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甲醇廠氣化爐常見(jiàn)故障及處理措施

文檔作者：尉美玲文檔來(lái)源：晉能控股煤業(yè)集團(tuán)廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年10月03日
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經(jīng)驗(yàn)交流
2023年第10期 Mechanical Management and Development No.10, 2023
總第246期 機(jī)械管理開(kāi)發(fā) Total246
D0I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2023.10.081
甲醇廠氣化爐常見(jiàn)故障及處理措施
尉美玲
（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司， 山西大同037036)
摘要：針對(duì)甲醇廠煤氣化作業(yè)過(guò)程中氣化爐頻繁出現(xiàn)故障，嚴(yán)重制約著甲醇廠安全穩(wěn)定生產(chǎn)的問(wèn)題，重點(diǎn)對(duì)氣化
爐常見(jiàn)故障類(lèi)型及原因進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)際情況提出了合理有效的處理措施，從而進(jìn)一步降低氣化爐故障率，減
少設(shè)備維修費(fèi)用，保障甲醇廠生產(chǎn)安全。
關(guān)鍵詞：甲醇廠；氣化爐；故障分析；處理措施
中圖分類(lèi)號(hào)：TQ546 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-773X(2023)10-0202-03
1 氣化爐應(yīng)用情況
晉能控股煤業(yè)集團(tuán)廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司年產(chǎn)
60萬(wàn)t是原同煤集團(tuán)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，甲醇生產(chǎn)裝置主
要包括煤氣化裝置、甲醇裝置、硫回收裝置、空分裝
置,其中煤氣化工藝是甲醇生產(chǎn)重要部分,采用Texaco
煤氣化工藝，該工藝主要原煤料制成水煤漿，然后
采用純氧氣流床加壓氣化。氣化爐是煤氣化工藝中主
要設(shè)備，氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行是保證甲醇廠安全生產(chǎn)的重
要保障，但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于受生產(chǎn)能
力、設(shè)備檢修維護(hù)水平等影響氣化爐頻繁出現(xiàn)故障，
制約著甲醇廠安全高效生產(chǎn)
2 氣化爐常見(jiàn)故障類(lèi)型及原因
2.1 氣化爐燒嘴壓差低
2.1.1 工藝燒嘴結(jié)構(gòu)
工藝燒嘴是氣化爐重要部件，該裝置主要將煤漿
和空分裝置中的氧氣進(jìn)行混合并輸入至氣化爐上部
燃燒室內(nèi)進(jìn)行氧化反應(yīng)，氣化爐燒嘴壓采用的是三流
式套管結(jié)構(gòu)，在噴頭處安裝冷卻盤(pán)管，在其內(nèi)部安裝
中心管，其中外套環(huán)隙是氧氣的流通通道，中間套管
環(huán)隙是煤漿的流通通道，如圖1所示。
燒嘴壓差主要指的是煤漿進(jìn)入氣化爐前后壓力
差，如果燒嘴壓力差頻繁出現(xiàn)，很容易造成燒嘴損壞，
降低其使用壽命，甚至?xí)斐蔁炖鋮s水盤(pán)管燒穿，
影響氣化爐正常運(yùn)行1]
冷卻水盤(pán)管內(nèi)噴頭
外噴頭 外噴頭端面
外氧
中噴頭
中心氧
預(yù)混合腔
水煤漿
圖1 氣化爐燒嘴結(jié)構(gòu)示意圖
2.1.2 工藝燒嘴壓差低主要原因
1)工藝燒嘴在使用一段時(shí)間后噴嘴口在高溫作
用下造成外套環(huán)隙內(nèi)縮變小，在供氧量及供氧壓力不
變情況下噴頭處通道截面積變小，出噴頭氧氣流速變
大，由于受高速氧氣流影響在煤漿腔內(nèi)形成“抽負(fù)壓”
區(qū)，從而造成煤漿腔內(nèi)失穩(wěn)現(xiàn)象，并在負(fù)壓作用下煤
漿流速度變大，動(dòng)能增加靜壓能降低，煤漿在人爐前
壓力降低，造成壓力差。
2)由于煤漿流中摻雜固體顆粒，在高速煤漿流沖
刷作用下煤漿噴頭處通道磨損嚴(yán)重，增加了煤漿噴頭
處尺寸，同時(shí)受燒嘴壓差波動(dòng)影響氣化爐中火焰變
短，導(dǎo)致?tīng)t溫出現(xiàn)上移現(xiàn)象，從而加劇了燒嘴頭部的
燒蝕和沖刷[2-3]
2.2 氣化爐燃燒環(huán)焊縫開(kāi)裂
2.2.1 燃燒環(huán)主要結(jié)構(gòu)
氣化爐燃燒環(huán)主要吊耳組件、氣體人口接管、空氣/
燃?xì)馍w、主體等部分組成，燃燒環(huán)生產(chǎn)時(shí)按設(shè)計(jì)要求對(duì)
各配件進(jìn)行加工，為保證燃燒環(huán)焊接工藝，采用全氬弧
焊施工工藝，焊接完成后對(duì)焊接處進(jìn)行滲透探傷，防止
焊接表面出現(xiàn)裂紋、氣孔等；在對(duì)主體、燃?xì)馍w、空氣蓋
及空氣、燃?xì)饨庸芎附訒r(shí)必須保證焊接連續(xù)，焊接后焊
縫余高應(yīng)高于母材厚度，燃燒環(huán)主體以及空氣／燃?xì)?
蓋焊接時(shí)必須各有2條環(huán)形角焊縫[4]
2.2.2 燃燒環(huán)焊縫開(kāi)裂原因分析
1)燃燒環(huán)熱負(fù)荷影響：空氣腔側(cè)板、燃?xì)馇簧w板
與柱體之間采用焊接連接，焊接后存在2~3條環(huán)形焊
縫，該焊縫屬于角焊縫，與傳統(tǒng)對(duì)接焊縫相比承載外
力強(qiáng)度低；氣化爐在正常工作時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)火焰和下渣
火焰2種，其中標(biāo)準(zhǔn)火焰溫度大于1000℃，燃燒環(huán)
在高溫作用下出現(xiàn)局部變形，造成在焊縫處受力大，
一旦受力大于焊縫承載強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)焊縫開(kāi)裂現(xiàn)象。
2)燃料氣小孔堵塞：在煤氣化作業(yè)時(shí)燃燒環(huán)燃料
氣小孔很容易被固定原料堵塞，在燃燒過(guò)程中堵塞處
收稿日期：2022-07-03
作者簡(jiǎn)介：尉美玲（1989一），女，山西陽(yáng)高人，本科，畢業(yè)于太原理工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)，工程師，從事煤制甲醇安全生產(chǎn)管理
工作。
2023年第10期 尉美玲：甲醇廠氣化爐常見(jiàn)故障及處理措施 ·203
受溫相對(duì)較低，而未堵塞的地方受溫高，兩處焊縫存
在熱受力差，從而出現(xiàn)偏燒現(xiàn)象，受熱面受力不均導(dǎo)
致熱受力大的一側(cè)焊縫很容易出現(xiàn)開(kāi)裂。
2.3 氣化爐堵渣原因
2.3.1 堵渣原因及位置
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，氣化爐排渣系統(tǒng)出現(xiàn)堵渣現(xiàn)
象主要原因由以下兩方面：
1)在進(jìn)行煤氣化工藝時(shí)原料煤種不同，以及添加
的助溶劑比例不足，造成煤的灰熔點(diǎn)偏高、流動(dòng)性降
低，在氣化爐落渣口處形成渣塊，未及時(shí)清理從而導(dǎo)
致堵渣現(xiàn)象。
2）氣化爐燒嘴罩、水冷壁出現(xiàn)破裂，造成爐內(nèi)滲
水現(xiàn)象，滲出的水與液態(tài)渣接觸提前冷卻形成渣塊。
2.3.2 堵渣位置及現(xiàn)象
1)落渣口堵渣現(xiàn)象：氣化爐正常開(kāi)車(chē)作業(yè)時(shí)受煤
種變化等影響，熔渣流行性降低，落渣口上下存在壓
差，壓差范圍為0.5~1.5MPa，且落渣口通道收縮變
小，破渣機(jī)負(fù)荷加大，油溫升高。
2)破渣機(jī)上部堵渣現(xiàn)象：破渣機(jī)上部出現(xiàn)堵渣時(shí)
破渣機(jī)負(fù)荷大，油壓不穩(wěn)定跳動(dòng)頻繁，當(dāng)油壓達(dá)20MPa
時(shí)出現(xiàn)自動(dòng)停車(chē)現(xiàn)象，停車(chē)后油壓高不能及時(shí)啟動(dòng)，
一旦出現(xiàn)堵渣后落渣管溫度出現(xiàn)大幅度下降現(xiàn)象
3)渣收集罐底錐出現(xiàn)堵渣現(xiàn)象：一旦渣收集罐底
錐堵渣后渣鎖斗與渣收集罐連接后壓差表數(shù)值出現(xiàn)
大幅度變化，由原來(lái)的240kPa下降至190kPa，渣鎖
斗壓力減小，同時(shí)排水增壓泵出口流量降低[5]。
2.4 氣化爐鎖斗系統(tǒng)故障原因
1)程控閥定位器故障：在煤氣化工藝作業(yè)過(guò)程中
由于受振動(dòng)影響程控閥定位器內(nèi)螺絲很容易出現(xiàn)松
動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致程控閥反饋器接收信號(hào)延時(shí)，造成鎖斗
順控閥門(mén)開(kāi)關(guān)潮濕，從而引起鎖斗系統(tǒng)跳車(chē)故障。
2)泄壓閥內(nèi)漏故障：氣化爐在運(yùn)行過(guò)程中一旦出
現(xiàn)泄壓閥內(nèi)漏故障時(shí)會(huì)造成氣化爐激冷室液位下降
以及鎖斗沖洗水罐液位上升，導(dǎo)致鎖斗溫度升高以及
泄壓管線振動(dòng)嚴(yán)重。
3 故障處理措施
3.1 燒嘴壓差低處理措施
通過(guò)分析研究決定對(duì)燒嘴噴頭進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，保
證外環(huán)氧通道、內(nèi)氧通道以及煤漿通等壓力，采用
CFD數(shù)值模擬計(jì)算最終確定燒嘴噴頭尺寸，將原煤漿
噴頭尺寸由原來(lái)的34mm縮小至28mm，并將其縮人
深度4.2mm減小至2.6mm；將外氧噴頭出口尺寸減
小至38mm，外環(huán)氧間隙增大至3.57mm。
3.2 燃燒環(huán)焊縫開(kāi)裂處理措施
3.2.1 優(yōu)化焊縫焊接工藝
由于燃燒環(huán)主體與燃?xì)猓諝馇粋?cè)板之間采用
角焊縫焊接工藝，該焊縫承載強(qiáng)度低，決定對(duì)其焊接
工藝進(jìn)行優(yōu)化采用對(duì)接焊縫工藝，并將焊縫位置右移
5~8mm，通過(guò)對(duì)接焊縫溫度、應(yīng)力進(jìn)行模擬分析發(fā)
現(xiàn)，相比角焊縫對(duì)接焊縫拉伸性能好，承載強(qiáng)度高，同
等條件下采用對(duì)接焊縫后焊縫應(yīng)力值減小至845MPa，
相比傳統(tǒng)角焊縫減小了28.7%，如圖2所示，焊縫工
藝優(yōu)化改進(jìn)后減小了焊縫處應(yīng)力值，以及降低燃燒環(huán)
拐角處內(nèi)壁應(yīng)力集中現(xiàn)象。
1263
1000 焊縫位置右移5mm
750 環(huán)角焊縫
500 1號(hào)焊縫位置
250
-79
0 2.5 5.0 7.5 10
真空度/Pa
2-1 改造前
892
800 環(huán)角焊縫
700
600 焊縫位置上移5mm
500 1號(hào)焊縫位置400
300
154
0 2.5 5.0 7.5 10
真空度/Pa
2-2 改造后
圖2 優(yōu)化改進(jìn)前后焊縫應(yīng)力分布曲線
3.2.2 燃燒環(huán)燃料氣孔堵塞處理措施
在正常工作狀態(tài)下燃燒環(huán)內(nèi)燃料氣孔以及一次
空氣孔全部為導(dǎo)通狀態(tài)，內(nèi)部火焰均勻，燃燒環(huán)熱受
力均勻，一旦燃燒環(huán)部分小孔堵塞后火焰不均，導(dǎo)致
燃燒環(huán)焊縫處受熱不均斷裂，為了避免燃料氣控堵塞
現(xiàn)象，決定對(duì)原燃料氣孔數(shù)量及直徑進(jìn)行改進(jìn)，原燃
燒環(huán)內(nèi)共計(jì)布置16組氣孔，每組3個(gè)，孔直徑為1.6mm，
優(yōu)化改進(jìn)后每組布置1個(gè)氣控，孔直徑擴(kuò)大至
2.76mm,共計(jì)布置16個(gè)氣孔。
3.3 氣化爐堵渣處理措施
1)氣化爐落渣口堵渣處理措施：對(duì)氣化爐運(yùn)行工
況進(jìn)行檢查，對(duì)波動(dòng)較大煤線采用手動(dòng)操作，從而保
證流量及閥位；對(duì)粉煤給料倉(cāng)正常壓力進(jìn)行調(diào)整，保
證給料倉(cāng)與氣化爐壓差控制允許范圍內(nèi)。
2)破渣機(jī)上部堵渣處理措施：出現(xiàn)堵渣停車(chē)后首
先將破渣機(jī)采用反轉(zhuǎn)空載啟動(dòng)方式，正常啟動(dòng)后在切
換至正轉(zhuǎn)并觀察油壓情況，若油壓過(guò)高反復(fù)進(jìn)行操作，
直至破渣機(jī)油壓控制在2.0MPa內(nèi)；對(duì)破渣機(jī)滑板閥
開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，板閥開(kāi)度控制在25%~30%，從而調(diào)整
破渣機(jī)相鄰動(dòng)靜齒間隙，從而達(dá)到破碎渣塊目的。
3)渣收集罐底錐堵渣處理措施：分別將渣鎖斗和
(ina)
（編輯：李俊慧
上接第201頁(yè)
China
編輯：王慧芳）
.204· 第38卷
機(jī)械管理開(kāi)發(fā)
jxglkfbjb@126.com
渣收集罐進(jìn)行隔離，對(duì)安裝在渣鎖斗上方的充壓管線
進(jìn)行充壓，充壓后保證鎖斗壓力達(dá)到4.5MPa，最后對(duì)
收集罐與渣鎖斗質(zhì)檢的連通閥壓差進(jìn)行檢查；同時(shí)可
通過(guò)對(duì)渣鎖斗進(jìn)行泄壓，泄壓后壓力控制在低于氣化
爐壓力在0.3~0.5MPa范圍內(nèi)。
3.4 鎖斗系統(tǒng)故障處理措施
1)程控閥定位器故障處理措施：當(dāng)程控閥定位器
出現(xiàn)故障無(wú)法顯示饋信號(hào)時(shí)，在不解除聯(lián)鎖前提下手
動(dòng)打開(kāi)鎖斗系統(tǒng)對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完成后通
過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)程控閥，運(yùn)行正常后將系統(tǒng)設(shè)置“自動(dòng)”運(yùn)
行模式。
2)程控閥內(nèi)漏故障處理措施：當(dāng)程控閥出現(xiàn)內(nèi)漏
后檢修人員對(duì)密封面位置進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，并多次充泄
壓進(jìn)行判斷內(nèi)漏故障是否處理；若仍出現(xiàn)內(nèi)漏時(shí)對(duì)小
口徑閥門(mén)和大口徑閥門(mén)依次進(jìn)行更換。
4結(jié)語(yǔ)
2022年上半年廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司甲醇生產(chǎn)
過(guò)程中氣化爐故障率占總設(shè)備故障率的80%，氣化爐
故障影響生產(chǎn)總時(shí)長(zhǎng)242h，設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)47.6萬(wàn)元，
通過(guò)對(duì)氣化爐常見(jiàn)故障進(jìn)行分析以及采取合理預(yù)防
措施后，2022年下半年氣化爐故障率達(dá)到了明顯控
制，氣化爐故障率降低至4%，占總事故率不足14%，
設(shè)備故障影響生產(chǎn)時(shí)間降低至37h，設(shè)備維修費(fèi)用減
少至3.24萬(wàn)元，有效保證了甲醇廠安全高效生產(chǎn)，取
得了顯著應(yīng)用成效。
參考文獻(xiàn)
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Methanol Plant Gasifier Common Faults and Treatment Measures
Yu Meiling
( Jinneng Holding Coal Group Guangfa Chemical Industry Co., Ltd., Datong Shanxi 037036,
Abstract: For the frequent failure of gasifier in the process of coal gasification operation of methanol plant, which seriously restricts the safe
and stable production of methanol plant, we focus on analysing the common types of failure and causes of gasifier, and put forward
reasonable and effective measures according to the actual situation, so as to further reduce the failure rate of gasifier, reduce the cost of
equipment maintenance and guarantee the production safety of methanol plant.
Key words: methanol plant; gasifier; failure analysis; treatment measures
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Failure Analysis and Treatment Measures of Baghouse Dust Collector in Activated
Carbon Plant
Zhao Yu
linneng Holding Coal Group Jinding Activated Carbon Shanxi Co., Ltd., Datong Shanxi 037001, Ch
Abstract: Based on the frequent failures of MC36- II type dust collector in Jinding Activated Carbon Plant, which resulted in poor dust
removal effect and high maintenance cost, the structure and working principle of baghouse dust collector were analysed through technical
research, and the main failures of the device were analysed during the process of use, and optimization and improvement were carried out
according to the current situation in terms of the process system, cloth material, blowing method and cage structure. Through the actual
application effect, after optimisation and improvement, the failure rate of MC36-II type dust collector in the plant is reduced from 17% to
4%, and the maintenance cost is reduced by 242,000 RMB, which improves the dust removal efficiency of the activated carbon plant and
achieves significant application results.
Key words: bag filter; failure rate; treatment measures

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