气化装置采用 GE 水煤浆加压气化技术，本技术采用气化炉顶部单烧嘴设计，60% 的水煤浆和高压氧气通过烧嘴入炉燃烧，炉膛温度 1200℃～ 1300℃，燃烧反应产生的合成气沿着下降管进入激冷室水浴后沿上升管经折流板出气化炉进入下游进化装置处理。同时，系统产生的黑水送入闪蒸系统，通过闪蒸、沉降达到闪蒸汽、热量回收，灰水再生重复利用达到节能降耗的目的，产生的出渣、细渣送出界外。

        气化装置压力高、温度高、介质冲刷严重、腐蚀性强，工况严苛，仪表设备故障频繁。因部分仪表设备原始选型、材质等问题导致合成气等易燃易爆介质外漏、内漏、高压窜低压等风险偏高，针对气化装置频繁出现故障的关键设备进行技术攻关，是保障气化炉长稳安满优的必要条件。

1 气化装置实际运行过程中存在的故障难点问题及解决思路

        1）由于水煤浆特殊的物理特性，使其测量难度很大。它含有 65% 左右的极细的煤固体颗粒，再加上辅助添加剂，在高压工况下，因介质对衬里的挤压和对电极的冲刷环境，要求对电磁流量计传感器的衬里与测量导管的附着性能以及电极的抗噪声和防渗漏性能有着很高的要求，而且水煤浆是非牛顿流体，成分复杂、测量难度大，又有腐蚀性。依据同行业煤浆流量测量经验，目前的煤化工行业中德士古气化炉中的煤浆流量计大部分设计和选型中都采用的是电磁流量计，但实际使用效果差异很大，这一问题一直是煤化工行业专业人员讨论的难题。

        2）气化炉出口合成气温度原设计为同一套管中三支热电阻，三取二联锁停车。由于气化炉出口合成气管线振动大，温度波动，造成气化炉停车的事故，所以为了避免此类事故发生，需对气化炉出口合成气温度进行改造优化。

        3）气化装置渣池泵黑水流量控制调节阀介质为气化炉黑水，该介质对金属材料具有较强的冲刷、腐蚀作用，在用的仪表调节阀频繁出现阀体穿孔、阀内件损毁性故障，阀门平均无故障周期只有 45 天左右，阀门维修费用高，影响气化炉长周期运行。

2 针对气化装置出现的故障的解决方案

2.1 针对气化炉掺烧工况以及水煤浆自身特点，如何解决煤浆流量的测量难题，从而为气化炉安稳长满优运行提供保障

        气化炉采用 60% 的水煤浆与高压氧气入炉燃烧，水煤浆介质成分复杂、脉动信号强烈、测量难度大。在这种复杂工况下，行业内优选的测量方式还是电磁流量计，电磁流量计虽然大多数时间内满足了气化装置水煤浆流量的测量要求，但是也存在很多问题，经过多年使用总结出了一些提升电磁流量计稳定运行的方法。

        水煤浆电磁流量计是气化装置非常关键的测量设备，shou先气化炉水煤浆电磁流量计三取中间值参与氧煤比控制，其次气化炉水煤浆电磁流量计三取二参与气化炉联锁逻辑停车。所以，对水煤浆电磁流量计测量的及时性、准确性、稳定性提出了较高要求，这些性能指标也是选型时重点考虑的因素。

2.1.1 水煤浆电磁流量计存在的主要问题

1）测量值失真现象严重

        在气化炉实际正常运行过程中，水煤浆电磁流量计经常出现实际值与测量值偏差大、零点漂移、波动大等测量值失真现象。水煤浆电磁流量计存在波动、测量值不稳定等问题直接会影响气化炉的正常操作，由于此问题曾经引发过气化炉误停车的事故。

2）对实际流量变化测量响应的速度慢

        气化炉对水煤浆流量测量的及时性是有较高要求的，因为这关系气化炉的正常安全运行。通过搜集气化炉水煤浆电磁流量计实际运行过程中的测量数据，进行分析后发现，水煤浆电磁流量计在实际扰动发生的情况下，测量值的变化比实际流量的变化滞后约 25s。这意味着实际的水煤浆流量降低时，测量值并没有很及时快速地反映实际流量降低的变化。这个现象就比较可怕，因为在固定氧煤比的控制策略下，煤浆流量测量值在滞后的这段时间没有变化，那么氧气流量也不会变化，而实际的煤浆流量已经降低，这会导致气化炉过氧，严重时存在爆炸的安全隐患。

3）煤浆质量造成测量扰动

        气化装置煤浆流量计测量介质为水煤浆和含污泥废水、MTO 废碱液，普通型流量计受水煤浆中含有固体颗粒对电极的撞击、油膜干扰、絮状物干扰，会产生脉冲和噪声干扰，波动比较大，同时水煤浆流量参与氧煤比计算并联锁停车，影响气化炉的长周期稳定运行。

2.1.2 针对以上水煤浆电磁流量计存在的问题，进行原因分析并提出解决方案

        电磁流量计在测量水煤浆时出现测量值失真、测量响应速度慢的原因有很多，如 ：安装不符合规范、接地不符合要求、参数设置不合理，高压煤浆泵（往复泵）对煤浆流量测量的影响，掺烧工况对煤浆流量测量的影响，煤浆成分的变化等。下面就影响水煤浆流量测量的主要原因分析如下 ：

1）电磁干扰

        高压煤浆泵厂房内有很多动设备的大电机，电机的运行会释放大量的电磁信号，电磁流量计对周围的电磁信号很敏感，因为电磁流量计的测量信号很微弱，一般只有2.5mV ～ 8mV。所以，对电磁流量计的要求，工作接地必须要可靠、牢固，符合接地规范的要求。

2）高压煤浆泵

        高压煤浆泵的运行稳定与否对煤浆流量的测量有很大影响。因为高压煤浆泵是往复泵，在正常运行过程中煤浆流体呈规律的脉动流，脉动较小，容易过滤。当高压煤浆泵故障运行时，煤浆流体会出现较大脉动，脉动流会造成煤浆流量测量值的大幅波动。所以，在平时高压煤浆泵运行过程中，及时巡检，发现异常及时处理。

3）煤浆成分

        气化炉掺烧污泥水导致煤浆成分更为复杂，含有污泥水的水煤浆呈酸性，酸性的水煤浆对电磁流量计有较强的腐蚀性，这会对煤浆流量的测量有较大影响 ；水煤浆中的气泡也是对电磁流量计测量造成影响的不可忽视的因素 ；水煤浆是含固量很高的流体，固体颗粒撞击电极产生的噪声表现为煤浆流量测量值的波动。其解决方案如下 ：

        ① 对电磁流量计的电极提出要求，使用光滑而且表面积较小的电极，可以大幅减少颗粒物撞击电极的频率，并且电极表面不会轻易产生划痕。

        ② 使用低噪型噪声屏蔽新技术，在电极表面采用分子级陶瓷隔离传感器，有效屏蔽铁屑、油膜、气泡、絮状物、颗粒物撞击等测量噪声。实践证明，采用低噪声型电极测量效果较好。

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