气化炉回火的原因和措施研究范文

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摘要：四喷嘴气化炉的气化过程中，当炉内温度超过700℃时，气化炉的回火频繁发生。结合控制数据，得出气化炉回火的原因是锁料斗上部、渣口堵塞和渣口阀积灰。蒸汽消声器等设备进入介质后，重新制定工艺操作要求，对影响炉体的部件进行系统拆卸和检查，加强对炉内其他指标的监测。消除了气化炉的回火现象，保证了气化炉的顺利进料。

关键词：气化炉；烘炉；回火；渣口堵塞；预防措施

江苏灵谷四喷嘴气化炉于2010年12月顺利进料运转。其后该公司对改型四喷嘴气化炉进行了持续改进优化，现已投入工业生产，气化炉的运行稳定性已经达到了世界一流水平，但在气化炉的准备阶段，尤其是气化炉的干燥过程中，煤气发生了很大的变化。气化炉经常出现回火现象。气化炉温度超过700℃时，通常会发生回火，这对气化炉的作业效率与安全生产有某种程度上的影响。所以，文章通过剖析四喷嘴气化炉回火的原因，提出了保障气化炉顺利进料的安全操作措施。

1气化炉烘炉的作用和烘炉流程介绍

1.1烘炉的作用

在四喷嘴气化炉中，为了提升气化效率，避免热损失，气化炉壳体受到燃烧室内高温材料的直接影响。气化炉内的耐火砖在干燥条件下可长期存放。气化炉耐火砖与耐火污泥结合，拱顶浇注料和锥体底部较厚。气化炉内耐火砖抗腐蚀性能好。形成耐火材料耐火砖。气化炉耐火砖由氧化铝空心砖、铬刚玉砖和铬铝锆砖组成。Cr2O3耐火砖中发现了这些砖的理化指标。耐火砖成分中有少量量的Zr2O3，在抗高温煤的作用对气化炉外壳有一定侵蚀，能够通过“相变效应”除去Zr2O3，在气化炉的初始阶段，再生器为污泥水和氧气提供热量，气化炉启动后气化，气化炉耐火材料中的吸收剂水和结晶水可从气化炉耐火材料中去除，浇注料和耐火泥浆中的水会导致耐火材料的失效和浇注料的质量。因此，在煤浆气化装置投入运行之前，对煤浆进行干燥是不可或缺的。

1.2烘炉流程介绍

气化炉蒸汽高速启动吸入装置。由于起动抽吸装置的特殊结构，实现了动压与静压的能量转换。在转化过程中，气化炉的内部空间被吸收，气化炉处于负压状态。炉顶预热燃烧器点火后，火焰“侧悬”导致炉膛耐火砖由于负压而均匀加热。此外，在炉体上设有循环水冷却系统，以防止炉体产生的热量从气化炉内部燃烧出来，即矿渣池泵通过渣池泵将矿渣池水供应给炉体的淬火环，炉体加热回流至渣槽，达到循环冷却的目的。

2气化炉烘炉过程中频繁回火的危害

气化炉经常发生回火，不仅损坏炉顶，阻碍生产作业，而且造成直接的经济损失，严重威胁现场生产与检验人员的人身安全。同时，由于气化炉的回火，火焰不能正常进入炉膛，影响炉温，直接影响了耐火砖的使用寿命，延缓炉子的启动。因此，气化炉的回火问题关系到工作效率设备、寿命和人身安全。

3气化炉回火的原因剖析

3.1炉壁熔渣受热流动而造成堵塞

3.1.1气化炉液位突然出现猛涨

根据气化炉液位迅速上升、渣池液面逐渐下降的现象，笔者认为高炉炉渣向炉渣池过渡是由于高炉内冷水的积聚而引起的，笔者在日常工作中观察了筒锁1阀的堵塞位置，发现堵塞是气化炉的炉渣。在气化炉运行过程中，煤泥水与氧气发生了一系列氧化还原反应，但氧化不完全的状况下，残余碳和粉煤灰沿炉壁流向冷却室，冷却水冷却后，通过气化率锁筒排出。炉渣进入冷却室后，温度迅速下降，形成一个更大、更硬的渣块，在螺栓的进口阀处堵塞。结果表明，炉膛内的冷水不能返回熔渣池，在冷却室中积累，直至下行管密封，最终导致回火。

3.1.2气化炉渣口堵塞

气化炉关闭后，渣口无异物，无堵塞。然而，在干燥过程中，炉膛的温度逐渐升高，炉内负压慢慢降低，其炉口随着炉内压力降低而缩小，缩小到一定程度时，炉内负压不足以阻火，导致回火。通过现场观测和数据采集，可以看出炉口堵塞与炉膛负压之间存在一定的相关性特别是当渣口堵塞超过50%时，渣口尺寸减小到一定程度，炉口更容易成为渣口的“桥”，容易出现负压下降现象和渣口堵塞率突然增大的现象。高温气化炉内渣的流动是渣口堵塞的主要原因。但是残留物比堵塞桶的残留物要大得多。当炉温高于炉渣流动温度时，由于在气化炉顶部安装预热燃烧器，炉渣和炉口之间的距离大，炉渣向下流动，并在炉渣中积聚。在12米左右，炉口温度低于炉顶温度。炉渣快速从喷嘴流出，但随着温度的下降，流动慢慢停滞，喷嘴尺寸缩小，导致一定程度上回火。

3.2气化炉内负压过小或出现“喘吸”

3.2.1吸入线与出口线出现“灰沉降”

启动吸入管线与气化炉的水煤气出口管线相连，实现气化炉的负压和吸力。当气化炉进入正常生产工序时，应确认启动吸入阀关闭，并引导阀门前面的盲板，以防止高温气体倒入吸气系统。因为四喷嘴气化炉的原料是水煤气，而水煤气的成分中有少量的煤尘和灰分，在系统长期运行后，一些异物将会在启动吸入阀和输气管道的死角上沉降，“灰沉降”会引起管道堵塞和气化炉负压降低。在烘炉运行时，蒸汽的量和负压都很小，但是随着烘炉温度的增加，蒸汽抽提量逐渐增加，阀门的堵塞限制了蒸汽抽取的进一步增加，当提取的蒸汽量与烘炉温度不一致时就会发生回火。

3.2.2蒸汽出口处消音器堵塞

排气消声器采取多孔吸声材料来降低噪声。吸声材料固定在空气通道的内壁上，或者以某种方式设置在管道中以阻挡消声器。同时，炉膛内残留的煤粉和炉衬将被清除，消声器将被堵塞，蒸汽流在泵送过程中会发生波动。炉内有喘气，在严重的情况下，回火是由少量的蒸汽引起的。

3.3其他设备内介质抽入抽引管线

气化炉出口处的水煤气管不仅与排水管相连，而排水管还要跟冷却设备。当其它设备液位过高时，设备中的介质将通过水煤气管道注入气化炉，在回流期间介质将填充泵管路，从而导致泵系统的隔离，进而使燃烧室不受负压而进行回火。

4预防回火的措施

4.1气化炉停车前严格按照要求提温

气化炉停车前，炉内的温度比正常作业时的温度高出50℃，持续时间超过一个小时。气化炉的炉渣保证了最大流量，并通过锁斗系统排出。当观察到气化炉排出的炉渣较正常情况明显减少时，说明气化炉在操作结束时可进入下一次停堆操作，以提高气化炉的温度。该操作可以保证炉渣量在合理的水平上，大大降低了烧渣干燥过程中结渣回火的可能性。

4.2加强监控并对堵塞预兆及时处理

在烘炉干燥过程中，应当通过监测渣池液位表的变化，可以获得炉管与气化炉之间的冷却水流量。如果渣罐内的液面有轻微下降趋势，则表明筒体与气化炉之间的介质流动存在问题。控制室可利用低压灰、水等高压力介质，通过反冲洗的振动效应，将水桶反冲洗，将矿渣排入桶内，防止炉渣堆积。若发现炉渣有堵住炉口趋势，应马上停炉，使用现场专用工具可解除炉口在炉前的堵塞。

4.3拆检烘炉系统积灰、堵塞部位

气化炉检修后，必须在干燥前，特别是气化炉运行期间（大于120天）对大型气化炉的阀门进行拆卸和检查。主要目的是清洗大阀门前管路的短连接，检查大阀的密封和阀门的操作。如果堵塞严重，应将消声器分离并清洗。在核算中记录、检查、清理，查明不同类型粉煤灰的积灰和堵塞硬度，为下一步寻找积灰点和评价养护工作量提供指导。

4.4烘炉过程中与气化炉相连设备保持低液位

连接到气化炉的其它设备的液位可以在烘炉中作为液体密封进行干燥之前检查，以防止介质由于其它设备的满液位而回流。同时，在烘炉干燥过程中，将其它设备液位项目添加到烘炉干燥报告中，并要求操作员在液位异常（高）时及时监控。

5结语

笔者在日常工作实际操作中，通过对气化炉回火问题的观察，积极的试验和探索，探讨了气化炉干燥过程中回火问题的可行对策，避免了气化炉回火问题无故发生，保障了气化炉启动前所需的热量，使气化炉能够顺利进料，维护了设备安全稳定运行，确保了高效率安全正常生产。

参考文献：

[1]王彦海,张克峰,邹宇.四喷嘴对置式气化炉工艺烧嘴使用经验[J].化肥工业,2007,34(6):49-50.

[2]鲍卫娜,祝亚荣.新型四喷嘴气化炉技术的发展现状[J].广州化工,2011,39(18):32-33.

[3]张杰,李玉成.四喷嘴水煤浆气化技术运行中的问题剖析[J].大氮肥,2011,34(1):39-42.

作者:李艳艳 单位:心连心化肥有限公司