基于多喷嘴气化炉控制系统可靠性改进研究

摘要多喷嘴气化炉控制系统可靠性以及改进问题进行研究分析，通过对控制系统不断改进从而提高其使用性能，保证气化炉控制系统的可靠性。

关键词气化炉；控制系统；可靠性；问题

1 多喷嘴气化炉控制操作

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[1]。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%