多喷嘴气化炉控制系统论文
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1.1工艺原理多喷嘴水煤浆气化工艺属于气流床工艺，浓度约60%（wt）的煤浆通过煤浆给料泵加压与空分来的高压氧气（纯度99.6%以上），通过四个在同一个水平面的工艺烧嘴对喷进入气化炉，对喷撞击形成射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区、管流区六个特征各异的流动反应区。利用煤部分氧化燃烧释放热量，维持在该煤种的灰熔点温度以上进行气化反应，反应温度一般在1300℃，反应过程非常迅速，一般在4～10秒内完成，生成工艺气或粗合成气；熔渣及未完全反应的碳，通过气化炉燃烧室下部的渣口与激冷水沿下降管并流向下，进入激冷室底部，以液态排渣的方式排出气化炉。
1.2反应机理水煤浆和氧气进入气化炉后，相继进行雾化、传热、蒸发、脱挥发份、燃烧气化等六个物理和化学过程；气化反应是串并联反应同时存在，极为复杂的反应体系，分为一次反应与二次反应。一次反应区水煤浆入炉后，首先进行雾化，同时接受来自炉内壁高温气体、固体物等的热辐射，以及回流流股及折返流股的热量，煤浆瞬间蒸发，煤粉发生热裂解并释放出挥发份，裂解产物、挥发份及其他易燃组分，在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，放出大量热量。进入二次反应区的组分有煤焦、CO2、CH4、H2O、以及CO、H2等组分，这是主要进行的煤焦、CH4等与H2O、CO2发生的气化反应，生成CO和H2。
1.3操作简便水煤浆气化设备实施操作简便，一具备容易把握以及安全的特性。二可运用气化材料的范围较为广泛，从无烟煤至褐煤等多数煤种均可采用这一技术实施气化操作，还能对半焦、煤液、石油焦等材料进行气化；自二十世纪中后期还研发了可燃废料、垃圾材料等气化操作技术。三操作范围较为广泛，实施气化期间碳转换概率较高，通常转换概率可为95%-99%，同时气化负荷能力可在50%-105%以上。四工艺操作过程较为简单，操作技术比较成熟，操作流程比较可靠、安全，操作运转概率较高；同时气化装置内部构造较为简单，内部未采用机械转动设备，操作比较方便等。五采用粗煤其具备质量较好这一特点，并且使用范围较为广泛。目前在多喷嘴气化炉中运用高纯氧气实施氧化变换性价比较高，采用粗媒进行气化其具备有效的气化成分高，并且气化速度较快，可在80%以上，转换后无需经过任何特殊处理也可通过传统气化技术操作。
二、控制系统可靠性改进研究分析
2.1灰水系统稳定运行分析
2.1.1灰水系统易于堵塞灰水系统为气化炉装置供洗涤激冷水，洗涤粗合成气，排出灰渣，维持装置的系统水平衡，因此灰水系统的稳定运行保证了多喷嘴气化炉装置稳定长周期运行。灰水系统会因以下原因造成结垢堵塞，导致系统内部出现水垢问题。一灰水系统在长时间运行后，会容易造成管道内结垢堵塞。二系统循环水量小，激冷室灰渣进入灰水外处理系统。三开、停车时管道内壁灰垢脱落，停车后未对管线排放，管线内灰渣积存。四仪表调节阀不动作或动作不到位。
2.1.2改进措施可在灰水系统内部加入辅助药剂，如絮凝剂和分散剂。絮凝剂在澄清槽入口管线加入，灰水和絮凝剂一起进入澄清槽，在澄清槽内絮凝剂加速灰渣的沉淀，清水通过溢流管流入灰水槽，灰渣通过底流泵送人压滤机系统；分散剂在灰水槽出口管线加入，灰水和分散剂一起经过泵送入灰水系统，分散剂能够分解管道内的灰垢，将管道内的灰渣带出系统，从而达到控制灰水系统结构的效果。因此，对灰水系统要合理分析，添加成分、浓度适合的絮凝剂和分散剂，消除系统内部结垢现象。
2.2现场测量设备安装与改进气化控制系统中的差压计量装置在制造期间是严格依照设计图以及常规液体差压计量装置取压的方式进行设计，也就是取压中性处于管道界面水平中心点角度为45°部位。但因为气化系统中含灰渣容量过大，并处于取压装置底部，以及在导压管、板口等部位进行堆积，长时间过后引发管道口堵塞，控制系统无法运转，对系统仪表使用状况到来较大影响，情况较为严重时，会导致控制系统停止运转以及导致仪表无法运行，严重影响企业、工业运转操作。因此在使用孔板检测配件期间，应对其角度进行合理调节，防止煤灰堆积，避免导压管底部出现堵塞现象。
2.3冲洗水阀与锁渣阀的改进
2.3.1障碍因素气化炉锁斗控制系统中冲洗水阀与锁渣阀，该阀门以及锁斗装置主要是用于气化炉排渣流程中，其与气化炉内部排渣流程存在直接关系，同时还关系到气化炉是否能安全运行，启动锁渣冲洗装置长时间处于操作缓慢的进程中，并且开关时间严重超时，导致操作过程中引发大幅度振动，使气源管道出现破裂现象，致使气化炉排水系统逐渐停止操作，不能按时运行操作。如想通过更换闸门解决这一问题，那么所使用的费用会相对比较高，并且在更换期间严重影响气化炉的使用。锁渣阀所采用是球阀装置，操作时经常存在阀门关不上、不能打开的现象，而气路在连接使用过程中也是采用镀锌管配件进行连接，如产生振动未具备一个良好的缓冲过程，从而多次引发气源管道因振动出现破裂现象，导致气化炉控制系统无法操作，不能及时排渣，影响生产正常运行操作。同时由于当前阀门气路装置较为复杂，其不利于安装，如在进行安装期间会对导致气化炉操作性能下降，每次修理、检查期间，需要消耗大量时间，同时还会增加维修工作量。
2.3.2改进措施1）对控制系统内部冲洗气路实施改造工作，把系统中电磁阀进行改进，并安装弹簧装置，将镀锌管道路口连接部位转换为金属材料链接管道口，通过不断改进之后保证阀门操作动作流畅，开关时间应严格按照相应标准进行设计，减少开关时间。同时气路进行改进后要确保冲洗阀门开关流程保持通畅，操作正常，保证气化炉控制系统顺利运行；2）锁渣阀采用的是程控装置，对锁渣阀门进行改造应结合控制系统实际状况制定有效的改造方案：首先减少震动因素导致气化炉控制系统元件受到破坏。然后改变气源取压部位，改造期间避免触碰到控制系统下降管道吊装位置。其次是阀门与控制系统之间的链接，从最初的钢性连接操作转换为软性连接操作，利于防止因连接操作振动过大导致管道破裂问题的出现。
三、结论
通过对多喷嘴气化炉控制系统进行改进后，不仅解决了系统运行中存在的问题，还提高了系统运行效率。本次系统改进目的主要是为了提高气化炉系统使用的过程中的安全性以及可靠性，并有效的加强装置设备的使用效率，为化工企业未来发展奠定有效基础。
作者：王培单位：兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司
