理潜在问题。
·清洁排渣系统：确保排渣系统的畅通是预防结块的重要环节。定期清理排渣口、渣锁斗等部位的积渣，防止渣块堆积。可采用高压水枪冲洗、机械清渣等方式进行清理，同时要检查排渣系统的阀门、刮板等部件是否正常工作，如有损坏及时更换。
·监测仪表校准：温度、压力、流量等监测仪表的准确与否直接影响到气化炉的操作控制。定期对这些仪表进行校准和维护，确保其测量数据的准确性。校准周期一般为每季度一次，可采用标准仪器对仪表进行校准，发现问题及时维修或更换。
添加剂使用
·选择合适添加剂：根据煤质特点和气化工艺要求，选择合适的添加剂。常用的添加剂有石灰石、白云石、氧化镁等。例如，对于灰熔点较低的煤，可添加石灰石来提高灰熔点；对于粘性较大的灰渣，可添加氧化镁来降低灰渣的粘度。
·控制添加量：添加剂的添加量要根据煤质和气化情况进行合理控制。一般来说，石灰石的添加量在 5%-10%，氧化镁的添加量在 2%-5%。过多的添加剂可能会影响气化反应的效率和煤气质量，过少则达不到预防结块的效果。可通过试验和生产实践，确定最佳的添加剂添加量。