碎煤加压气化炉夹套腐蚀整改措施
鲁奇加压气化炉的运行与技术改进
鲁奇加压气化炉的运行与技术改进摘要：随着我国市场经济体制的深入发展，能源利用方式也面临着新的改革，不仅要满足市场需求，更要实现多样化创新以适应多方面需求。
煤化工业在此基础上得到了较快的发展，如合成氨、甲醇、煤制天然气、煤制油等产业，在不同程度上提出了碎煤加压气化工艺的需求。
鲁奇炉是在煤化工业中重要的设备，也被看作是煤气化炉中的发生器。
这种产自德国的工艺设备在世界范围内都得到了广泛地应用，上世纪五十年代，我国根据生产需求引入了鲁奇工艺，同时也开始了针对鲁奇工艺生产的探索和研究。
基于此，本文主要对鲁奇加压气化炉的运行与技术改进进行分析探讨。
关键词：鲁奇加压气化炉；运行；技术改进1、前言我国引入鲁奇工艺是在上世纪五十年代，第一代鲁奇炉从苏联引入之后在较长的一段时间内没有进行技术改造方面的探索。
这是因为建国初期的煤化工业几乎都是有苏联技术援建的，以碎煤加压气化为主要技术，国内几乎没有相关的技术人员。
经过长期的研究，碎煤加压气化技术得到了大幅度创新，但在工艺运行和技术改造方面都存在较大的空间。
2、鲁奇炉的设计结构和工艺原理目前，我国鲁奇加压炉的改造方向，主要用于氨气和煤气的生产，应用于化肥生产、城市煤气供应等方面。
虽然不同的生产企业对气化炉的结构改造不同，但在利用煤炭资源性质方面是相同，通过技术改造造成部件方面的差异，本文基于化肥生产过程进行研究。
2.1鲁奇炉简介鲁奇炉是德国鲁奇工程公司生产的煤气化装置，最早成形于十九世纪三十年代，鲁奇炉的是经过对多种煤炭资源测试试验后发明的煤气化装置。
在最初采用燃烧值较低的褐煤进行实验，并取得了成功，在十九世纪50年代到70年代，鲁奇工程公司进行了一系列的改造，其中鲁奇Ⅳ型汽化炉的技术已经相当成熟，目前在国内应用的鲁奇炉设备大多是这一型号。
MARK-Ⅳ型中设置了炉箅，对气化的强度提升高，残渣形成少，技术更加先进；MARK-Ⅳ型鲁奇炉结构其他主要部件包括炉体、煤锁、膨胀冷凝器、洗涤冷却器等。
壳牌煤气化装置的常见腐蚀及对策
气化 工序 的激 冷 循 环 气 压 缩 机 系 统 故 障是 造
成壳 牌煤 气 化 装 置 无 法 正 常稳 定 运行 的 一个 重 要
具有 维 护工作 量 少 、 无需 备 用 炉 、 炉 生 产 能力 大 、 单 煤 种 适 应 性 广 、 保 性 能 好 等 优 点 ， 国 内 已得 到 环 在
工 艺流 程见 图 １ 。
委 批准 立项 ，０ １年湖 北 双环 公 司在 国 内首 次 与 壳 ２０ 牌 公 司签 订 Ｓ Ｇ Ｃ Ｐ技 术 许 可 合 同 ， 牌 公 司 提 供 基 壳
础 设计 包 ， 中国五 环 工程 有 限公 司进 行 详 细 工 程 设
计 ， 于 ２０ 并 ０ ６年 实 现首 套 Ｓ Ｇ Ｃ Ｐ煤气 化 装 置 的成 功 开 车 。２ ０ 年 至 今 ， 内先后 与壳 牌公 司签 订 了 １ ０１ 国 ９ 个合 同 ， 引进 ２ 共 ３套 Ｓ Ｇ Ｃ Ｐ气化 工 艺装 置 。截 至 目
ＬＡ ｎ —ｕｎ ， Ｕ Ｗｅ，Ｚ Ａ Ｇ Ｗｅ—ｉｇ ＩＮＧＹｏｇｈ ａｇ ＹＯ ｉ Ｈ Ｎ ｉｘｎ ，ＨＵ Ｂ — ｉｎ Ｔ Ｎ ｅ ｇｊ ｕ ｑａ ， Ａ Ｇ Ｆ ｎ—ｉ ｎ
（ ｈｎ ｈ ａ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｃ ｍ ａ ｙ Ｌｄ ，Ｗｕ ａ ｕ ｅ ４ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｃ ｉａ Ｗｕ ｕ ｎ Ｅ ｇ ｎｅｉ ｏ ｐ ｎ ｔ． ｎ ｈ ｎＨ ｂｉ ３２ ３ ｈｎ ）
一
从 表 １可 以看 出 ， ０ ６年 ５月湖 北 双环引 进 自２ ０
的第 １套壳 牌煤 气 化装 置 成 功 开车 以来 ， 内已有 国 １ ９套气化 装 置 建 成试 车 或 开 车运 行 。从 目前 壳 牌
气化 装置 开车 运行 的总体 情 况 看 ， 效果 并 未 达 到 预
煤气发生炉炉体夹套外筒体腐蚀减薄分析
广东化工2019年第15期·154· 第46卷总第401期煤气发生炉炉体夹套外筒体腐蚀减薄分析杨振峰(广东省特种设备检测研究院肇庆检测院，广东肇庆526070)Analysis of Corrosion and Thinning of Outer Cylinder of Gas Producer FurnaceBody JacketYang Zhenfeng(Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research Zhaoqing Branch,Zhaoqing 526070,China)Abstract:during the comprehensive inspection of a gas producer furnace,it was found that the outer cylinder of the jacket of the furnace body was corroded and thinned near the slag outlet,and the wall thickness and strength check did not meet the requirements for continued use.in this paper,the causes of defects are analyzed and preventive measures are put forward.keywords:gas producer ；furnace body ；corroded thinned煤气发生炉是指用于制造煤气、水煤气及半水煤气的反应炉，煤气发生炉煤气是由煤气化而得的一种燃料气，最主要的用途是工业燃料。
我国是世界上最大的煤炭生产和消费国家，煤储量占世界总储量的45.7%，居世界第一位[1]。
4.0MPa碎煤加压气化炉灰锁上阀和煤锁下阀的改进措施
4.0MPa碎煤加压气化炉灰锁上阀和煤锁下阀的改进措施张一;孙顺【摘要】分析了气化炉灰锁上阀服役寿命普遍较短的原因,提出重新选配密封材料、改进密封结构、提高装配精度、调整油缸力矩等改进措施,采取相应措施后,使该阀寿命提高到6～8个月;同时分析了气化炉煤锁下阀内摆杆在使用7000 h左右时,频繁出现U型槽撕裂故障的原因,并通过改变材质、调整结构尺寸、提高制造质量、控制液压油压力等改进措施,使问题得到解决,为气化炉长周期稳定运行提供了保证.【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2016(044)002【总页数】4页(P47-49,68)【关键词】碎煤加压气化炉;灰锁上阀;煤锁下阀;密封;结构;内摆杆【作者】张一;孙顺【作者单位】内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司,内蒙古赤峰025350;内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司,内蒙古赤峰 025350【正文语种】中文【中图分类】TQ545大唐国际公司在内蒙古克什克腾旗投资建设的40亿m3/a煤制天然气项目，是国家发改委批准的首批煤制天然气示范工程，主要供应北京市用气。
项目分三期建成，一期工程13.3亿m3/a，已于2013年12月正式投产送气。
项目利用当地褐煤为原料，采用先进的碎煤加压气化技术，一期、二期共建32台气化炉，首次选用赛鼎工程有限公司自主设计的4.0 M P a碎煤加压炉型。
生产运行中，气化炉灰锁、煤锁出现了一些问题，对此，进行了针对性的改进，使用效果良好。
气化炉每台炉上部配有给炉内加煤用的煤锁，下部配有排灰用的灰锁，均为反复充压泄压的疲劳压力容器。
其中灰锁上阀由于服役环境恶劣，动作频繁，使用寿命一般仅有3～4个月，是制约气化炉长周期安全稳定运行的重要因素。
16台煤锁下阀在使用至7 000 h左右时，轮流出现内摆杆U型槽撕裂故障，造成停炉检修，严重影响气化炉长周期稳定运行。
1.1 灰锁上阀故障原因分析灰锁是气化炉下部排灰的过渡储存容器，通过灰锁，可将炉体内带压运行时产生的灰分排出炉外。
浅析鲁奇炉内夹套腐蚀修复施工技术
第 ４６ 卷 第 ４ 期
２０２０ 年２ 月
李立红等:浅析鲁奇炉内夹套腐蚀修复施工技术
厚度分布图ꎬ准确确定每台鲁奇炉夹套换板和补焊面积及
补焊厚度ꎮ
表 １ 所示ꎮ
表 １ 夹套焊缝热处理参数
加热方法
磁钢电加热带
层间温度 / ℃
热处理温度 / ℃
２００ ℃ ~ ３５０ ℃ 恒温ꎬ不低于 ３０ ｍｉｎ 保温缓冷 必要时
作带来了一定的难度ꎮ
N
夹套堆焊
返修
N
PT 检测
图1
夹套耐压试验
炉篦、附属设
备回装、调试等
工艺流程
３. ３ 附属设备、炉篦的拆除和夹套测厚
３. ３. １ 附属设备、炉篦拆除
１) 工艺管道拆除:将与煤溜槽、煤锁相连的影响施工的
管道全部拆除ꎻ拆除的管道统一编号、分类存放ꎮ
２) 煤溜槽、煤锁拆除:首先清理设备内残留煤块ꎬ然后
中图分类号:ＴＱ５２０
文献标识码:Ａ
１ 概述
我国“ 富煤、贫油、少气” 的资源特点ꎬ决定了现代大型
煤炭深加工产业的广阔发展前景ꎮ 截止到 ２０１７ 年年底ꎬ全
国煤炭保有查明资源储量为 １６ ０００ 余亿吨ꎬ为我国煤化工
行业的发展提供了良好的条件ꎮ 加快对煤炭清洁高效利用
技术的研究ꎬ大力发展煤制油、煤制天然气等现代煤化工产
２０Ｒ) 之间的焊缝已无法辨识ꎬ故采用便携式光谱仪做光谱
分析ꎬ确定焊缝位置并用记号笔在夹套四周进行标记ꎮ
２) 夹套拆除:在需拆除的每块夹套中心线位置焊接吊
耳ꎬ先用气刨将其切割至 ５ ｍｍ ~ １０ ｍｍ 深后ꎬ换用等离子
切割机将其切割移除ꎮ
３) 复合板组对:复合板为 Ｖ 型坡口ꎬ夹套拆除两块后ꎬ
影响鲁奇炉连续稳定运行的原因及改进措施师彦平
影响鲁奇炉连续稳定运行的原因及改进措施师彦平发布时间：2021-08-18T06:17:38.895Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：师彦平[导读] 鲁奇炉是双层夹套式圆筒形气化炉，主要由炉体、煤锁、灰锁、炉篦、布煤装置，气化剂入口和煤气出口等设备组成。
伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊宁 835000摘要：鲁奇炉是双层夹套式圆筒形气化炉，主要由炉体、煤锁、灰锁、炉篦、布煤装置，气化剂入口和煤气出口等设备组成。
鲁奇气化炉经过不断的技术改进，虽然在性能方面不断地提升，但是长周期稳定运行仍是研究重点.关键词：鲁奇炉；稳定运行；影响原因；改进措施引言鲁奇炉的发展最开始是在国外研究和提出，并且投入使用的，我国经过不断的引进和改进，进而投入到我国的工业和生活中。
刚开始的鲁奇炉使用的资源是通过燃烧煤块实现煤气的供应，整个燃烧的过程和燃烧的产生煤气的效率较低，会影响煤矿资源的消耗，也会影响环境的安全。
历经几十年的改进和发展，鲁奇炉的建造手法越来越精细，建设工艺越来越简便，煤气产生的效率也逐渐提高。
不仅是在我国得到了发展，在国际地位的发展中也得到了进步，为整体实力的发展奠定基础。
1煤种和煤质对鲁奇炉生产工艺的影响煤炭与纯净物不一样，它不像纯净物一样有固定的熔点，所以灰熔点的概念就出来了，灰熔点即煤灰的熔融性，它没有固定的数值，而是在一定的范围内。
当煤炭中的无机物分解，并且煤炭发生变形融化，那么就达到了其熔点。
熔点不同鲁奇炉内的温度也是不同的，所以鲁奇炉的温度要根据煤炭的灰熔点进行调节，其温度的调节是至关重要的，一般情况下温度是控制在煤灰变形和变软之间。
温度过高或者温度过低都会对鲁奇炉产生不好的影响。
如果煤炭的灰熔点高的话，就要采取降低汽氧比的措施来提高鲁奇炉内的温度，这时候如果温度超过炉所承受温度的极限，那么就会对炉内的设备有影响，甚至会损坏气化炉，鲁奇炉所能承受的最高温度一般是1300℃。
如果煤炭的灰熔点比较低，那么要采取提高汽氧比的方法来降低炉内温度，这时候如果掌控不好温度，煤炭残渣就会由于温度低而粘在炉内部。
碎煤加压气化炉夹套内壁腐蚀的分析研究_邢方亮
1 碎煤加压气化工艺流程
经筛分后13 ～50mm 的碎煤( 一般采用褐煤、 长焰煤等 低阶煤种) 从煤仓落下， 依次途径煤料溜槽、 煤锁进入气化炉， 主要通过煤锁上、 下锥阀开关动作及密封作用， 在交变压力工 艺流程下， 煤经煤锁、 进入到气化炉上部的波斯曼套筒加入 到 气 化 炉 当 中， 压 力4.8MPa、 温 度465 ℃ 的 中 压 过 热 蒸 汽 与 4.65MPa、 40 ～100℃左右、 纯度为99.8% 的氧气在气化剂混合 内部充分混合， 按一定比例从气化炉底部加入到气化炉中， 与 气化炉顶部下降的块状褐煤逆流接触， 煤从上到下依次经过干 燥层、 干馏层、 还原层、 燃烧层及灰渣层， 在压力3.0 ～4.0MPa、 温度900 ～1050℃工艺条件下发生气化反应。 产生的粗煤气在 波斯曼套筒与气化炉内壁的间隙中进行收集， 从气化炉上部 侧面出口离开气化炉， 进入粗煤气洗涤冷却器， 被60 ～90℃
碳的氧化反应 ： C+O2
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 4 2 2 4 2 2 2 4 2
KJ/mol 注： “+” 表示为放热反应， “-” 为吸热反应 加压气化的目的产品是燃料气或化工原料气， 其有效成分 是： CO、 H2、 CH4。 可见反应(3)、 (4) 是生产可燃性气体的主要 反应。 因此要求气化过程中， 该反应能顺利进行， 反应(6) 可把 故该反应在生产原料气时， 可用于调整原料气 CO 变换为H2， 在生产城市煤气时， 可用于降低CO 的含 中CO 和H2 的比例， 量， 反应(7) 是生成甲烷的主要反应， 该反应的进行， 有利于煤 气热值的提高， 对生产煤基天然气有利。 反应(1)、 (2) 为放热反应， 作为气化反应内部热源， 提供工 艺过程所需的热量， 使气化过程维持在高温下进行。 (3)、 (4) 是 强烈的吸热反应， 其热量的来源由式(1)、 (2) 供给， (6)、 (7) 是放 热反应， 气化过程中这两个反应的进行， 有利于热量的平衡， 可 节省消耗于燃烧反应的碳量， 以(8) 为主的甲烷化反应均为强 放热反应。 根据负荷最低定律， 用水蒸汽气化原料煤时， 会有以下结 CH4、 H2O 诸气体组分的形成量明显 果， 随着温度的提高， CO2、 下降， CO、 H2 的量增加。
壳牌煤气化装置的常见腐蚀及对策
壳牌煤气化装置的常见腐蚀及对策就目前我国煤炭市场的现状来看，使用最多的煤气化装置是壳牌煤气化装置，所以针对壳牌煤气化装置进行研究，对于整个煤炭市场中的企业而言，都具有重要的意义。
随着壳牌煤气化装置使用率的提升和普及度的提高，壳牌煤气化装置的使用问题逐渐暴露出来，尤其是腐蚀问题的产生，需要我们予以关注和重视。
本文首先阐述了壳牌煤气化装置工艺概述，然后对壳牌煤气化装置的常见腐蚀与对策进行了探讨。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
标签：壳牌;煤气化装置;腐蚀;对策基于节能环保的生产背景，工业领域积极探索如何提高能源利用率，减少能源损耗的方法，获得了不错的成效。
其中，壳牌煤气化装置的研发和应用，具有广阔的前景。
壳牌煤气化不仅能源转化率高，而且煤耗低，不会产生废弃物料外排的情况，是企业产业升级的主要方向。
但是，壳牌煤气化装置应用时，常见腐蚀问题，影响着其效能的发挥，因此要采取有效的措施，做好防范和应对。
1 壳牌煤气化装置工艺概述1.1 壳牌煤气化装置工艺主要流程壳牌煤气化装置的主要构成包括气化炉、合成气冷却器、废热锅炉、激冷管、输气管等。
在壳牌煤气化装置运行当中，需要先将碎煤磨成煤粉，然后进行干燥和加压处理，将其输送到气化炉当中，与氧气及水蒸气的混合物反应，发生部分氧化反应，同时将气化的压力保持在3MPa～4.1MPa，温度保持在1400℃～1600℃。
经过高温处理之后，气体在激冷气入口与激冷循环气混合，被冷却到900℃，然后通过输气管被送到合成气冷却器中，之后经过回收、除尘和洗涤，合成甲醇、氨等产品。
其他熔渣会排泄到气化炉的底部，经过淬冷形成微小玻璃颗粒，通过除渣系统清除。
1.2 壳牌煤气化装置工艺主要特点气化炉的结构较为复杂，一般情况下，气化炉、输气管、合成气冷却器三个部分都是连接成为一个整体的，而在激冷段、输气管、合成气冷却器上共计装有58个敲击器，由于需要动静结合，因此使其密封存在较大的难度。
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碎煤加压气化炉夹套内壁腐蚀整改措施
大唐克旗煤制天然气公司张一
气化炉投运情况及存在问题
以褐煤为原料、4.0MPa操作压力的碎煤加压气化炉为世界首例，在此条件下的所生成的气、液相物质对系统、管线、设备等的适用性及腐蚀和危害的研究、预防、检查、完善和优化体系的建立，是目前摆在我们面前的重要课题。
经过一年半的试运行，在不断发现和解决问题以及逐步积累经验的前提下，克旗公司气化炉最长累计运行时间已达8000小时（228#炉），最长连续运行时间达163天（225#）。
小结4.0Mpa碎煤加压气化炉（鲁奇炉）体系运行中暴露和发现的较突出问题有以下几个：
1、夹套内壁下部快速腐蚀减薄，直至泄露；
2、灰锁运行温度太高，严重影响灰锁及附件正常运行；
3、炉篦大轴密封填料频繁泄露造成停炉；
4、原料煤（褐煤）燃烧时间短，煤锁加煤频率高造成满
负荷运行困难；
5、灰锁上、下阀使用周期较短；
其中最为特殊的是：夹套内壁下部快速腐蚀减薄泄露问题气化炉内夹套是气化炉炉体（三类压力容器）的主要组成部分，外壳与夹套间隙为100mm，运行时充满锅炉水既保护外壳体又副产中压蒸汽，内夹套钢板为20R，厚度为30mm。
2014年1月，221#气化炉运行过程中发现灰锁温度持续降低，夹套耗水量增加，怀疑夹套漏水，进行停车检查。
发现气化炉夹套内壁
下部出现严重减薄并已经出现局部泄漏情况。
随即将运行炉全部停炉进行逐台检查，情况已经相当严重，所有投运炉的夹套内壁均不同程度出现上述现象，其中有3台炉已经发生泄露。
计算腐蚀速率达1mm/d。
发现问题后，公司立即组织科研院所、设计单位、制造厂商等召开气化炉夹套减薄分析及处置措施专题会，会议对夹套减薄原因进行了分析，最后经讨论形成意见为：克旗公司气化用煤中K2O及Na2O、F-，Cl-，钒等含量高，可能是导致夹套内壁腐蚀减薄的主要原因。
同时可能存在气化剂布气不均，局部出现煤灰流化磨蚀导致减薄。
经过多次反复论证，确定了夹套修复的方案并组织实施。
对腐蚀减薄严重的炉子底部夹套钢板进行详细测量，厚度不达25mm的地方进行挖补或者堆焊，达到28mm以上厚度之后表面自动堆焊4mm左右的inconel 625材料，每台炉堆焊面积约76平米。
经过约两个月组织突击，完成了两个单元全部16台气化炉的抢修，并从2014年3月25日开始陆续投运开车。
气化炉重新投运后，我们分别于2014年4月，6月和2015年5月，7月对重新投运的气化炉多次进行检查，结果如下：
目测堆焊层无鼓泡、裂纹、脱落现象。
目测堆焊层表面成型无变化，判断无腐蚀。
定点进行光谱检验，根据光谱数据，判断无腐蚀，减薄现象。
进行超声波测厚无减薄现象。
检查内夹套无鼓包、变形。
放大镜下检查堆焊层无裂纹，表面焊丝飞溅焊珠还在，无腐蚀。
结论：
气化炉夹套内壁快速腐蚀减薄问题已经达到较好解决，目前气化炉运行正常。