1、气化三班气化三班 李奇峰李奇峰 气化炉激冷室底部的激冷水和洗涤塔塔底的合成气 洗涤水通过黑水管线进入闪蒸系统 ， 逐级通过高压闪蒸 罐、低压闪蒸罐、真空闪蒸罐 。
高温黑水通过闪蒸降温 后 ， 浓缩黑水中的灰渣 ， 闪蒸后的黑水被送到沉降槽, 闪蒸汽凝液送入除氧器和灰水槽 。
灰渣在沉降槽中絮凝 沉降 ， 澄清的灰水通过沉降槽的溢流口进入灰水槽 。
灰 水槽的灰水通过灰水泵 ， 一路送往脱氧槽 ， 与新鲜水、 变换冷凝液混合 ， 然后由高压灰水泵送往洗涤塔去洗涤 合成气 ， 后经激冷水泵送入激冷环；一路送往锁斗冲洗 水储槽作为锁斗冲洗水；一路去固体循环槽做棒磨机的 研磨水 。
水系统周而复始 ， 循环使用 。
黑水：字面理解看起来为黑色的水 ， 是从 。

2、气化炉、 洗涤塔底部排出 ， 固含量较高的水 。
灰水：字面理解看起来为灰色的水 ， 是经闪蒸和沉 降处理除去渣的水 。
一般以闪蒸为分界线 ， 闪蒸系统内为黑水 ， 闪蒸之 后为灰水 。
现象：一、在气化B系列运行期间 ， 从气化炉激冷 室至高闪管路流量降低 ， 即使开大角阀开度 ， 流 量依旧较低 ， 说明管路有堵塞现象 。
二、在检修期间 ， 发现气化炉（洗涤塔）黑水角 阀、文丘里洗涤器、高压闪蒸罐、高闪蒸汽冷凝 器等部位结垢和片垢较多 。
由此引发的问题： 一、黑水管路为什么会堵？ 二、结垢的原理是什么？ 三、结垢的影响因素有哪些？ 四、结垢还会出现在哪些地方？ 五、如何应对水系统结垢的问题？ 黑水管线堵塞的两大原因： 一、黑水析 。

3、出CaCO3和MgCO3 ， 结垢后脱落堵塞管 线 。
黑水系统中的灰垢会在运行过程中慢慢累积在 管壁上 ， 一般冲洗不下来 。
在气化炉投料后黑水 排放过程中 ， 管道温度升高 ， 但垢片和管道膨胀 系数不一 ， 造成垢片脱落 。
脱落的垢片在管道弯 头、阀门处聚集 ， 最终造成黑水管道堵塞 。
二、黑水中悬浮的灰渣和残碳发生局部沉降引起堵 塞 。
水煤浆燃烧过后的灰渣和未反应的残碳细微颗 粒会在黑水系统中形成悬浮物 。
当操作系统发生 变化或黑水流量减少时 ， 悬浮物会加速沉积并造 成管道、角阀或激冷环的堵塞 。
黑水中一些离子结合后会形成在水中不溶、难 溶和微溶的物质 ， 这些物质都很容易积累成为水 垢 ，即盐类垢 ， 通常为碳酸钙和碳酸镁 。
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4、这种垢 的形成一般会经历成核长大的过程 ， 先是少量垢 核心在管道表面成形、附着 ， 然后更多的其它成 垢化合物在这些核心周围聚集 ， 成为更大的垢团 。
随着水流的冲刷 ， 一部分垢被冲掉 ， 但其它的垢 继续生成 ， 最终可能阻塞管道 。
当温度高于60 时 ， 会出现明显的结垢趋势 ， 温度越高 ， 结垢的 趋势越严重 。
水的流速也会明显地影响结垢的趋势 。
水的流 动越缓和 ， 成垢核心生长的环境越稳定 ， 随着管 道输送介质流速的降低 ， 水垢出现的概率逐渐提 高 ， 流速和流向的突然改变也会使结垢加剧 。
结垢严重的管路结垢严重的管路 水煤浆是德士古气化炉的原料 ， 但也是水系统 结垢的根源 。
原料中的大量钙镁元素和新鲜水加 入的少量钙镁元素 ， 以Ca 。

5、2+和Mg2+形式存在黑水 中 。
煤气中的CO2会溶于黑水形成CO32- 和HCO3- ，在较高温度下会生成MgCO3和CaCO3 的沉淀并积 累成垢 。
此外 ， 黑水系统还会在酸性环境下发生 少量硅酸盐结垢（以硅酸钙和硅酸镁为主） 。
水结垢涉及的反应方程： CO2+H2O=H+HCO3 2HCO3 =CO32+CO2+H2O Ca(HCO3) 2=CaCO3+CO2+H2O Mg(HCO3) 2=MgCO3+CO2+H2O Ca2+ + SiO32=CaSiO3(酸性 ) Mg2+SiO32=MgSiO3(酸性 ) 一、温度对结垢的影响 温度对结垢的影响主要是改变易结垢盐类的溶 解度 。
大多数垢盐随温 。

6、度的升高而降低 。
二、水中硬度的影响 。
硬度越高 ， 钙镁离子含量就 越高 ， 其结垢效果就越明显 。
三、流速对结垢的影响 。
污垢增长率随着流体速度 增大而减小 。
虽然流速增大可以增加污垢沉积率, 但流速增大所引起的剥蚀率的增大更为显著 ， 因 而造成总的增长率减小 。
流速降低时 ， 介质中携 带的盐垢和灰分、残碳沉积概率增大 ， 管道结垢 的概率也明显加大 ， 特别是在结构突变的部位 （如弯管、角阀处） 。
四、 pH值对结垢的影响 。
提高溶液的pH值 ， 碳酸 盐将迅速结晶 ，污垢形成的诱导期缩短 ， 促进污 垢的生长 。
降低pH值有助于减缓碳酸盐结垢 ， 但 pH值太低 ， 会加大系统酸性腐蚀。
而过高的pH 值会加重水系统碱性结垢 。
介质p 。

7、H值的确定 ， 需 要同时考虑这两方面的问题来选择合适值 ， 一般 范围为6.58.0（理论值） 。
水系统的正常运行直接关系着煤气化系统的运 行状况 。
当煤气化系统出现问题 ， 会影响水系统 的正常运行 。
反之 ， 水系统结垢也会严重影响煤 气化系统的正常运行 。
水系统结垢部位主要有气 化炉激冷环、气化炉（洗涤塔）黑水管线、文丘 里洗涤器、洗涤塔塔盘、高压闪蒸罐、高闪蒸汽 冷凝器等 。
气化装置不同部位结垢的分析 一、气化炉激冷环结垢 。
洗涤塔底部灰水进入激 冷水管线 ， 经激冷水泵送往激冷水过滤器 ， 大粒 径的灰渣被激冷水过滤器截留 ， 粒径小于过滤器 过滤网孔径的细渣、细灰进入激冷环 ， 通过激冷 环环管上的出水孔把冷却水均匀地 。

8、分布到下降管 的内壁上 ， 之后激冷水沿下降管内壁进入激冷室 。
激冷环垢样的主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3 等 。
这是由于粒径小于过滤网孔径的细渣、细灰 进入激冷环 ， 在高温高压下细灰、细渣在激冷环 和激冷水管线沉积而形成结垢 。
二、文丘里洗涤器结垢 。
文丘里洗涤器是对合成气 进行洗涤的设备 ， 有收缩管、喉管和扩大管3部分 。
含灰尘的气体进入收缩管 ， 流速沿管逐渐增大； 来自洗涤塔的灰水由喉管处喷入 ， 被高速气流撞 击而雾化 ， 气体中的尘粒与液滴接触而被润湿； 气体进入扩大管后 ， 流速逐渐减小 ， 尘粒互相粘 合 ， 使颗粒增大而易除去 。
文丘里洗涤器处垢样的主要成分是Al2O3、 SiO2、Fe2O3 、C 。

9、aO等 。
Al2O3、SiO2、 Fe2O3 等主要为被合成气带出气化炉的灰渣沉积而成 。
喷入喉管处的液体为从洗涤塔底部经过文丘里泵 加压送入的灰水 ， 高硬度的灰水与合成气接触 ，反应生成钙镁垢 。
如果出气化炉的合成气含 水量 增加， 即合成气带水严重时 ， 由水带来的Ca2+、 Mg2+及可溶性SiO2就会增加 ， 此处CaCO3或 MgSiO3结垢沉积的程度就会加大 。
三、洗涤塔塔盘结垢 。
洗涤塔洗涤水由3股水组成： 一股是由变换工段来的变换冷凝液 ， 由塔顶进入； 一股是从合成气夹带水汽的凝液；一股是从除氧 器来的灰水 ， 与高压闪蒸气换热后送入洗涤塔塔 釜 。
洗涤塔塔板结垢一般是从下而上逐渐加重 ， 表 现为 。

10、洗涤塔塔阻力升高 ， 洗涤塔合成气带灰带水 。
洗涤塔垢样的主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3 、 CaO等 ， 这主要是因为随着运行时间加长 ， 来自 合成气所夹带的灰渣在塔板处集聚 ， 阻力逐渐增 大 。
四、闪蒸罐结垢 。
闪蒸罐处垢样的主要成分为MgO、 Al2O3 、 SiO2 、 Fe2O3等 。
闪蒸系统是水系统一个重要的组成部分 ， 主要 作用是回收热量和浓缩黑水 。
气化炉和洗涤塔排 出的黑水由节流减压阀依次进入高压闪蒸罐、中 压闪蒸罐和真空闪蒸罐 。
高压闪蒸罐处的黑水本 身悬浮物含量就高 ， 黑水压力迅速降低 ， 固体颗 粒及不溶性盐类吸附在设备内壁上 ， 慢慢形成较 厚的垢层 。
闪蒸系统罐内和管道内壁结有大量垢。

11、层 ， 极易脱落堆积在罐的底部 ， 堵塞罐的黑水出 口和卡住角阀 。
一、加强设备管理 ， 提高操作水平 。
重视对黑水角阀的维护与检修 ， 避免因角阀故 障造成管线和阀门渣垢累积、堵塞 。
对于开工投 用黑水系统有压力要求的装置 ， 要严控好切入时 间 ， 避免较长时间未打通黑水线路造成角阀和管 道因灰渣累积而堵塞 。
激冷室和洗涤塔去高闪的黑水管线常易堵塞 ，操作人员应对此处加强监测 ， 可以从流量、压力、 角阀开度、下游温度和液位等方面判断管线堵塞 程度 。
当发现有堵塞情况时应及时处理 ， 可以打 开角阀前高压冷凝液进行两端冲洗 ， 或是间断开 大减小角阀开度利用黑水脉冲来对管线阀门冲洗 ，或是全开角阀利用较大流量来冲通管道及阀门 。
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12、有些厂方规定操作人员每两小时动作一次角阀， 通过改变管道内流体的流量和压力 ， 起到疏通 流道减缓堵塞的作用 。
定期进行过滤器切换 ， 防止灰渣在过滤器长时 间积聚 ， 避免堵塞或流通不畅 。
二、合理布置黑水管路 ， 尽量减少弯管以及死角 。
在易堵塞部位添加冲洗水接头 ， 方便管道检修和 疏通 。
三、加强停工后对管道清洗除垢 。
管道除垢常用的除垢方法大致分为三类, 化学 除垢、高压水喷射除垢和机械除垢 。
化学除垢是根据垢层的化学成分 ， 选用合适的 酸类化学剂进行溶解除垢 。
高压水喷射除垢是利 用柱塞泵产生的高压水经过特殊喷嘴喷向垢层 。
机械除垢采用强力清管器对垢层进行物理清除 ，如刷轮清管器 。
九江石化除垢采用的是高压 。

13、水喷 射除垢法 。
四、选择灰分较低的煤种 ， 灰渣量的减少有助于缓 解灰渣积聚堵塞 。
严格控制煤质 ， 选择低灰熔点、低灰分原料煤 （ 原料煤灰分要求控制在812 ） 。
煤的灰 熔点高 ， 导致气化炉提温操作 ， 造成激冷水系统 温度升高 ， 钙镁盐大量析出 ， 加速系统结垢堵塞 ；灰分含量高 ， 也相应造成激冷水系统灰渣颗粒 含量增加 ， 容易产生灰渣积聚堵塞 。
五、维持气化系统工艺操作稳定 ， 减少开停工次数 ，避免工艺参数大幅度波动 。
当气化系统发生波动时 ， 可能引起灰水管道内 温度和流量改变 ， 增强结垢效果；也可能造成出 激冷室合成气带水带灰 ， 引起文丘里洗涤器、洗 涤塔塔盘结垢 ， 以及引起洗涤塔水质变差 。
六、加强对系统水质监测 。

14、 ， 及时调控改善水质 。
九江水质控制工艺卡片： 分析内 容 总溶解 固体 NH3-HCl-Ca2+COD固体悬 浮物 PH 控制指 标mg/l2000267 100 220- 250300 1007-9 指标控制说明： 水溶解固物浓度的高低直接影响水系统的结垢效 果 。
水溶液的电导率和溶解固体量浓度成正比 ，而且固体量浓度越高 ， 电导率越大 。
可以通过测 水的电导率来反映溶解固体浓度 。
Cl-浓度高 ， 在高温高压环境中会对设备(特别是不 锈钢)将产生较强的应力腐蚀 。
pH、 Ca2+浓度 ， 跟水结垢的程度有直接的关系 ，是检测和控制的主要对象 。
水中固悬物浓度高 ， 由于固悬物对阻垢分散剂的 吸附 ， 会增加药剂 。

【德士古|德士古气化炉水系统结垢问题以及对策(李奇峰)】15、的消耗 ， 诱发灰水中碳酸钙等 垢片的结晶 ， 增加固悬物在管道、设备中的沉积 率 。
化学需氧量COD（Chemical Oxygen Demand） 是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物 质的量 。
它是下游污水处理单元一项重要参数 ，反映所需处理有机物污染物的量 。
氨氮（NH3-N）以游离氨（NH3）或铵盐（NH4- ）形式存在于水中 ， 它的含量决定了下游水处理 单元物生物除污的工作环境 。
当氨氮含量过高时， 超过了硝化细菌的耐受程度 ， 抑制硝化反应使 硝化速率降低 ， 最终导致出水氨氮变高 。
调控方法： （1）合理添加絮凝剂和分散阻垢剂 絮凝作用是使微小的胶体颗粒和悬浮物颗粒 在胶体物质或者电解质的作用 。

16、下 ， 中和颗粒表面 电荷 ， 降低或消除颗粒之间的排斥力 ， 使颗粒结 合在一起 ， 体积不断变大 ， 当颗粒聚集使体积达 到一定程度时（粒径大约为0.01cm时） ， 便从水 中分离出来 ， 有利于沉降 。
聚丙烯酰胺高分子聚合物 ， 在高温、高硬度灰 水系统中 ， 均具有良好的絮凝效果 ， 通过电絮凝 、架桥及吸附作用 ， 它能快速使黑水系统悬浮物 沉降 ， 确保渣水迅速澄清 ， 减少后续灰水处理压 力 ， 保证设备安全运行 。
絮凝剂一般加入位置为沉降装置之前 。
九江石 化为沉降槽入口管线 ， 而我厂加在兰美兰装置入 口处 。
阻垢剂是指具有能分散水中的难溶性无机盐、 阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结 垢功能 ， 并维持金属设备有良好的传热效果的一 类药剂 。
阻垢剂一般加在循环使用的灰水进系统的各个 泵入口处 。
九江石化加在沉降槽溢流口和除氧器 底部 。
而我厂加在 兰美兰溢流管线、抽出器洗涤 塔底泵入口、环流洗涤塔底泵入口和脱气缓冲罐 底泵的入口 。
（2）根据水质及时补充新鲜水进行置换 系统内的灰水一般在循环使用 ， 但随着运行 时间的推移 ， 灰水品质会逐渐恶化 ， 变现为pH ，Cl-、Ca2+浓度数值上升 。
恶化的灰水会加强结垢 和对管路的腐蚀 。
为了保持灰水系统的水质 ， 应 适量外排并加新鲜水进行置换 ， 以保障气化系统 长时间平稳运行 。
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稿源：(未知)

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标题：德士古|德士古气化炉水系统结垢问题以及对策(李奇峰)