引言

粉煤气化技术作为现代煤化工、IGCC（整体煤气化联合循环）等能源化工领域的核心支撑技术，凭借其原料适应性广、转化效率高、环保性好等优势，已成为煤炭清洁高效利用的主流方向。在粉煤气化装置运行过程中，气化炉底部会持续产生大量高温熔融渣（温度可达1400-1600℃），若不能及时、高效地排出并冷却处理，将导致炉底积渣、设备腐蚀甚至装置非计划停机，严重影响系统长周期稳定运行。

1 除渣系统介绍

煤气化装置是中安联合煤化有限责任公司煤制170万吨/年甲醇及转化烯烃项目中的龙头装置，采用中石化自主知识产权的“SE-东方炉”粉煤加压气化技术，于2019年7月建成投产。气化装置的主要任务是将原料煤制成合格煤粉，送入气化炉与空分装置送来的氧气进行反应生产粗合成气，并经初步洗涤处理送往下游装置。主要包括磨煤及干燥、煤粉输送、气化与洗涤、灰水处理、除渣系统及公用工程等单元，年操作时间8000小时进行设计。

1.1 除渣系统工艺流程

气化炉底部的灰渣进入渣放料罐，在此过程中，灰水通过循环灰水泵循环回到气化炉底部，以松动气化炉底部堆积的灰渣，保证灰渣能够顺畅地排入渣放料罐。渣放料罐收渣结束后，通过关闭其入口阀门与气化炉隔离，并置循环灰水泵于小循环状态。一旦渣放料罐被隔离，渣放料罐通过泄压管线泄至常压。泄压之后先打开冲洗水槽至渣放料罐的切断阀，再打开渣放料罐底部的两个切断阀，冲洗水槽的新鲜水将渣放料罐的渣水冲卸进捞渣机的渣池。排渣结束后，关闭渣放料罐底部的两个切断阀，打开泄压阀，达设定时间后关闭，通过热水泵来水给渣放料罐充压后，打开与气化炉连接的两个切断阀，灰水循环泵恢复大循环操作（此循环周期为35min，集渣阶段33min，排渣阶段2min）。灰渣通过链式捞渣机及送渣皮带送至渣仓，渣皮带输送机共设2台，为7台捞渣机共用。渣皮带输送机将灰渣送渣仓。捞渣机渣池中含细微颗粒的黑水通过渣池泵澄清槽中，渣池泵采用变频型式。在气化装置的东北侧设置事故渣池，为气化装置7台捞渣机公用。该事故渣池主要用于在捞渣机故障时，为不影响气化装置的稳定运行而对捞渣机进行检修，渣放料罐排出的炉渣经共用事故排放管线直接排至事故渣池。

1.2 捞渣机作用概述及主要结构

气化炉捞渣机是用于气化锅炉下的一种机械排渣设备，炉渣通过排渣管道落入捞渣机的水槽中，炉渣通过捞渣机刮板排出时仅含有少量水分，炉渣排入落渣口，再通过落渣口下的换向阀切换将炉渣排入皮带机中将炉渣运走。气化炉捞渣机主要由机体总成、刮板链条总成、导轮总成、托轮总成，链轮主轴总成，尾轮总成，驱动装置，液压张紧装置总成，粗渣口及电气系统等组成。

机体总成是由厚度为T16的16Mn钢板焊接而成，机体侧面有人孔门，顶部设有视孔盖，内部设有防坠平台，维修方便。机体斜升段底部铺有玄武岩铸石板，机体水平段底部铺有厚度为25mm材质为NM400耐磨钢板。刮板链条是捞渣机的主要工作部件，也是易损件。刮板采用三角形结构用耐磨材料焊接而成，两端为叉形结构与圆环链连接，链条为高强度圆环链，安装时要求左右两侧对应的链条长度相同，以防止链条跑偏，出现掉链、卡链现象。各导轮均制作成组件，用螺栓与机体进行连接，更换方便、迅速。导轮的主要作用是刮板链条沿着机体进行有规律的运行。链轮主轴总成用滚筒轴支承，两端装有滚动轴承，为了便于维修更换，链轮分为两半，在发生损坏时，可以方便地拆下来进行检修。尾轮总成由尾轮、轴、轴承和轴承座等组成。驱动装置是由行星减速机带动链轮，再经过链条进行驱动的。在捞渣机上设有液压张紧装置，用液压缸作为驱动力调节链条的松紧，保持张力恒定及时吸收捞渣机拖动链条磨损后的增长量。当张紧装置到达最大行程后还松，这时就应该把张紧装置液压缸退到最小行程，对圆环链进行截链，截链后用圆环链接头将圆环链接上，方可运行。要定时检查液压站油箱的油位。本张紧装置为手动操作，操作方便、可靠。为防止液压缸失灵，本装置设有丝杆锁定装置。搅拌器由轴，叶轮，减速机，支座等组成。

2 捞渣机使用中存在的问题及原因

2.1 捞渣机生产能力不足

捞渣机的满负荷生产能力，正常情况下，可以满足工艺要求，而实际运行中，由于煤种及混配煤变更，导致实际灰分偏离且超出设计煤种的灰分较多，使捞渣机经常处于高负荷状态，造成设备损坏。

2.2 捞渣机故障切出工艺流程设计问题

当捞渣机出现故障时，为了不因为捞渣机故障而停气化炉，需将捞渣机切出在线检修。原设计工艺流程为图1、图2，通过实践发现，7个系列共用的事故管线及事故渣池由于受到平面布局的限制，导致1#捞渣机排至事故渣池管线流程长达100m，其他系列依次递减10m。工艺流程切至事故流程后，排渣过程中，由于管线长，动力不足，极易导致共用排渣管线堵塞，从而导致气化炉被迫停炉。

3 捞渣机技术改造的措施及效果

3.1 增大捞渣机生产能力

原捞渣机设计的生产能力为单台气化炉满负荷运行的1.5倍，现通过增加捞渣机刮板的数量、调整捞渣机链条的转速等技术改造，提升了捞渣机的生产能力，现单台捞渣机的满负荷生产能力可满足两台气化炉产生的炉渣。

3.2 增加各系列捞渣机之间互备

3.2.11、2系列捞渣机互备示意图释义

当1系列捞渣机运行，2系列捞渣机备用的情况下，1系列捞渣机故障，通过跨线的切换，可将1#锁斗渣水切至2#捞渣机运行，从而切出1系列捞渣机，实现可在线长时间检修。

当2系列捞渣机运行，1系列捞渣机备用的情况下，2系列捞渣机故障，通过跨线的切换，可将2#锁斗渣水切至1#捞渣机运行，从而切出2系列捞渣机，实现可在线长时间检修。

当1、2系列捞渣機均运行，1系列捞渣机故障，将2系列捞渣机运行负荷提至满负荷运行，由于技术改造现单台捞渣機满负荷生产能力可满足2台气化炉炉渣的运行，通过跨线的切换，可将1#锁斗渣水切至2#捞渣机运行，在2#捞渣機接收1#、2#渣水运行期间，将1#锁斗与2#锁斗排放渣水的时间间隔15min。从而切出1系列捞渣機，实现可在线长时间检修。

当1、2系列捞渣機均运行，2系列捞渣機故障，将1系列捞渣機运行负荷提至满负荷运行，通过跨线的切换，可将2#锁斗渣水切至1#捞渣機运行，在1#捞渣機接收1#、2#渣水运行期间，将1#锁斗与2#锁斗排放渣水的时间间隔15min。从而切出2系列捞渣機，实现可在线长时间检修。

图4为3、4系列捞渣機互备示意图与上述备用方式一致。

3.2.25、6、7系列捞渣机互备示意图释义

当5、6、7系列捞渣機其中一个运行，或5、6系列捞渣機同时运行，或5、7系列捞渣機同时运行时，捞渣機的互备方式与图3、图4的方式一致。

当6、7系列捞渣機同时运行，5系列捞渣機的情况下，6、7系列捞渣機其中单台捞渣機故障，捞渣機的互备方式与图3、图4的方式一致。6、7系列捞渣機同时故障，通过跨线的切换，可将6#锁斗渣水切至5#捞渣機运行，从而切出6系列捞渣機，实现可在线长时间检修；7#锁斗渣水通过原设计工艺流程切至事故渣池，从而切出7系列捞渣機检修。

当5、6、7系列捞渣機同时运行，捞渣機的互备方式与上述一致。

3.3 捞渣机技术改造后的效果

通过优化捞渣机生产能力后，故障率下降45％，运行的质量显著提升。即使捞渣機出现故障的情况下，通过改造的捞渣機之间互备的工艺流程的使用，大大减少了操作人员的劳动负荷以及共用事故管线堵塞的风险。在捞渣机整体改造后从未出现过因捞渣機故障，导致气化炉被迫停炉的情况发生。

4结语

通过对煤气化装置捞渣機存在生产能力不足，运行过程中捞渣機故障切出工艺流程设计不合理问题进行了分析，并根据生产实际对捞渣机存在的问题提出了切实可行的对策。通过增加捞渣机刮板的数量、调整捞渣机链条的转速进行技改，增大捞渣機生产能力，根据原捞渣机共用事故管线受到平面布局的限制，通过排渣管线工艺流程的改变等措施，达到了减少捞渣机故障且实现故障后将捞渣机安全可靠的切出，实现在线长时间检修，保证气化炉运行，从而提高经济效益的目的。

参考文献：

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