壳牌煤气化渣池液位波动原因与应对措施研究

壳牌煤气化渣池液位波动原因与应对措施研究

边海婧

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司 内蒙古锡林郭勒盟 027300

摘要：在世界各国对洁净能源的要求越来越高的情况下，煤气化作为一种新的能源转换方式，得到了越来越广泛地应用。然而，在煤气化工艺中，由于气化反应的持续，渣池液面波动现象日益严重，严重影响了气化装置的正常运行。尤其渣池结渣将严重影响渣池液位波动，因此本文首先就该方面进行分析，并依据存在的问题制定应对措施，以期能够推动相关行业的发展。

关键词：渣池结渣；液位波动；应对措施

一、渣池结渣原因分析及应对举措

1、渣池结渣原因分析

(１)煤质影响。相关研究发现，冷却速度也会对渣粘度造成影响，当冷却速度超出一定数值时将会使得渣口底部熔渣难以成长，进而短时间内聚集并黏附在渣屏上，从而在渣池内部产生大量结晶。长久下去，结晶堆积厚度将逐渐增加，并在装置内部压力变化的作用下产生脱落，严重时将会对气化炉正常运行产生不利影响，甚至造成气化炉工作停滞，

(２)气化炉内流场影响。大部分壳牌气化炉都配有4个煤粉燃烧器，呈辐射状，每一燃烧器和半径之间的夹角在4~6度之间。在1400~1600℃的温度区间，利用气流离心力，使煤粉与氧进行一系列的化学反应，形成合成气、渣和飞灰。随着温度的逐渐增高，上述物质将会以液体状态存在，并黏附在熔渣上，这就会对从落渣口到渣池之间的气流流动产生一定的影响，使得炉渣在离心力的作用下堆积，形成积渣。

(３)渣池液位控制。工作过程中相关人员应该依据实际情况，将渣池液面高度控制在合理范围内，一般应控制在50%~55%。当渣池液位超过一定数值之后，会使得水汽上升到落渣口的间隙进一步减少，这样，熔渣就会迅速地冷却下来，而当煤的粘温性能不好的时候，其粘性将非常显著，将被气流吸附在渣屏上，长期造成渣幕上积渣。

2、渣池液位波动操作应对措施

(１)在渣池水位出现波动的情况下，应先进行除渣系统运行状态的检测，主要检查排渣泵的运转，有无不正常的声响、震动、排渣管有无阻塞、断裂。在处理过程中，需要解除14 LIC0001HH\ LL的ESD联锁，防止在处理过程中发生意外，在联锁解除后，应对排渣系统进行彻底的检修，并依据有关参数判断是否存在排渣障碍，如出现阻塞，则应拆下13PDY10065电子 SD联锁装置，然后手动清除。

(２)除了检查排渣系统，还需要检查其他相关参数。比如14PI0401型重油裂解残渣压力的变化，由于其对渣槽内液面的变化有一定的影响，因此，需对14PI0401型裂解渣油压力进行检测。另外，14TY10001的落渣管温度过低，会使渣池内的渣块凝结，影响出渣效果，因此要注意14TY10001的落渣管的温度是否会骤然下降。另外，如果炉温太高或者太低，都会对渣池的液面产生影响，所以要注意炉温的正常。

(３)在进行了上述检查和处理后，可以开始实施排渣操作。除渣时，要顺次控制停机，实行人工作业，通过操作，能够对出渣率和出渣量进行更加准确的控制，进而实现对渣池液面的有效控制。除渣时应注意14PDI0013/14与14PDI0020之间的压差。如果两个压差由280kPa降低到230 kPa，由20 kPa降低到0 kPa，则可判断为排渣情况良好。

(４)在生产过程中，有时会出现渣池波动较大的现象。在此条件下，存在着“假液面”的可能性，也就是“液面”与“液位计”所指示的“液面”之间存在一定的偏差。为了避免以上问题，应确保外部阀门工作时，其中一个阀门打开，从而确保渣池液面能正确反映，防止假液面的产生。同时，对渣池水的液面要进行严格的控制，不要太高。若渣池液面较高，或加压至落渣口，则会导致落渣口发生阻塞，对设备生产产生不利影响。在此条件下13PDY10065的气压会有显著升高的倾向，预示着装置将要发生故障。

三、 壳牌煤气化渣池液位波动原因

1、温差不均

气化渣池是煤气化工艺的关键装置，其运行时需维持一定的温度，但实际运行中，渣池内温度分布不均，部分区域高温，部分区域低温，造成渣池内温度不稳，从而对渣池液面的起伏产生影响。

2、渣池底部结垢

渣槽底部结垢，是造成渣池液面波动的主要因素之一。结垢使渣体尺寸减小，造成渣面起伏。此外，结垢也会引起炉底温度的上升，使得炉缸中的渣浆密度增大，造成液面波动的幅度增大。

3、气体泄漏

气压的改变将引起渣池内气压的改变，从而影响到渣池液面。然而，在使用过程中，由于存在腐蚀和磨损等原因，导致了气体泄漏，引起渣池压力的不稳定，引起液面的波动。

4、出料管道堵塞

壳牌气化炉生产过程中，排出管线是否畅通直接关系到渣池液面的稳定性。但在实际生产中，因渣池中残留的燃油等物质，会造成排渣管线的堵塞，从而影响渣池液面的稳定。

5、进料量不稳定

在气化过程中，给料量对渣池液面有很大的影响。当进料量不稳定时，将造成渣槽内的物料数量变动，从而造成液面波动。

6、排渣系统问题

排渣系统的正常运行对于维持渣池液位稳定至关重要。如果排渣系统出现故障或操作不当，如排渣阀门卡涩、排渣管道堵塞等，都会导致渣池液位出现异常波动。

7、气化炉操作参数调整不当：气化炉内温度、压力等运行参数对渣池形成与排出有一定的影响。若操作参数不适当，将引起渣池液面的起伏。

四、壳牌煤气化渣池液位波动措施

1、温度平衡控制

为避免因炉温不均而造成的渣槽液面波动，可在渣槽中加入适当数目的温度传感器。在温度传感器的监控下，调整炉温，使渣池内的温度维持在一个恒定的水平，以减小液面波动。

2、及时清除渣池底部的污垢

为避免渣槽底部结垢对渣池液面的影响，可采用定期清洗的方法，使渣槽内环境保持洁净。在此基础上，通过向渣槽中添加一定数量的溶解剂或其它清洗剂，对渣槽底部进行清理，可以有效地降低结垢。

3、加强气体管道的维护

为避免煤气泄漏对渣池液面造成的危害，应加强煤气管线的维修与监控，及时修补管线的腐蚀、磨蚀等问题，保证煤气管线的稳定，降低液面波动。

4、定期对出料管道进行检查

要定期检查卸油管线，以确保出料管线畅通，避免由于管线堵塞引起液面的波动，及时清除管内杂物，保证管路通畅。

5、优化进料系统

通过对送料系统的优化设计与运行，保证气化炉供料的稳定、可靠。比如，为了保证渣池水位的稳定，可以使用一种自动调整装置，使加水量能够随着炉况的变化而变化。

6、加强排渣系统管理

定期巡视除尘系统工作状态，对除尘阀、管路进行清洗，保证除尘流畅。同时，制定除渣系统的紧急处理方案，以便及时处理可能发生的事故及异常状况。

7、合理调整气化炉操作参数

通过对气化炉内温度、压力等工艺条件进行适当的调节，达到对渣池形成与排出过程的最优控制。另外，采用先进的控制系统，可以对气化炉的运行参数进行自动调整与优化。

8、建立液位监测与报警系统

为实现对渣池水位的动态监控，在渣池内设置水位传感器及报警装置。当液面高于规定的安全值时，就会发出警报，提示操作者立即采取行动。

9、加强操作人员培训

通过定期的技术培训及技术进步，不断提升员工的专业素质及应变能力。通过系统的培训，可以让操作者对气化炉的工作原理与技术有一个较为全面的认识，并能在较短的时间内，及时地发现和处理各种异常状况，如渣池液面的波动[1]。

结语：

总之，壳牌气化渣池液面波动问题是一个复杂的系统工程，需要从多方面进行全面的调节和控制。通过对温度、结垢、管路的调控与优化，可有效降低和减轻渣池液面的波动，确保气化过程安全、稳定、高效。

参考文献：

[1]王钦华,张晓强.壳牌气化炉渣池水循环泵运行改造分析[J].河南化工,2023,40(1):50-51.