半廢鍋航天爐刷新氣流床氣化技術(shù)連續(xù)運行世界紀錄
文章來源：中國化工報 更新時間：2025-09-12 14:45:00
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我國半廢鍋煤氣化裝置運行誕生一項新的世界紀錄。截至9月11日，航天長征化學(xué)工程股份有限公司自主研發(fā)的2000噸級半廢鍋航天粉煤加壓氣化裝置(下稱“半廢鍋航天爐”)，在安徽昊源化工集團五期項目氣化裝置應(yīng)用的A級連續(xù)運行時間已滿2年，突破氣流床氣化技術(shù)連續(xù)運行世界紀錄。截至發(fā)稿時，該裝置仍在滿負荷連續(xù)穩(wěn)定運行中。
據(jù)昊源集團有關(guān)負責(zé)人介紹，該公司年產(chǎn)30萬噸合成氨、40萬噸尿素聯(lián)產(chǎn)20萬噸己內(nèi)酰胺搬遷改造項目采用了4.0兆帕氣化壓力、2000噸級半廢鍋航天爐，這是昊源集團采用的第七臺航天爐。該氣化裝置于2023年9月12日一次點火開車成功，次日產(chǎn)出合格的合成氨產(chǎn)品。自投產(chǎn)以來，該氣化爐實現(xiàn)了連續(xù)不間斷的安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、高效率運行，而且蒸汽產(chǎn)量不衰減。半廢鍋航天爐的高效持續(xù)穩(wěn)定運行，使液氨綜合能耗達1130千克標煤/噸，極大提升了產(chǎn)品市場競爭力；每年還可回收高品位熱能折標煤5萬噸，減排二氧化碳13萬噸，有效推動煤炭清潔、高效、低碳利用，為昊源集團帶來了顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。
據(jù)介紹，在氣化裝置開車后，昊源集團不斷拓寬氣化原料煤的指標范圍，將氣化原料煤范圍拓展至20余種。其中煤質(zhì)灰熔點最低1140℃，最高超1350℃，灰分含量在8%～14%波動，氣化爐始終穩(wěn)定運行，刷新了此前航天爐A級連續(xù)運行489天的紀錄。
中國氮肥工業(yè)協(xié)會理事長顧宗勤考察現(xiàn)場后表示，氣化爐廢鍋的蒸汽衰減問題是一項行業(yè)難題。半廢鍋航天爐在昊源項目實現(xiàn)了2年的安全穩(wěn)定運行，且蒸汽產(chǎn)量不衰減，堪稱里程碑式的重要進展，對我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大。
航天工程公司負責(zé)人表示，為持續(xù)推動粉煤氣化技術(shù)進步，公司平均每年研發(fā)投入強度超5%。針對蒸汽衰減行業(yè)難題，公司創(chuàng)造性開發(fā)了熔渣冷幕墻技術(shù)和振打清灰技術(shù)，并首次采用了全新的灰渣水處理工藝流程，形成了一系列原創(chuàng)技術(shù)成果。目前半廢鍋航天爐技術(shù)已獲授權(quán)專利13件，其中發(fā)明專利4件。
據(jù)了解，半廢鍋流程氣化技術(shù)是國家鼓勵支持的煤氣化領(lǐng)域核心技術(shù)，《高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級實施指南(2022版)》明確提出，應(yīng)加快大型先進煤氣化技術(shù)和半廢鍋流程氣化技術(shù)的普及推廣，有序推動產(chǎn)業(yè)改造升級。 (記者 危麗瓊)
破紀錄背后的創(chuàng)新與堅守——記昊源集團半廢鍋航天爐穩(wěn)運兩年
9月11日，從安徽昊源化工集團傳來令人振奮的消息，該公司年產(chǎn)30萬噸合成氨、40萬噸尿素聯(lián)產(chǎn)20萬噸己內(nèi)酰胺搬遷改造項目的核心設(shè)備——2000噸級半輻射廢鍋型航天爐，已實現(xiàn)連續(xù)A級穩(wěn)運兩年，創(chuàng)下了同類型氣化裝置原始開車后連續(xù)運行的新紀錄。該項目的核心設(shè)備采用航天長征工程化學(xué)股份有限公司4.0兆帕粉煤加壓氣化技術(shù)配置輻射段廢鍋工藝。成就這一紀錄的背后，既是技術(shù)創(chuàng)新的突破，也是“績效增長”管理智慧的體現(xiàn)。
攻堅克難 突破技術(shù)瓶頸
中國氮肥工業(yè)協(xié)會理事長顧宗勤指出，氣化爐廢鍋的蒸汽衰減問題是一項行業(yè)難題。
航天工程公司負責(zé)人表示，作為粉煤氣化技術(shù)創(chuàng)新策源地，他們持續(xù)推動粉煤氣化技術(shù)的進步，平均每年研發(fā)投入強度超5%。針對蒸汽衰減這一行業(yè)難題，該公司創(chuàng)造性開發(fā)了熔渣冷幕墻技術(shù)和振打清灰技術(shù)，并首次采用了全新的灰渣水處理工藝流程，形成了一系列原創(chuàng)技術(shù)成果。該氣化裝置以煙煤為原料，以純氧為氣化劑，采用單燒嘴頂置、干煤粉氣流床氣化、“輻射廢鍋+氣液同出+新型旋洗塔”流程，變黑水循環(huán)為灰水循環(huán)，徹底改變多年固有工藝流程，有效降低系統(tǒng)阻力，達到了“濁水變清”的效果，大幅提高了系統(tǒng)運行的可靠性。
據(jù)介紹，該項目解決了兩大技術(shù)難題：一是解決了困擾行業(yè)多年的廢鍋蒸汽衰減難題；二是通過流程再造，解決了氣化爐液位穩(wěn)定和水質(zhì)穩(wěn)定問題，保障了氣化裝置連續(xù)穩(wěn)定運行。
在解決這兩大行業(yè)難題的同時，航天工程公司形成了一系列原創(chuàng)技術(shù)成果，獲得授權(quán)專利13項，其中發(fā)明專利4項。該項目于2024年4月通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定，被認定為“國內(nèi)首套自主研發(fā)的干煤粉加壓氣化輻射型半廢鍋技術(shù)”，創(chuàng)新性突出，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。
高效穩(wěn)定 向卓越管理要效益
技術(shù)突破及應(yīng)用實踐落地，是一場“雙向奔赴”。自投入運行以來，2000噸級半廢鍋航天爐始終維持著穩(wěn)定運行狀態(tài)。這得益于昊源集團秉持的“沒有安全一切歸零”的安全理念以及“控制過程才能控制結(jié)果”的生產(chǎn)理念，通過持續(xù)開展精細化管理工作，實現(xiàn)了對氣化裝置操作的精細化處理以及對工藝數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，構(gòu)建了全方位的風(fēng)險防控體系，及時排查并解決潛在的運行風(fēng)險，從而確保裝置達成“安穩(wěn)長滿優(yōu)”的運行目標。
正因如此，兩年來，這臺航天爐展現(xiàn)出驚人的穩(wěn)定性和高效能。操作壓力穩(wěn)定在4.0兆帕，有效氣量達到13萬標準立方米/小時，副產(chǎn)高壓飽和蒸汽長期穩(wěn)定在45噸/小時且無衰減。更令人矚目的是其環(huán)保指標：比煤耗低至556kg/kNm³(CO+H?)，比氧耗僅為304Nm³/kNm³(CO+H?)，航天爐的高效運轉(zhuǎn)大幅降低了產(chǎn)品消耗。昊源集團2025年上半年組織開展了數(shù)輪以節(jié)能降耗為目標的“績效增長”活動，使得噸液氨綜合能耗控制在1130千克標煤，極大地提升了產(chǎn)品的市場競爭力，創(chuàng)造了可觀的利潤。
此外，半廢鍋航天爐通過廢鍋回收合成氣在高溫區(qū)的顯熱，產(chǎn)出高品位蒸汽，廢鍋段創(chuàng)新性地設(shè)置振打器，在解決輻射廢鍋蒸汽衰減難題的同時，實現(xiàn)了能量高效穩(wěn)定的梯級利用。經(jīng)廢鍋高效換熱后的合成氣經(jīng)激冷水激冷，也減少了渣水系統(tǒng)循環(huán)水的熱量損失。這對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱量進行了有效回收利用，極大地提升了能源利用效率。據(jù)統(tǒng)計，該裝置每年可回收高品位熱能折合標煤5萬噸，減排二氧化碳13萬噸，為實現(xiàn)煤炭清潔、高效、低碳利用提供了成功范例。
示范引領(lǐng) 推動產(chǎn)業(yè)升級
據(jù)了解，國家發(fā)展改革委、工信部等發(fā)布的《高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級實施指南(2022版)》明確提出，加快大型先進煤氣化技術(shù)和半廢鍋流程氣化技術(shù)的普及推廣，有序推動產(chǎn)業(yè)改造升級。
兩年來，面對原料煤質(zhì)波動(可使用20余種不同煤質(zhì))和復(fù)雜的工況變化，昊源集團的半廢鍋航天爐裝置始終保持穩(wěn)定運行，系統(tǒng)灰水水質(zhì)穩(wěn)定，未出現(xiàn)因結(jié)垢導(dǎo)致的流量下降問題，真正實現(xiàn)了“安穩(wěn)長滿優(yōu)”的運行目標。
昊源集團航天爐的成功運行，為半廢鍋氣化技術(shù)在煤化工領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供了寶貴的實踐范例。這一技術(shù)的推廣對煤化工行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級以及碳排放降低具有深遠意義。
半廢鍋型航天爐流程氣化技術(shù)正逐漸成為煤化工領(lǐng)域，尤其是烴類、合成氨及甲醇合成等產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。目前，高壓化大型化半廢鍋航天煤氣化技術(shù)已應(yīng)用到11個工程項目，合計47臺氣化爐，為現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)節(jié)能降碳改造升級提供了堅實的技術(shù)保障，也為保障國家能源安全做出了積極貢獻。
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