航天炉捞渣机系统运行优化总结

赵雷雷 

内容提要：通过技术改进和优化运渣机运行方式，成功实现了运渣机在航天炉装置中进行渣锁斗式排渣作业，使航天炉装置运行稳定性和经济效益得到进一步提高。

    关键词：航天炉；捞渣机；运行优化

干粉进料实现高效气化的航天炉粉煤气化装置；运用了干粉密封技术的先进和成熟输送技术的改进使单位体积产气量增加，气化强度提高，生产更稳定，燃烧效果更好。气化炉膛采用具有较高操作温度的抓钉、耐火涂层的水冷盘管结构，采用渣抗渣原理设计，具有广泛的煤种适应性。在 99.5%以上的碳转换率和 90%以上的合成气有效成分体积分数。该航天炉采用顶部喷射式组合式燃烧器，确保了炉膛内物料顺畅流动、完美贴合炉膛结构，从而保证了极高的火焰燃烧效率。同时，这款燃烧器的优点很多，燃烧负荷调节范围广，安装维修方便，使用寿命长。目前，航天炉装置已在全国多个地方得到广泛应用。

1. 工艺简介

在气化炉中喷入粉煤和氧/蒸汽混合气后，再进行一些氧化反应，最后合成气体就产生了。主要含有 CO，H2，CO2 以及少量的 H2S，COS，N2，AR，CH4 等气体成分。参与反应后处于熔融状态的灰渣与粗合成气一起经过均匀分布的激冷水流进入冷却管道，再进入激冷室水浴进行冷却处理， 待激冷水冷却合成气达到饱和状态后，初步分离出上升管和折流板分离器的气液，通过位于激冷室上部的合成气出口管道将分离出的合成气送入文丘里的洗洁精，经热冷室上部的合成气出口管道开展增湿除尘治理工作；再经合成气清洗塔对合成气进行进一步的清洗、除尘、净化。更洁净的合成气经过洗涤后，会被输送到改造系统的下一道工序中。用水对合成气中的灰渣进行冷却处理后，再进入冷冻室进行水浴，使其降温。过程中，渣渐渐凝固，激冷室底部终于沉入凝固的渣。接着，经过破渣机破拆处理，去掉大块残渣，再经渣锁斗排放到捞渣机中进行处理。

负责收集和排放气化炉灰渣的航空发动机渣未拣除系统连接气化装置和渣水处理装置这一对气化设备稳定运行至关重要的中间环节。其运行稳定对航天炉装置经济效益产生直接影响。 在航天炉粉煤加压气化装置中，经过气化炉反应后，粉煤与氧气生成灰渣，经激冷处理后，在沉降器中分离出粗渣，最后经渣锁斗系统输送到捞渣机进行处理。在捞渣机刮板不断排出粗渣的同时，对大渣池内的粗渣进行沉降，沉淀下来的黑水流到小渣池，再从小渣池内通过泵抽出黑水输送到快闪系统。保证气化炉机组的持续稳定运行。

2. 捞渣机运行现状

这两套航天炉都分别设计了各自的化渣设备系统，保证了每一台灶具上都有对应的化渣装置。

操作风格方面。一直以来，我们采取的是两套运渣机系统同时运行时的单对单作业方式，即两台航天炉同时作业。在长时间运行后，捞渣机系统会出现托轨、链条、导轮等部件磨损严重的现象，从而对系统的稳定运行造成影响。所以每年至少要大修一次，这是一项难度大、时间长的大修工程。导致检修时气化装置不能持续运行，经济环保，运行不稳定。同时，检修成本较高，两台机组一年的检修费用在 50 万元以上，影响了装置运行费用。

3、优化技改

在实际生产中，每年一次的拉渣机运行维护和大修都造成了高额的维护费用。检修时系统排渣不畅，造成气化炉负荷运转需降低，生产受到影响。经实际观察论证，确定了技术改进方案：新增一期、二期排渣连通管，确保正常生产不受捞渣机大修影响。技术改造示意图见图1。

图1 技术改造示意图

将一期渣锁斗排渣阀 13XV0603A 底部连接通管与二期渣锁斗排渣阀 13XV0603B 底部连接，同时连接软管上部位置，进入一、二期捞渣机。

排渣管采用 DN350 管道，直径与连通管相同，选用 1.0MPa 的压力等级。0.18 兆帕的正常排渣压力，保证了排渣时连接管道的安全。

采用 45 度角设置排渣管和连通管，有利于平稳排渣。

4 块盲板安装在渣锁斗排渣管上方。使用一期渣土时，先将 1 路、2 路、3 路的盲板移走，再将 4 路的盲板移走。第二阶段使用渣土时，1#、3#、4#罐体内的盲板要倒掉，再将 2#罐体内的盲板倒掉。

当一期渣土发生故障需较长时间检修时，可在一期安装盲板的同时，将一期渣土通过连通管道输送到二期渣土上。第二阶段渣土发生故障需长时间维护时，可将第二阶段渣土通过连接管道排至第一阶段渣土上，并在第二阶段安装盲板。管线安装完毕后，将需要维修的拉渣机连接的锁斗式排渣管引导备用拉渣机，在拉渣机维修期间，对正常作业的拉渣机进行排渣作业。如此，既不会对维修工作造成影响，也不会对生产造成影响。经过一段时间的实战操作验证，收效还是比较不错的。

虽然在大修过程中，捞渣机对生产因素造成了影响，但问题还是出在维修成本过高上；对渣土机进行实际渣土处理能力测试，以解决这一问题。正常生产时，为了观察正常负荷下，气化炉是否能满足渣工的需要，将两台气化炉的渣锁斗连接到一个渣工系统上。经过一段时间的测试和观察，发现一台拉渣机就足以应付拉渣作业。于是决定采用一套捞渣机操作方案，两台气化炉共用一套，备用一套。 从 2017 年 5 月采用此方案至今，捞渣机运行平稳，检修、保养频率显著降低，维护费用明显降低，顺利实现经济高效运行设备。

4.结语

捞渣机通过技改和管理创新，做到了随到随走，使捞渣机运行维护费用明显降低，年运行费下降到 20 万元以上；实现了较好的装置经济运行效益。

参考资料： 1.《HT-L 粉煤气化工艺》由航天长征化工股份有限公司出版发行。

2.《航天炉取渣系统运行优化综述》由张国华编著。

3、《捞渣机故障分析及技术改造》，刘泽、唐煜

          4、《德士古气化炉锁斗故障分析和处理措施》，李向东、黄学峰等

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