气化炉频繁带水故障处理调查报告.docx
德士古气化炉带水原因分析和处理
德士古气化炉带水原因分析和处理发表时间：2020-01-14T13:33:06.890Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：甘金春[导读] 摘要：德士古气化炉对我国煤炭洁净利用而言，会起到至关重要的影响作用，但在实际运用时会出现带水情况，这时就需要及时针对带水情况进行处理，从而确保气化炉正常运行。
神华新疆化工有限公司新疆乌鲁木齐 831400摘要：德士古气化炉对我国煤炭洁净利用而言，会起到至关重要的影响作用，但在实际运用时会出现带水情况，这时就需要及时针对带水情况进行处理，从而确保气化炉正常运行。
基于此，本文基于德士古气化炉结构与工艺流程针对其带水原因展开分析，进而制定出德士古气化炉带水有效处理措施，希望可以为相关人员提供参考帮助。
关键词：德士古气化炉；带水原因；处理随着我国节能环保理念不断深入，促使现代煤气化生产也需要提高对于高效率、无污染技术与设备的运用，而德士古气化炉作为现代煤气化运行与生产主要设备之一，其相较于传统设备而言，气化效率更高、气化过程更加环保，但在实际运行的过程中，会出现气化炉带水的情况，这时就会对煤气化生产与设备运行造成影响。
因此，如何控制德士古气化炉带水就成了目前相关技术人员所面临的最大问题。
一、德士古气化炉的结构与工艺流程1.德士古气化炉的结构循环硫化炉主要是由烧嘴口、浇注料、向火面砖、支持砖、绝热砖、电热偶温度计、吹氨口、出气口、激冷水入口、激冷水出口、再循环口、渣水出口等组成，这些系统掌管着德士古气化炉实际运作，同时也与煤炭气化生产息息相关，并且当任意部分出现故障情况时，就会导致整体德士古气化炉正常运行受到影响，因此只有严格控制各个系统正常运作，才可以确保气化炉可以实现正常运行。
2.德士古气化炉的运行原理德士古气化炉在运作过程中，主要是将原料煤、水、添加剂等送入近磨机中，将其研磨为水煤浆，而后将水煤浆通过高压煤浆泵进行加压处理、高压氧气通过工艺烧嘴混合后，使其形成喷雾状态并将其喷入气化炉燃烧室中，并在燃烧室中进行较为复杂的气化反应，生产出的粗煤气与熔渣通过激冷环与下降管后进入气化炉激冷室中进行冷却处理，冷却后的粗煤气通过文丘里洗涤后进入洗涤塔，这时熔渣会落入激冷室底部等待冷却、固化后定期进行排放，而粗煤气会在洗涤塔中等待进一步冷却、除尘等，最终待粗煤气出洗涤塔后进入后续工序中[1]。
气化炉带水原因分析
气化炉带水原因分析德士古水煤浆气化合成气带水问题的分析与探讨摘要：分析了德士古气化炉合成气带水的原因及对稳定系统生产的影响，提出了通过降低热流强度、扩大上升管直径、加大激冷室上部分离空间及在气化炉合成气出口管线上设置气水分离器几项改进措施。
关键词：合成气带水德士古分析探讨气化炉是德士古水煤浆气化装置的核心设备，分为燃烧室和激冷室两部分。
上部为燃烧室，下部为激冷室。
激冷室内有激冷环、下降管、上升管、折流挡板等主要部件。
在我们的日常操作过程中，常会发生激冷室内的合成气带水的问题，本文就此问题进行分析和探讨。
一、装置的流程。
加压的水煤浆和氧气经过特制的工艺烧嘴喷入气化炉以后，水煤浆被高效雾化成细小的煤粒，与氧气在气化炉内1300～1400℃的高温下发生复杂的氧化还原反应，产生煤气，同时生成少量的熔渣。
合成气与熔渣出气化炉燃烧室以后，在下降管的引导下进入到激冷室的液面以下，为了保护下降管，在下降管的上端设置了一个激冷环用来分布供应到气化炉激冷室的激冷水，使激冷水以液膜的形式分布在激冷环的内表面，合成气和熔渣在沿下降管下降的过程中，合成气和熔渣与激冷环内壁上的水膜发生传热传质过程，熔渣被冷却固化后沉降到气化炉激冷室的底部，经锁斗收集后排出。
合成气被冷却降低温度，部分激冷水被蒸发并以饱和水蒸气的形式进入到合成气气相主体中。
吸收了饱和水蒸气以后的和成气出下降管以后，在浮力和气流的推动力作用下沿下降管与上升管之间的环隙鼓泡上升，离开上升管后被激冷室上部的折流板折流后从气化炉激冷室的合成气出口排出，经文丘里洗涤器进一步增湿后进入洗涤塔洗涤掉合成气中包含的少量灰份后送变换工序。
洗涤塔的补充水有三路：一路是由文丘里加入的高压灰水，另两路是冷凝液，分别由洗涤塔的塔盘供水流量调节阀和洗涤塔的液位调节阀5、由于气化炉向闪蒸系统排放水量的减少会影响闪蒸系统的操作。
6、由于系统带水严重，部分黑水进入气相当中会严重影响合成气的流通通道，增加系统的阻力，造成系统超压和压力波动。
水煤浆气化炉合成气带水问题分析及应对措施
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３
・
化肥设 计
Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｆｅ ｒ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
第５ １ 卷
第１ 期
５ ６・
２ ０ １ ３年 ２月
水煤浆气化炉合 成气带水问题分析及应对措施
朱 春鹏 ， 王晓娟 ， 姚晓 虹 ， 徐 宏伟 ， 徐 永萍 ， 何 先标
ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ ／ｃ ｏ ａ ｌ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ，ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏｒ ｆ ｂ ｏ ｔ ｈ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｍｂ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｒ ｉ ｎ ｇ ，ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｇ ｇ ａ ｓ ／ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃ ｇ ａ ｓ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｗｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ａ ｌ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｇ ａ ｓ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ；ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｍｂ ｅ ｒ ；ｗａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ｎ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃ ｇ ａ ｓ ； ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ
水煤浆气化炉合成气带水分析及处理
2019年12月第42卷第61Dec.2019Vol.42No.6 Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry水煤浆气化炉合成气带水分析及处理颜愈丹（中国石化九江分公司，江西九江332000）摘要：水煤浆气化炉在高负荷运行时容易出现黑水水质变差和激冷室环隙堵渣等异常，导致合成气带水％在生产运行过程中，适当降低气化炉温度、加大系统循环量和补充气化炉事故工艺水等方法，能有效减轻合成气带水现象％关键词：水煤浆气化炉合成气带水气体流速1概述中国石化九江分公司煤制氢装置采用水煤浆气化技术，设计有效气（CO+H2）产量为100000m3/ h,设置3台气化炉（两开一备）,单炉设计满负荷煤浆流量为42m3/h。
经磨煤制浆系统制成浓度约60%的煤浆,由煤浆给料泵加压后送至气化炉工艺烧嘴，与来自空分装置的高压氧气一起通过烧嘴进入气化炉上部的燃烧室，在一定的压力和温度下进行部分氧化反应生成主要成分为CO和H2的粗合成气%反应后的粗合成气和液一起进入气化炉下部的室，用水液化成粗渣，粗合成气中分，通过系统定期排至。
离开气化炉室的粗合成气进入文丘里洗涤器和洗涤塔，经来自除氧器的高压灰水和来自高压液罐的液洗涤后送入单％来自气化炉室和洗涤塔的水压后进入系统气、回收热量并浓缩固体。
2合成气带水现象煤制氢装置气化炉生产行中，合成气生水主要在下：1）气化炉室液下％气化炉激冷室液在短时间内由65%快速降低至57%,气化炉至高压罐开度由36%至13%，气化炉黑水流量由95t/h下降至32t/h%2）洗涤塔液位快速上％洗涤塔液位上涨趋，由60%上至90%，洗涤塔水开度由43%至20%，洗涤塔补水量由85t/h 左右降低至35t/h。
3）气化炉压上涨％气化炉与合成气出口管线压差由40kPa上涨至72kPa%4）气化炉温度下％气化炉托板砖温度由219七降至214"%5）洗涤塔合成气流量上%合成气流量由约95000m3/h上涨至118000m3/h%6）压罐压力和液%液由50%降至43%左右，高闪压力由0.88MPa降至0.8 MPa%7）单合成气分液罐液上%合成气分液罐液开%煤制氢装置合成气洗涤塔进入装置合成气分液罐，合成气夹带的水分在分液罐分来，分液罐液上，分液罐液%3合成气在气化炉内过程分析在气化炉燃烧室内反应后的1350"左右的高温合成气与熔融的煤渣一起进入激冷室，与在下成均匀水膜的激冷水生的传，高温合成气通过流和的收稿日期：2019-03-31；收到修改稿日期：2019-09-29o作者简介：颜愈丹，女，1993年10月出生，本科学历，助理工程师，2014年毕业于西南油大学环境工程专业，现在中国石化九江分公司煤制氢运行部工作％联系电话：199********；E-mail: ealthy98@%第6期颜愈丹.水煤浆气化炉合成气带水分析及处理427将温度传递给水膜，高温合成气温度急速冷却，激冷水膜温度迅速升高，并有部分气化，以饱和水蒸气的形式存在⑴。
水煤浆气化炉合成气带水问题的分析
水煤浆气化炉合成气带水问题的分析摘要：气化炉是水煤浆加压气化装置的核心设备，它包括了燃烧室和激冷室两部分，上部为燃烧室内衬三层耐火材料；下部为激冷室，燃烧室与激冷室之间由燃烧室的锥底相互隔开，燃烧室与激冷室之间通道是渣口，渣口的下面依次是激冷环和下降管，下降管的外面是上升管且同心，上升管上部的折流板固定在燃烧室的锥底上。
在生产运行中时常会发生激冷室合成气带水问题，因此本文主要就水煤浆气化炉合成气带水问题进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。
关键词：水煤浆气化炉；合成气带水问题；解决措施；前言：气化炉合成气带水的问题对气化系统稳定运行的危害很大。
气化炉合成气带水的主要原因是系统热负荷过高产生水沫和激冷室内气体流速过高，通过降低热流强度和扩大上升管直径、加大激冷室液面上部分离空间以及在气化炉合成气出口管线上设置气水分离器可以从不同的侧面解决气化炉带水问题，增加企业的经济效益。
1水煤浆气化炉合成气带水的现象与危害1.1 系统出现异常现象（1）气化炉的液位下降，去闪蒸系统的黑水调节阀会关小；（2）合成气温度偏高，文丘里压差增大且波动；（3）洗涤塔液位升高，洗涤塔补水阀关小。
1.2 气化炉带水危害（1）气化炉液位持续下降，有时需减负荷生产，影响装置的生产强度；（2）气化炉带水后，由于气化炉激冷室内直接接受自气化炉燃烧室来的熔渣、飞灰，系统内水质较差，大量灰份随着合成气夹带的水到达洗涤塔内，影响了洗涤塔的水质，也影响了出塔合成气的清洁程度；（3）由于洗涤塔液位升高，操作不稳，有时会引发洗涤塔带水而影响后工序的正常操作；（4）气化炉带水后，激冷室内的黑水被带入旋风分离器和水洗塔，旋风分离器和水洗塔内的含灰量会增大，会影响出水洗塔合成气的清洁度，同时会影响黑水循环泵入气化炉的激冷水的水质，长期运行会加剧激冷环的结垢；（5）由于气化炉黑水向闪蒸系统的排放量减少，黑水中的灰渣成份增加，容易堵塞气化炉去闪蒸系统的黑水管线，影响闪蒸系统的正常操作；（6）气化系统带水严重时，部分黑水进入气相当中，合成气含灰量和含水量增加，带入后系统，造成系统压力波动，同时会影响变换炉内的触媒使用寿命。
气化炉带水问题详解
磨煤机初始投料方案目的及范围检查、考核棒磨机的设计、制造、安装质量，发现问题及时解决。
①.②.③.④.⑤.⑥.⑦.⑧.⑨.⑩.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.气化炉带水问题详解据文献讲：合成气通过燃烧室的渣口进入激冷环和下降管以后，由于下降管内壁四周分布着激冷水形成的液膜，合成气与激冷水并流下行的过程即发生了传热传质过程，合成气被冷却，激冷水被加热，部分激冷水蒸发成为饱和蒸汽进入到合成气中。
合成气离开下降管后，在下降管与上升管的环隙问穿越激冷室水液层鼓泡上升，在此过程中由于气体流速较快，合成气在溢出激冷室液面时要夹带部分水。
夹带出的水有4种运动形式：一部分随合成气在环隙上升的过程中由于没有足够的动能，又落回到环隙的液层中；一部分撞击到上升管的内壁和下降管的外壁上以液膜的形式流回到液层中；一部分在离开上升管后经过激冷室上部的折流板时，被分离沉降到激冷室液面上；一部分最终随合成气被带出气化炉，经文丘里进入洗涤塔中。
由于合成气在激冷室液层中穿行的过程属于一种气、液分散系，而且存在着传热传质的过程，比较复杂。
从2个方面进行讨论：(1)借鉴气流输送的理论，从气体流速的角度来考虑；(2)合成气夹带的小水滴虽然不属于气流输送中的固体颗粒，但是有许多相似之处，因为液体的密度与固体的密度非常接近而与输送介质合成气的密度却相差甚远，这一点与气流床的情况很相似。
另外小液滴作为一个质点在液面上运动时，同样受到气体的推动力和自身重力的作用，这也与气流床中的固体颗粒相同。
合成气中夹带的小液滴要以流化状态被带出气化炉时，也应有一个带出速度的问题。
《大规模煤气化技术》非鲁瓦高压煤浆泵号称傻瓜式操作稳定性好，流量特性稳定GE的煤浆泵需要注水排气和注油排气，两者可同时进行，首先开泵入口原水阀（冲洗水），开泵出口导淋，在开原水阀时联系中控，确定流量，PLC面板启动动力端油泵，活塞润滑油泵，推进液油泵，打开排气阀，手动转动联储节，看到PLC面板上的注油灯亮时停止盘泵，灯灭继续盘泵，让活塞来回走几个行程后，排气结束，，依次按复位灯示推进液油泵自启动投运，无报警信号后，可启动电机，启动煤浆泵，在启动后可继续注油排气几分钟。
德士古气化炉带水原因分析和处理
德士古气化炉带水原因分析和处理王建军张敬忠张亮(山东兖矿鲁南化肥厂第二氮肥厂 277527) 2001-08-16气化炉带水现象在我厂试车和投产以来是一直存在的问题，即加入的激冷水远大于合成气饱和水蒸气带出和排出水的总量，但气化炉的液位仍维持不住，随着负荷由低向高增加，气化炉液位急剧下降，致使整个气化系统操作失控，无法提高系统负荷，而且时刻存在跳车的可能。
现将相应的改造经验介绍如下。
1 气化炉带水时的几种现象气化炉带水时一般会出现如下几种现象：气化炉液位大范围波动；文丘里压差波动大，压差上升；洗涤塔液位上升，进塔水量大幅度减小后，仍无法控制液位上升；支撑板温度下降；出气化炉的黑水减少，气体洗涤效果下降。
2 原因分析因气化炉操作压力较高，高温合成气由燃烧室经下降管进入激冷室迅速冷却，由于下降管和上升管组成的两相流上升环隙及折流挡板的设计，目的是在短时间、最小空间内达到高温气体冷却饱和水蒸气的初除尘，因此，存在以下问题，激冷室示意见图1。
(1)随着压力与负荷的增加，激冷室内热流强度增加，当其达到一临界值后，传热方式转为低效的膜状沸腾传热，随着变换能力下降，炉内体随之带走大量的水。
(2)气化炉在高负荷运转条件下，气体流速增大，由设计值1.1m／s增大到1.6m／s，增加了带水的能力。
在气化炉带水的情况下，班产合成氨由110吨降低到70吨左右。
(3)由于气化炉内下降管和上升管之间尺寸是与原始设计生产能力相对应的，生产能力加大后，两管之间的尺寸没有做相应的调整，容易在水汽过饱和状态下形成水团，被高速气流带走。
(4)当高温合成气经下降管在激冷室内瞬间冷却，气体和熔渣温度下降很快，熔渣继续下沉，气体夹带少量水沿下降管与上升管之间的环隙继续上升，从合成气出口排出；又因负荷增加，有大量气体冲击上升管下部钟罩，这样气体通过液封继续向上，必定会带走大量的水。
(5)高效分布板分离合成气夹带的水团时，不能完全而有效地分离气和水，致使水团随气流进入后系统。
煤气化方面德士古气化炉带水问题研究进展
煤气化方面德士古气化炉带水问题研究进展发布时间：2021-12-27T03:36:05.507Z 来源：《现代电信科技》2021年第14期作者：宋海龙[导读] 相应的设备的运行稳定性，也会同步受到影响，导致整体的生产效果无法达到预期。
（国能榆林化工有限公司陕西榆林719302）摘要：德士古气化炉在运作的过程中，出现带水问题，会导致激冷室液位出现异常的情况，进而使洗涤塔的液位提升上来。
若是基于粗煤气出口温度较高的背景，就会加大设备损坏概率，更有甚者发生跳车情况。
为了使德士古气化炉运行的稳定性和安全性得到保证，必须要对带水问题进行深入的研究和分析，将切实有效的解决策略提出来，保证其安全可靠运行。
关键词：煤气化；德士古气化炉；带水问题前言：我国不但是一个人口大国，更是一个煤炭资源消耗大国，在很多生产之中，会将煤炭作为重要的原料，应用进来。
现如今，对于煤气化工艺而言，应用非常广泛。
很多企业在发展的过程中，整体的气流床气化技术已经相当成熟。
从整体角度来看，煤气化技术不但对人们生存环境的污染，相对较小，还具备较高的碳转化率，实际的气化强度也非常大。
该技术的操作性也非常灵活，持续性也非常好。
但是在具体生产的过程中，会经常出现这样一个问题，就是带水问题，这会给德士古气化炉的液位维持带来非常不利的影响，不仅如此，相应的设备的运行稳定性，也会同步受到影响，导致整体的生产效果无法达到预期。
1、德士古气化炉的优点概述a)具备较强的煤炭种类适应性对于德士古气化炉而言，最大的优势，就是在具体生产过程中，不但可以应用在烟煤、石油焦，还能充分应用次烟煤，而且本身并不会受到任何灰熔点的影响，基于灰熔点比相对较高的背景，将适当的助溶剂加入进来。
在具体使用过程中，尽可能的将较低灰熔点和较高质量的煤选取进来。
一般情况下，对于原料煤而言，都需要进行磨制处理，因此，将 10mm 左右粒径的原料煤，选取进来，就可以达到实际生产要求。
b)具备连续生产性对于煤浆和氧气这两者而言，在具体生产过程中，具备明显的连续性，而且在气化炉之中，可以将这些原料，持续不断的加入进来，并且进行固定程序的设置，达到排渣效果，实际的操作性极强，在具体生产过程中，也无需停车之后，再排渣，根本性的提升了生产的连续性，保证生产效率。
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一、事故现象
正常生产过程中，气化炉出口气温度由242℃快速下降至235℃，同时气化炉液位先升后降，洗涤塔液位先降后升。
二、事故处理要点
1.适当降低气化炉液位；
2.适当加大气化炉排水量；
3.适当降低气化炉负荷。
三、原因分析
1.气化炉液位高减小了激冷室内气水分离的空间。
2.气化炉热负荷过高，产气量过大，气相易带液。
3.炉内件变形或运行后期结垢，造成气体流道变窄流速加快。
四、事故危害
1.造成气化炉洗涤塔液位波动，易联锁停车，同时影响洗涤塔给料泵负荷，易造成该泵超电流或憋压；
2.影响系统压力，影响送变换合成气水汽比；
3.造成洗涤塔水质恶化，从而加快激冷水系统、洗涤塔黑水排放线结垢堵塞，缩短系统运行周期。
五、事故教训及防范措施
1.单炉检修时对炉内结垢进行彻底清理，对变形的部件进行修复；
2.频繁带水时需及时处理，避免造成更严重的危害。
一、事故现象
2010年5月6日19点30，气化工段123R0101系统一系列仪表显示故障，8个仪表参数同时开路，显示值锁定不变，对应阀门调节器无法自动调节。
显示故障的几个参数分别是挂有水泵自启及气化炉停车联锁的激冷水流量：123FI01218，挂激冷水泵停车联锁的123LI01193以及123PI01202。
二、事故处理要点
发现问题后，紧急联系仪表、通知车间值班及调度，同时将洗涤塔补水阀123LV01193打手动调节，洗涤塔进水量略大于正常值，保证洗
涤塔液位，防止激冷水泵抽空。
现场人员及时赶到123P0104，观察激冷水泵运行情况，并把备用泵打手动，随时准备现场调节和操作。
仪表人员到位后首先保障相关参数不能触发激冷水流量低联锁停车，然后进一步处理卡件问题。
三、原因分析
仪表卡件质量问题。
四、事故危害
若发现不及时、处理不正确都将造成气化炉非计划停车，甚至造成激冷环严重损坏的恶性生产事故。
五、事故教训及防范措施
1.认真监盘，及时发现问题。
2.加强事故演练，提高操作人员应对和处理事故能力。
3.加强仪表维护和保养，保证生产稳定运行。