水煤浆气化技术中水煤浆管道设计
6.5 MPa水煤浆气化工艺特点及运行
6.5 MPa水煤浆气化工艺特点及运行席文洪，唐卫兵［惠生（南京）化工有限公司，江苏南京210047］2008-02-04水煤浆气化工艺在国内的发展已有十多年的历史，国内水煤浆气化工艺从压力来区分可分为4.0 MPa、6.5 MPa、8.7 MPa 3个等级，虽然从水煤浆气化的本质来讲，不同压力等级的气化工艺其工艺过程相近，但还是有各自不同的特点。
该文就6.5 MPa气化工艺的特点及运行维护方面作一总结。
1 水煤浆的制备要求1）高煤浆浓度：一般要求煤浆浓度大于60％以上，煤浆浓度越高，生产单位有效气的比氧耗与比煤耗越低，冷煤气效率越高。
这是因为愈高的煤浆浓度，即进入气化炉燃烧室的水分愈少，这部分水分需要由液态（温度约40～60 ℃），在气化炉中变成1300～1400 ℃的水蒸气参与气化反应，此过程所需要的热量来自于气化反应，这就要消耗一定量的氧气和有效气体（CO／H2），造成氧耗上升，并使出气化反应室的总有效气含量降低，二氧化碳含量升高，有效气产量降低。
提高水煤浆浓度的措施：煤浆的成浆性能与多种因素有关。
经过研究发现：煤的形成年代越短，煤的内水含量越高，煤的可磨指数越低，制浆的难度越大，越不易制取高浓度的水煤浆。
同时，合理的煤粒级配，优质的添加剂也有助于提高煤浆浓度。
所以，制浆的关键在于煤的有关性质及添加剂的选取。
2）较高的稳定性：水煤浆是液固两相不稳定混合物，极易发生液固两相分层，假如在生产实践中发生分层现象，将会堵塞管道，或造成煤浆泵不打量，严重影响生产。
为了提高煤浆的稳定性，在水煤浆的制备过程中添加了一种由多种活性组分组成的添加剂，从而改变了煤粒的亲水性，增加了煤浆的稳定性，降低了煤浆的黏度。
对于某一种特定的煤而言，煤浆黏度越高，煤浆的稳定性越高，但相对而言煤浆输送功耗越大。
所以，一般控制水煤浆黏度在0.8～1.2 Pa·s。
3）合理的不同粒径的煤粒级配：水煤浆是由处于不同粒径范围的不同煤粒所组成的，煤粒的组成对于煤浆的性质和稳定性都有影响，煤浆中小粒径的煤粒所占比例过大，煤浆浓度将会降低，相应煤浆的稳定性将会提高。
水煤浆气化技术的后起之秀
水煤浆气化技术的后起之秀水煤浆气化技术的后起之秀——晋华炉，目前已成为世界上最先进的煤气化技术之一。
预计在“十三五”期间，为满足新装置建设和老装置改造的需要，为适应不同原料煤制成的水煤浆，各种类型的晋华炉均会有一个良好的发展空间，其应用推广前景值得期待。
标签：水煤浆气化技术;后起之秀;晋华炉1 水煤浆气化技术的优势水煤浆气化是一种简单、成熟、经济、环保的煤气化技术，在煤化工行业得到广泛应用。
其优势主要表现在如下方面。
1.1技术成熟：采用激冷流程的水煤浆气化工艺已经有50多年的历史，原料可以采用重油、渣油、水煤浆和多元料浆等，技术简单而成熟。
1.2设备简单：气化炉结构相对简单，其后续流程中的几台关键设备的结构也较简单。
1.3投资低：相对于粉煤气化，水煤浆气化装置投资低，对设备材质的要求不高，设备制造相对容易。
1.4原料易得：水煤浆是由煤、水和煤浆添加剂按一定配比磨制而成的混合物，原料易得，煤浆流动性和稳定性较高，易于储存。
1.5操作安全：水煤浆属于非易燃流体，相对于油、气、煤粉等易燃、易爆介质来说，其安全性很高。
1.6产品成本低：产品水煤气[粗合成气，以有效气（CO+H2）计]的生产成本较低。
1.7污水处理容易：水煤浆气化产生的外排灰水较容易处理。
2 晋华炉的发展历程和特点2.1Ⅰ型晋华炉Ⅰ型晋华炉属耐火砖气化炉，原称为“非熔渣-熔渣分级气化技术”，其主要特点是采用分级给氧与向下喷射的喷嘴。
由于氧气采用分级水平供给，气化炉主喷嘴供氧量与反应需氧化学当量脱离约束，减轻了主喷嘴的氧气负荷，改善了主喷嘴的工作环境，延长了其运行周期。
在此过程中，高温区自喷嘴端部下移，喷嘴处于相对低的温度区域，并提高了出渣口区域的温度，同时提高了气化室内平均温度，使气化效率得到提高，还增加了氧煤的混合，延长了物料平均停留时间，提高了有效气成分，降低了渣中的含碳量。
由于氧气分级供给，比不分级气化炉轴向温度更均衡，其高径比可加大，突破了国内外关于水煤浆气化室截面出力的限制。
多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法
多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法1. 引言1.1 背景介绍水煤浆气化是一种将煤粉与水混合制成浆料，并通过气化反应将煤转化为合成气的技术。
多喷嘴水煤浆气化水系统是水煤浆气化工艺中的一个重要环节，其运行情况直接影响到整个气化反应过程的稳定性和效率。
在实际运行中，多喷嘴水煤浆气化水系统常常出现各种问题，如喷嘴堵塞、水量不均匀、气化反应温度波动等。
这些问题严重影响了气化反应的正常进行，降低了生产效率，增加了操作成本。
对多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题进行深入分析，并探讨相应的工艺改进方法变得尤为重要。
通过对问题的分析和工艺的改进，可以提高系统的稳定性和效率，降低生产成本，实现水煤浆气化工艺的持续发展。
在本文中，我们将对多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题进行详细分析，并提出相应的工艺改进方法，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
1.2 问题概述多喷嘴水煤浆气化水系统在运行过程中，常常会遇到气化效率低、能耗高、设备老化等诸多问题。
这些问题不仅影响系统的稳定运行，还可能导致生产效率下降，甚至对环境造成不良影响。
深入分析系统运行问题，并探讨有效的工艺改进方法，对于提高系统运行效率、降低能耗、延长设备使用寿命具有重要意义。
在本文接下来的部分，我们将详细分析多喷嘴水煤浆气化水系统的运行问题，并探讨相应的工艺改进方法，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
2. 正文2.1 多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题分析多喷嘴水煤浆气化水系统是目前常见的一种气化设备，但在实际运行中常常会面临一些问题。
多喷嘴水煤浆气化水系统在长时间运行后容易出现喷嘴堵塞的情况，这会导致气化水系统无法正常工作。
系统中的水泵和喷嘴等关键设备容易受到高温、高压等因素的影响，从而影响系统的稳定运行。
气化过程中产生的废水处理问题也是系统运行中需要解决的难题之一。
多喷嘴水煤浆气化水系统还存在气化效率不高、能耗较大、设备磨损严重等问题。
这些问题不仅影响了系统的经济效益，也影响了系统的环保性能和长期稳定运行。
影响水煤浆气化装置煤耗的因素及优化措施
影响水煤浆气化装置煤耗的因素及优化措施摘要：煤气化是煤炭清洁利用的核心技术之一，是煤化工产业的龙头。
近年来，随着新型洁净煤气化技术的兴起，其广泛应用于合成氨、甲醇、烯烃、乙二醇等产品的合成气制取及煤制油、煤制氢、煤制天然气等行业;在众多的煤气化技术中，水煤浆气化是工艺成熟、运行稳定、应用广泛的一种气化技术。
而水煤浆浓度作为水煤浆气化工艺的重要控制指标，直接影响着煤气化过程的氧耗、煤耗及整个气化装置的生产成本;高浓度水煤浆的制备，对于水煤浆气化装置降低消耗、提高生产能力、提升企业经济效益至关重要。
关键词：水煤浆气化装置；水煤浆浓度；原料煤煤种；优化措施1.煤浆提浓工艺流程某100万t/a煤制油项目煤浆提浓装置的工艺流程示意图见图1。
气化装置煤浆制备系统采用了9台CYM11000型细磨机，单台细磨机水煤浆处理量8t/h~18t/h，正常水煤浆处理量16t/h。
装置的年操作时间按8000h设计。
图1某100万t/a煤制油项目煤浆提浓装置的工艺流程示意图煤浆槽中的水煤浆通过配浆泵将小部分水煤浆和界区外来的工艺水混合后进入振动筛，将水煤浆的质量分数稀释至35%左右，稀释用水从生产供水总管线上直接抽取，利用流量计及配水调节阀控制水量的大小。
振动筛筛上物通过管道自流至地面的小推车，筛下物自流至粗浆槽，然后由粗浆泵将调制合格的粗浆输送至细磨机，经研磨合格后的细浆流入细浆槽，细浆槽的细浆通过细浆泵按照设定的比例和流量返回至棒磨机。
1.影响水煤浆气化装置煤耗的因素2.1原料煤制浆用原料煤首先应满足下游用户对煤质的要求。
原料煤煤质指标主要包括固定碳、水分、挥发分、灰分、灰熔点、发热量、元素分析、可磨性指数、化学活性等。
煤炭的总水分包括外水和内水。
内水是煤的结合水，以吸附态或化合态形式存在于煤中，是影响成浆性能的关键因素。
一般多用哈氏可磨性指数(HGI)表述煤的可磨性，它是指煤样与粉碎性为100的标准煤进行比较而得到的相对粉碎性数值，指数越高则越易粉碎。
水煤浆燃烧技术简介
水煤浆燃烧技术一、水煤浆概述水煤浆是一种煤基的液体燃料，一般是指由60－70%的煤粉、40－30%的水和少量的化学添加剂组成的混合物。
它是20世纪70年代世界范围内出现石油危机的时候，人们在寻找以煤代油的过程中发展起来的石油替代技术。
水煤浆既保持了煤炭原有的物理化学特性，又具有和石油类似的流动性和稳定性，而且工艺过程简单，投资少，燃烧产物污染较小，具有很强的实用性和商业推广价值。
水煤浆的用途十分广泛，它可以像油一样的管运、储存、泵送、雾化和稳定着火燃烧，其热值相当于燃料油的一半，因而可直接替代燃煤、燃油最为工业锅炉或电站的直接燃料；水煤浆还是理想的气化原料，产生的煤气化可以用于煤化工或用于联合循环发电；对于特制的精细水煤浆，还可以作为燃气轮机的燃料使用；可见，水煤浆技术是洁净煤技术的一个重要组成部分，发展水煤浆技术具有十分重要的意义。
（1）替代石油，合理利用我国能源资源由于水煤浆具有同石油一样的流动和雾化特性，因此，以水煤浆替代石油可以利用原有设备，改动工作量很小，投资小。
（2）解决煤炭运输问题我国煤炭资源丰富，但地区分布极不平均，北煤南运和西煤东运的局面将长期存在。
靠铁路运输既增加了铁路的负担，又对沿途环境造成了污染。
发展水煤浆进行管道运输将在很大程度上缓解能源运输的压力和污染问题。
（3）降低煤利用过程中的污染制备水煤浆的原料煤是经过洗选的，含灰量和含硫量都大为降低，燃烧后产生的飞灰和SO2都比一般的燃煤锅炉低。
同时由于水煤浆中的水分在燃烧时具有还原作用，理论燃烧温度也比相同煤质的煤粉燃烧低200℃左右，因此可以在一定程度上降低NOX的排放量。
二、水煤浆的特性水煤浆作为一种替代燃料，除了具有原有煤的特性，如发热量、灰熔性、各组分含量外，还具有一些特殊的性质要求。
（1）水煤浆的浓度水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓度，它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。
浓度越大，含水量越少，就越容易点燃且发热量高。
水煤浆水冷壁气化工艺及生产运行
关键 词
煤气化 ， 煤浆水 冷壁 ， 水 气化 炉
文章 编号 ： ０ ５ ９ ９ （０ ２ 一 ２ ０ １ — ３ 中图分类 号 ：Ｑ ３ ． 文献标识 码 ： １０—５８２ １）０—０００ Ｔ５４ ４ Ｂ
１ 项 目概 况
山西 阳煤 丰喜 集 团与清 华大 学合 作研 发 的水煤 浆水 冷壁 气化 技术 的成 功运行 ，为 开发 利用 丰富 的
丰喜临猗公 司水煤浆水冷壁炉工程总投资 ９ ０ 万 ０ ０ 元， 涵盖水 冷壁气化 炉 、 破渣机 、 锁斗 、 斗冲洗 水罐 、 锁
激冷水过滤 器 、 汽包 、 工艺烧嘴 、 碳洗塔等设 备以及气 化框架 的土 建 、 装 的费用 （ 安 由于系统 原有 磨煤 和渣
态 ，有效地增加 了水冷壁 向火 面熔渣层 的凝 固厚度 ，
２１ ０２年 ４月
吴存仓 ： 水煤 浆水冷壁气 化工艺及 生产 运行
２ ２ ２ 煤浆 投料过程 ．．
水 煤浆 水冷 壁气 化 炉使用 “ 点火 ” 火 的方式 进行
煤浆 投料 ， 通过 汽包 加蒸 汽 的办法 ， 在锅 炉水 提前循
环运 行 到 ２０℃后 ，开 始点 火烘 炉 ，烘 炉 温 度升 到 ０
开始土建 ，００年 ６月开始 设备安装 ，０ １ ６月 系 ２１ ２１ 年 统安装 完成 ， 经过 了 ２ 月 的系统 调试 ， ２ １ 年 ８ 个 于 ０１
壁 主系统 （ 筒体 、 式 壁 ）上 盘管 系统 （ 口 ） 下 盘 膜 ， 炉 、
管系统（ 口） 渣 和烧嘴冷却 水系统 ， 过水冷壁 系统 和 通 烧嘴冷却水 系统的锅炉水进 入汽包 ， 在汽包 中产生部 分蒸汽 ， 产生 的蒸 汽进入 全 厂蒸汽 管 网 ， 包液 位补 汽
德士古水煤浆气化工艺分析
德士古水煤浆气化工艺分析摘要：近些年，水煤浆逐渐发展起来，已成为我国重点发展的环保类产品。
德士古水煤浆气化技术作为一种环保型煤气化技术，已在我国应用较长时间。
笔者就德士古水煤浆气化技术展开研究，从相关概述入手，随即对其工艺流程及工艺原理进行分析，最后提出这一工艺的优、缺点，以期丰富学术上该项技术的研究内容。
关键词：水煤浆；新型燃料；气化工艺前言所谓的水煤浆技术，实际上是使固态煤燃料转化为液态煤基燃料的过程，一方面，该项技术会保留煤的燃烧特性，另一方面，又会使其拥有重油液态相类似的特点。
液态煤基燃料作为新型清洁燃料，具有制备简单、安全可靠以及便于运输储存等特点，西方较为发达的国家已将其用到较多工程中，我国关于煤炭资源较多，相对石油资源较少，在工业化进程不断发展的时代背景下，大力发展该项技术对我国发展意义重大。
一、德士古水煤浆气化工艺概述德士古水煤浆气化工艺作为从天然气及重油中生成合成气的工艺，由美国的德士古公司研发[1]，在1948年，美国研究出了首套15吨煤的测试设备，进行20种固体原料的测试，主要有：无烟煤、褐煤、石油焦、烟煤以及煤液化。
又于1956年建立气化炉，运行压力为2.8MPa，每日的处理量达到了100吨。
现今，在不断发展下日投煤量已达到1600吨，该技术已成为二代气化技术中发展最迅速、最成熟的技术，其喷嘴位于气化炉顶部，由于它实际喷射速度较高，会发生物料短路，还会出现碳转化率低等不良现象。
该技术的关键在于气化炉，气化炉的关键在于喷嘴，因此，关于这一技术的实际发展方向，应重点对新型喷嘴进行研究，才是关键所在，我国在“九五”时期，对多喷嘴对置式水煤浆气化炉进行大力研究，已在国际上领先，更是在“十五”期间，使其进入商业示范推广发展环节。
我国研究出的这一技术作为一种新型技术，是经四喷嘴对置产生撞击流，从而进一步强化混合效果，使热质传递效果更佳，最终提升气化反应效果，与传统的水煤浆气化技术相比，成本更低、效果更好。
GE水煤浆气化装置优化改造及总结
GE水煤浆气化装置优化改造及总结GE（美国通用电气公司）水煤浆气化装置优化改造及总结一、引言水煤浆气化是一种新型能源技术，能够在保障能源供应的同时减少环境污染。
作为世界上最早开展水煤浆气化技术研究的公司之一，GE在水煤浆气化装置方面有着丰富的经验。
本文将介绍GE在水煤浆气化装置的优化改造，并对其进行总结。
二、水煤浆气化装置的优化改造1. 提高水煤比GE通过增大水煤比，即在气化过程中加入更多的水，可以提高气化效率和气化温度。
这样可以增加气体生产率，同时减轻气化炉的磨损，延长装置寿命。
2. 优化水煤浆粉碎对水煤浆进行粉碎是水煤浆气化装置的关键步骤。
GE通过改进粉碎设备和工艺参数，提高水煤浆的粉碎效率，降低粉碎能耗，减少设备维护成本。
3. 加强配气系统GE对水煤浆气化装置的配气系统进行了优化改造，以实现更高的配气效率和更低的能耗。
通过改进配气管道设计和调整配气参数，可以更好地控制气体的分布和流向，以提高气化效率。
4. 优化煤质和煤质混合作为水煤浆气化的原料，煤质的选择和混合对气化装置的运行至关重要。
GE通过优化煤炭供应链和改良煤炭处理工艺，提高了煤质的稳定性和均质性，从而优化了气化过程，提高了产气效率。
三、优化改造的效果及总结通过以上的优化改造，GE成功地提高了水煤浆气化装置的运行效率和产气能力。
首先，水煤比的提高使得气化过程中水蒸气的利用率更高，提高了气化效率。
同时，增加的水量降低了气化炉的燃烧温度，有利于延长设备的使用寿命。
其次，改进的粉碎工艺和设备降低了能耗，并提高了粉煤的燃烧效率。
这有助于减少二氧化碳的排放量和固体废弃物的产生。
再次，优化后的配气系统提高了气体的分布和流向控制能力，进一步提高了气化效率。
这对于保持气化过程的稳定运行至关重要。
最后，优化的煤质和煤质混合使得气化装置的产气质量更加稳定，提高了生产效率。
总结起来，GE通过水煤浆气化装置的优化改造，提高了气化装置的效率和产气能力，同时减少了对环境的污染。
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水煤浆气化技术中水煤浆管道设计
摘要：针对水煤浆气化工艺中水煤浆介质特性，本文以某省煤炭深加工示范
项目设计，对水煤浆管道设计中应考虑的一些主要问题进行分析。
关键词：水煤浆；管道；设计
（一）水煤浆管线工艺参数和配管要求
水煤浆制备与输送是水煤浆气化技术中重要组成部分，其性能的优劣直接关
系到气化装置运行的好坏。
涉及高压煤浆管线和低压煤浆管线，其中高压水煤浆
管线是高压煤浆往复式泵出口到气化炉烧嘴入口输送高压水煤浆管线，输送介质
为水煤浆，输送压力为9.8MPa，输送温度为68℃，介质密度为1265.08kg/m³；
低压水煤浆主要管线是磨煤机出口到高压煤浆泵入口管线，输送介质为水煤浆输
送压力为1.7MPa，输送温度为68℃，介质密度为1265.08kg/m³。
由于水煤浆输
送与其他流体输送存在差异，须注意其管径、流速、管道材料选择、管件的选用、配管走向及冲洗点设置等诸多问题，防止管道堵塞、磨蚀及振动；应该在保证水
煤浆性能稳定基础上，配管做到便于操作和走向简洁美观。
（二）管道材质及管件的选择
为了提高气化效率、降低能耗，水煤浆的固体含量一般在60%（wt）以上，但水煤浆属于煤粉悬浮体系，如此高浓度固体和比较宽的粒度分布的水煤
浆介质还会严重的磨蚀管道。
因此对于水煤浆管道材质的选择应该主要考虑磨蚀，气化装置的水煤浆管道采用碳钢管道，且磨蚀裕度+腐蚀裕度按6mm考虑；对于
弯头优先选用5倍直径的弯头；对三通应尽量选择45°斜三通；对于阀门应选用
全通径的球阀，并且阀芯应该喷涂硬质合金。
（三）配管设计应注意事项
（1）为了防止装置停车时，水煤浆在管道的低点产生不流动区，在此段管
道会内脱水沉淀，若冲洗不及时此段管道将被堵塞，给下次开车造成诸多不便，
处理不当时会严重影响正常生产。
水煤浆管道在配管设计中禁止出现袋形，水煤
浆回流管线必须设置坡度，其坡度不得小于千分之五。
（2）由于水煤浆特性，在配管设计时尽量减少不流动区的出现，所以尽量
在其管道上不设置放空阀和排净阀。
温度计和压力计的分支管道长度越短越好，
且在水平官道上的温度计和压力计必须安装在管道顶部。
（3）水煤浆粘度受温度影响，低温将导致介质流体粘度增大，粘度变化影
响工艺输送特性，因此需管线温度不能过低，有些煤化工项目地处北方，昼夜温
差大、冬季极其寒冷等地域特点，水煤浆管线均需设置管道防冻伴热，来确保正
常生产及运行。
（4）工艺阀门、仪表阀门、流量计和相连接管道直径应保持一致，避免直
径忽然缩小，在缩径处产生较高流速，造成对阀门、管件和管道的磨蚀。
（5）为保证在停车时管线内的煤浆能全部进入气化炉，高压煤浆管线进烧
嘴前的异径管采用平底偏心异径管。
（6）由于煤浆给料管线较长，水煤浆输送泵均采用柱塞隔膜泵，因此泵出
口水煤浆管道均有不同程度的脉冲式振动现象尤其是高压煤浆泵出口管道振动比
较严重，在配管设计时不仅要考虑管线柔性，还应考虑管线稳定性，在管线合适
位置设置减振支架。
管道支吊架在设置时应尽量不要与其它设备或管线共用支架，防止管线或设备由于振动频率相近而导致共振。
所以对于高压水煤浆管道的支吊
架必须认真设计、仔细施工。
煤浆管线减振支架采用蝶形弹簧为减震元件，通过
合理的刚性连接，以达到吸收管道振动、确保管系刚性、消除管系三维方向产生
的振动应力和热应力。
支架底部设置改性聚四氟乙烯-不锈钢摩擦副，从而降低
滑动支架和导向支架的摩擦系数，最大程度避免支架热位移过程中因腐蚀、生锈
带来摩擦推力增大而对管系安全产生不良影响的问题。
高压煤浆管线减振支架形
式见图1。
图1 水平槽钢压块减振架
（7）为防止气化装置开停车时水煤浆积聚在管道内，堵塞管道和阀件。
应在水煤浆管线上设置冲洗点。
冲洗点的连接形式宜采用临时连接，即在使用是冲洗水软管时通过快速接头连接到水煤浆管道上，不用时将冲洗水软管拆除。
不宜采用永久连接，即硬管连接冲洗形式，如果工艺严格要求采用硬管连接冲洗，冲洗水管和水煤浆管连接处必须设置双切断阀+检查阀。
其原因是：对于低压水煤浆管道，在正常生产时如果冲洗水管和水煤浆连接处的切断阀出现泄漏，冲洗水将进入水煤浆管道内，稀释水煤浆使气化氧气耗量增加，严重时会造成氧碳失调，出现生产安全问题。
反之，对于高压水煤浆管道，水煤浆会泄漏至冲洗水系统内，污染冲洗水，造成冲洗水系统无法正常使用。
水煤浆气化工艺包中要求在水煤浆管道的高点和低点均应设置冲洗接头，对低压水煤浆管线每隔十米水煤浆管道就应设置一个冲洗水接头。
该煤气化项目，在满足工艺要求基础上，结合实际配管情况，充分考虑冲洗管道上的阀门可操作性，合理设置冲洗水接头。
（四）结语
水煤浆加压气化技术自20世纪80年代引进以来，国内多套装置的正常运行离不开水煤浆管线的合理设计，因此在未来设计过程中需要不断总结现有工程的设计经验，也需要不断完善和提高工艺配管设计水平，确保水煤浆加压气化技术的长远发展。