公司对国内多个煤化工项目水煤浆加压气化炉进行扩能改造
并实现高效、长周期、稳定运行

1、水煤浆加压气化炉扩能改造技术简介

水煤浆加压气化炉扩能改造技术是在气化装置现有操作煤种基础上，以空分装置最大产氧能力为前提，最大限度提高气化装置（单元）生产负荷，综合平衡后续各装置（单元）的能力，消除生产瓶颈，提高装置产能的技术。其特点是不改变原有生产工艺流程，在现有装置基础上对关键设备及工艺管道等进行优化改造，消除生产瓶颈，提高装置产能，从而增加经济效益。

2、扩能改造的可行性分析

水煤浆加压气化炉扩能改造是一个系统工程，涉及空分、制浆、气化、灰水处理等工段，需一一进行详细计算论证。其中关键的设计论证点如图1所示：

图1  水煤浆加压气化炉扩能改造可行性分析关键论证点

3、扩能改造的原则

满足扩能需要的同时最大限度降低改造成本，节约投资。

4、扩能改造的范围

根据我公司对4家煤化工企业气化炉扩能改造的工程经验，改造范围一般包括以下几项，具体需根据不同项目的实际情况进行核算后确定。

①工艺喷嘴  ②渣口  ③托砖板保护环  ④ 激冷环  ⑤下降管  ⑥上升管  ⑦工艺参数及连锁控制变更

5、扩能改造应用业绩

项目一：某60万吨/年煤制烯烃项目

气化装置采用GE水煤浆加压气化技术，配置日投煤量1500吨级气化炉7台（5开2备），单台气化炉设计煤浆负荷85 m³/h，操作压力6.5MPa。

从目前运行状况来看，装置总体运行稳定。但由于该项目气化装置关键部件配置及煤质等变化，使得装置不能在较高负荷下长周期稳定水平，在一定程度上降低了年产能。为了提高该装置的产能，使装置能够达到一个比较高的运行水平，该公司同我公司进行了多次技术交流，根据装置运行及配置现状，本着在原设计工况下高负荷稳定运行、最大限度降低改造成本、节约投资的改造原则，对该项目气化炉系统进行创新优化技术改造。通过对气化炉工艺喷嘴、炉砖、激冷环、上升管、下降管等进行系统性改造，使气化炉在93.5m³/h煤浆负荷下稳定运行，并且解决了一直以来困扰该企业的气化炉激冷室液位波动问题，延长了工艺喷嘴、炉砖、激冷环等设备的使用寿命，提高了气化炉有效气含量，降低了气化粗渣残碳含量，为企业赢得了效益。

该项目扩能改造前后主要生产指标对比见表1：

表1  项目一气化装置扩能改造前后主要指标对比

项目二：某90万吨/年煤制甲醇项目

气化装置采用多元料浆加压气化技术，配置日投煤量1500吨级气化炉4台（3开1备），单台气化炉设计煤浆负荷78 m³/h ，最大运行负荷82.41 m³/h，操作压力6.5MPa。

项目投料生产后运行平稳，但随着国内多家同类型煤化工项目的相继投产，市场竞争愈发激烈。为了提高产能，降低消耗水平，提高产品市场竞争力，该公司与我公司进行了技术交流，希望提高装置产能。经核算后，仅对气化炉工艺喷嘴及激冷环进行改造就实现了气化炉负荷从82.41 m³/h煤浆提高到92 m³/h煤浆的增长，气化炉负荷提高11.6%，降低了该公司生产的相对成本，给企业带来了经济效益。

该项目扩能改造前后主要生产指标对比见表2：

表2  项目二气化装置扩能改造前后主要指标对比

项目三：某120万吨/年煤基多联产项目

气化装置采用GE水煤浆加压气化技术，配置日投煤量1500吨级气化炉3台（2开1备），单台气化炉设计煤浆负荷75 m³/h，操作压力6.5MPa。

投产后装置运行正常，但为了进一步增加经济效益，对装置进行挖潜增效，该公司与我公司交流后确定，对气化炉工艺喷嘴、渣口、激冷环、下降管、上升管等关键设备进行改造，从而达到气化炉产量从15.5万Nm³/h有效气提高到21.1万Nm³/h有效气，产能提高36.1%。

该项目扩能改造前后主要生产指标对比见表3：

项目四：某20万吨/年甲醇、20万吨/年醋酸及配套项目

气化装置采用GE水煤浆加压气化技术，配置日投煤量1500吨级气化炉2台（1开1备），单台气化炉设计煤浆负荷62 m³/h，操作压力6.5MPa。

该项目自投产后总体运行稳定，不足之处在于该项目气化装置配置及设备选型基本与30万吨/年甲醇气化装置相当，由于关键部位的配置缺陷使得装置不能达到较高运行水平，在一定程度上降低了醋酸装置的产能。通过对气化炉工艺喷嘴、渣口、激冷环、下降管、上升管、除氧水泵等关键设备的改造，使气化炉产能提高27.7%以上。

该项目扩能改造前后主要生产指标对比见表4：