“國之重器”晉華爐為劣質(zhì)煤潔凈化找到新路徑

　　2018年度中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎的評選中，山西陽煤集團(tuán)聯(lián)合清華大學(xué)山西清潔能源研究院等科研機(jī)構(gòu)共同完成的“水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐”備受專家青睞，摘得特等獎。

　　“水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐”可能會讓很多人覺得生僻，但如果提到它另一個名字——晉華爐，就不陌生了。從2001年開始，陽煤集團(tuán)晉華爐從1.0、2.0發(fā)展到如今大規(guī)模市場化的3.0，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)更新，也完成了從研發(fā)、示范到推廣的“三級跳”。目前，晉華爐4.0正在緊鑼密鼓地研制中。

　　“一路走紅”為哪般

　　自問世以來，晉華爐就受到行業(yè)關(guān)注和市場垂青，被譽(yù)為“國之重器”，拿獎拿到“手軟”。晉華爐3.0投運(yùn)以來，吸引了300多家企業(yè)的關(guān)注。記者了解到，晉華爐帶動陽煤化工機(jī)械公司其他非標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)值超過20億元。

　　目前，晉華爐已簽約62臺（套），簽約氣化爐產(chǎn)值超12億元，預(yù)計(jì)每年能為使用企業(yè)創(chuàng)造效益10億元以上。同時(shí)，晉華爐也加快了“走出去”步伐。陽煤集團(tuán)與加拿大、韓國、德國、南非等國家洽談了合作事宜。

　　一個爐子怎么就成了“網(wǎng)紅”？

　　眾所周知，煤氣化在現(xiàn)代煤化工發(fā)展中占有重要地位，其技術(shù)水平對于煤化工項(xiàng)目的節(jié)能、環(huán)保、效益等有重要影響?，F(xiàn)代煤化工必須以潔凈煤氣化為前提，而煤氣化技術(shù)的核心就是氣化爐。

　　多年來，由于技術(shù)落后，國內(nèi)許多化工企業(yè)不得不花巨資引進(jìn)國外的氣化技術(shù)和裝置。不過，進(jìn)口設(shè)備常常“水土不服”，對于目前儲量巨大的高灰、高硫、高灰熔點(diǎn)的“三高”劣質(zhì)煤的氣化更是“束手無策”。公開資料顯示，僅山西省2800多億噸的煤炭儲量中，“三高”劣質(zhì)煤就占1/3。

　　晉華爐的技術(shù)突破讓這一問題迎刃而解。晉華爐讓煤炭清潔高效利用實(shí)現(xiàn)了重要突破，并且有著兩個全球第一：一是將“水煤漿+膜式壁+輻射式蒸汽發(fā)生器”進(jìn)行組合，并成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；二是將原氣化爐通過改造直接升級為更高效、可靠的聯(lián)產(chǎn)爐，開創(chuàng)了新型煤氣化技術(shù)改造的先河。

　　陽煤化工機(jī)械公司董事長李廣民介紹，晉華爐代表了行業(yè)技術(shù)的世界高度。該技術(shù)既有水煤漿氣化爐穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)，又有水冷壁氣化爐煤種適應(yīng)性好的優(yōu)勢，尤其適用于“三高”煤的氣化，經(jīng)濟(jì)和社會效益明顯。一臺爐子每年可節(jié)約煤炭成本3000多萬元，為劣質(zhì)煤清潔利用找到了新路徑。

　　中國工程院院士、熱能工程專家岳光溪評價(jià)該技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為全國“三高煤”綜合利用、氣化煤實(shí)現(xiàn)本地化提供了新手段。

　　“三生三世”升級換代

　　任何一項(xiàng)新技術(shù)都不會生而完美，總是在不斷改進(jìn)中完善。晉華爐同樣歷經(jīng)了“三生三世”般的升級換代。

　　2001年，陽煤集團(tuán)和岳光溪團(tuán)隊(duì)開始合作開發(fā)氣化爐。2006年，第一代晉華爐面世。它采用水煤漿耐火磚氣化技術(shù)，解決了粉煤氣化難題，渣中含碳量明顯降低，且投資比傳統(tǒng)水煤漿氣化爐降低20%。

　　運(yùn)行1年后，晉華爐1.0的短板逐步顯現(xiàn)：單爐可用率低，煤種適應(yīng)性差；采用耐火磚結(jié)構(gòu)，運(yùn)行周期短，維護(hù)時(shí)間長且成本高。技術(shù)人員回憶，一臺爐子更換耐火磚需要200多萬元，檢修費(fèi)也需要100多萬元，而且停爐、烘爐又得兩個月，經(jīng)濟(jì)損失較大。

　　發(fā)現(xiàn)問題，就要解決問題。2007年，技術(shù)團(tuán)隊(duì)開始晉華爐2.0的研發(fā)。2011年8月，采用水煤漿水冷壁氣化技術(shù)的第二代晉華爐投用。

　　該技術(shù)以水冷壁代替耐火磚，成功解決了點(diǎn)火，火焰穩(wěn)定和效率，水冷壁和殼體之間的溫度控制，防腐蝕等技術(shù)難題，為氣化爐運(yùn)行節(jié)約了投資及維護(hù)費(fèi)用，解決了高灰熔點(diǎn)煤氣化難題，讓氣化爐的煤種適應(yīng)性更好。

　　如何充分利用余熱，使?fàn)t子更加節(jié)能高效？2015年，陽煤集團(tuán)與清華大學(xué)、清華大學(xué)山西清潔能源研究院組成新型產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)盟，依托2015年度山西省科技重大專項(xiàng)“氣化爐高溫合成氣熱量回收技術(shù)研究及工程示范”，開始研發(fā)晉華爐3.0，優(yōu)化氣化爐的功能。

　　2016年4月，采用“水煤漿+水冷壁+輻射式蒸汽發(fā)生器”技術(shù)的第三代晉華爐一次點(diǎn)火、投料、并氣成功，解決了高灰熔點(diǎn)煤氣化能耗高的難題，提高了能源轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)為全國“三高”煤綜合利用、氣化煤實(shí)現(xiàn)本地化提供了路徑。

　　李廣民告訴記者：“改造后的氣化爐投煤量增加了50%；燃燒室爐內(nèi)操作溫度由1400攝氏度提高至1600攝氏度以上，煤種適應(yīng)性更好；一爐變兩爐，不僅能夠生產(chǎn)合成氣，每小時(shí)還可以生產(chǎn)約40噸、5.4兆帕的高溫高壓蒸汽，用于熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電，每年可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益3200萬元以上。”

　　為加快晉華爐系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、大型化、成套化、信息化、智能化開發(fā)，2018年，晉華爐4.0項(xiàng)目研發(fā)已正式啟動，有望研發(fā)出國際領(lǐng)先超大規(guī)模水煤漿氣化成套技術(shù)，率先實(shí)現(xiàn)供合成氣、蒸汽、發(fā)電、供熱等聯(lián)產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。（記者 任志青）

　　轉(zhuǎn)自：中國煤炭報(bào)

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