國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)：從“開起來”到“優(yōu)起來”

　　工藝指標(biāo)合格率保持在99%以上，一級(jí)聯(lián)鎖投用率連續(xù)3年100%，二級(jí)聯(lián)鎖及自控投用率超過98%，裝置整體運(yùn)行負(fù)荷提升至105%以上，氣化爐連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行周期保持在200天以上，從設(shè)計(jì)的24開4備降至23開5備，主燒嘴向火冷卻水端面運(yùn)行周期達(dá)2至5年，燃燒室自試車至今8年未出現(xiàn)燒損情況……通過“神寧爐”自投產(chǎn)以來的運(yùn)行情況，一斑窺豹，透視出寧煤人以問題為導(dǎo)向持續(xù)優(yōu)化升級(jí)，提升運(yùn)行效率，優(yōu)化工藝指標(biāo)，在“神寧爐”自主創(chuàng)新的高地之上再攀高峰的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

　　“神寧爐”是國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣化技術(shù)，在日投煤3000噸級(jí)單噴嘴干煤粉加壓氣化技術(shù)領(lǐng)域填補(bǔ)了國(guó)際空白，獲國(guó)家發(fā)明專利金獎(jiǎng)。因碳轉(zhuǎn)化率高、煤種適應(yīng)性廣、關(guān)鍵核心設(shè)備(氣化爐、燒嘴)運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，深受市場(chǎng)認(rèn)可，被國(guó)家能源局定為煤炭安全綠色開發(fā)清潔高效利用重點(diǎn)推廣技術(shù)，不僅暢銷全國(guó)，還走出國(guó)門、遠(yuǎn)銷美國(guó)，為中國(guó)制造走向中國(guó)創(chuàng)造樹立了典范。

　　一項(xiàng)被逼出來的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)攻關(guān)

　　立足我國(guó)“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦，寧夏煤業(yè)胸懷“國(guó)之大者”，依托優(yōu)質(zhì)的煤炭資源，率先探索建成世界最大的400萬噸/年煤炭間接液化示范項(xiàng)目。而大型煤氣化技術(shù)就是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的龍頭技術(shù)，是煤制油化工產(chǎn)業(yè)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”。

　　自上世紀(jì)70年代以來，大型煤氣化技術(shù)一直被外國(guó)壟斷。煤制油項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初擬采用國(guó)外技術(shù)，但在審查時(shí)發(fā)現(xiàn)工藝方面存在諸多“水土不服”的問題，修改需要高昂的費(fèi)用。

　　“只有將技術(shù)掌握在自己手里，才能不受制于人。”寧煤人在經(jīng)過“卡脖子”之苦后，開啟了自主研發(fā)氣化爐的攻堅(jiān)之路。

　　“神寧爐”創(chuàng)新工作室成員們?cè)跉饣b置現(xiàn)場(chǎng)搭起簡(jiǎn)易床，開始了夜以繼日的技術(shù)研發(fā)攻關(guān)。經(jīng)過反復(fù)模擬推算，重點(diǎn)實(shí)施了關(guān)鍵核心設(shè)備結(jié)構(gòu)開發(fā)、工藝參數(shù)模擬計(jì)算、工藝技術(shù)流程優(yōu)化和聯(lián)鎖控制程序開發(fā)，帶壓點(diǎn)火中試試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)高效仿真模擬計(jì)算等，最終實(shí)現(xiàn)“神寧爐”的成功開發(fā)，并在煤制油項(xiàng)目一次性建設(shè)28臺(tái)“神寧爐”，徹底從根本上解決了西門子氣化爐點(diǎn)不著火、掛不上渣、除不盡灰、投不進(jìn)煤、碳轉(zhuǎn)化率低、燒嘴壽命短等制約裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的重點(diǎn)問題。

　　首臺(tái)“神寧爐”于2016年10月投料成功，在日投煤3000噸級(jí)單噴嘴干煤粉加壓氣化技術(shù)領(lǐng)域填補(bǔ)了國(guó)際空白，為劣質(zhì)煤清潔利用提供了新的途徑，使國(guó)外氣化爐在我國(guó)市場(chǎng)失去了競(jìng)爭(zhēng)力，徹底改變了我國(guó)大型煤化工技術(shù)長(zhǎng)期受制于人的局面。

　　一條一以貫之的持續(xù)優(yōu)化之路

　　從實(shí)驗(yàn)室里的“創(chuàng)新之苗”成長(zhǎng)為產(chǎn)業(yè)中的“參天大樹”，過程之艱辛可想而知。

　　由于裝置規(guī)模大，管網(wǎng)復(fù)雜，加之專業(yè)技術(shù)人員不足，熟練操作人員更少，氣化裝置試車之初，也存在著跳車頻繁，磨損、堵塞嚴(yán)重等問題，給安全穩(wěn)定生產(chǎn)造成了困擾。

　　“最難的時(shí)候，28臺(tái)爐有一半在維修，裝置跑冒滴漏嚴(yán)重。”回憶起那段“至暗時(shí)刻”，氣化一廠二車間主任國(guó)金華記憶猶新。

　　但不氣餒、不懈怠的寧煤人，以問題為導(dǎo)向，探尋癥結(jié)所在。針對(duì)激冷水流量易波動(dòng)的問題，技術(shù)人員歷時(shí)1年多時(shí)間，先后嘗試了3個(gè)版本的技術(shù)改造，最終有效避免了氣化爐因工藝氣竄入激冷水系統(tǒng)造成的激冷水量波動(dòng)跳車問題，使氣化爐A類滿負(fù)荷運(yùn)行突破200天。

　　每一項(xiàng)技改，都是對(duì)“卡脖子”堵點(diǎn)的突圍。黑水裝置中壓閃蒸系統(tǒng)運(yùn)行介質(zhì)壓力高、流速快、含固量高，造成緩沖件沖蝕嚴(yán)重。針對(duì)此問題，以全國(guó)煤炭行業(yè)技能大師為領(lǐng)軍的工作室團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不懈的技術(shù)攻關(guān)，不僅降低了磨損泄漏風(fēng)險(xiǎn)，減少了氣化爐非停次數(shù)，還大幅降低了維修費(fèi)用。

　　執(zhí)著攻堅(jiān)，終于迸發(fā)智慧火花：通過下渣口、激冷環(huán)、下降管三大件的改造和裝置停車大修，滿足了23臺(tái)爐運(yùn)行、3臺(tái)檢修2臺(tái)備用的計(jì)劃性檢修預(yù)想，實(shí)現(xiàn)了裝置從“開起來”到“穩(wěn)起來”，再到“優(yōu)起來”的蛻變，使磨煤機(jī)運(yùn)行周期由6000小時(shí)提高至8000小時(shí)，氣化爐運(yùn)行周期由150天提高到230天，為裝置安全、穩(wěn)定、清潔運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　為持續(xù)擦亮“神寧爐”品牌，寧夏煤業(yè)公司不僅在技術(shù)上創(chuàng)新，還在技術(shù)研發(fā)、推廣及應(yīng)用體系上創(chuàng)新。2017年，由寧夏煤業(yè)公司發(fā)起，5家企業(yè)聯(lián)合組建神耀科技公司，與煤制油分公司一道在“神寧爐”技術(shù)升級(jí)優(yōu)化上深耕，開展百余次專題技術(shù)交流，完成多項(xiàng)技術(shù)改造，先后解決了無高熱值燃料氣化爐無法開車問題，避免了氣化爐因工藝氣竄入激冷水系統(tǒng)造成的激冷水量波動(dòng)跳車問題。同時(shí)，通過摻燒生物質(zhì)粉等，將“神寧爐”優(yōu)化升級(jí)，提升到綠色甲醇、綠色航油等新的領(lǐng)域。

　　一次向新向智向綠的不懈探索

　　只有堅(jiān)持科技創(chuàng)新，才能讓企業(yè)始終走在行業(yè)前沿，“神寧爐”研發(fā)團(tuán)隊(duì)從未停止創(chuàng)新的腳步。針對(duì)節(jié)能、節(jié)水難點(diǎn)環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝和模型，反復(fù)核算數(shù)據(jù)、方案，經(jīng)過6年時(shí)間攻堅(jiān)克難，解決了上百個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了“神寧爐”氣化技術(shù)由一代到二代過渡，研發(fā)出高效、節(jié)能、節(jié)水的新型干煤粉廢鍋流程氣化技術(shù)“神寧爐II”，綜合能效較同等規(guī)模激冷流程干煤粉氣化技術(shù)提高6%以上，實(shí)現(xiàn)節(jié)煤減排目的。

　　質(zhì)變，由量變而來。2023年，“神寧爐”應(yīng)用取得了巨大成功，連續(xù)運(yùn)行天數(shù)提升到200天以上，工藝指標(biāo)合格率達(dá)99%以上，自控投用率達(dá)99%以上，實(shí)現(xiàn)了裝置安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。自主研發(fā)的2000噸級(jí)“神寧爐Ⅱ”干煤粉半廢鍋技術(shù)，在延安能源化工(集團(tuán))子長(zhǎng)化工公司100萬噸/年洗中煤多聯(lián)產(chǎn)循環(huán)綜合利用示范項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。

　　“神寧爐”研發(fā)團(tuán)隊(duì)還瞄準(zhǔn)煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展方向持續(xù)創(chuàng)新探索。針對(duì)煤氣化裝置產(chǎn)生的濾餅量大、濾餅含水率高(高達(dá)50%以上)、處理成本高、帶來嚴(yán)重環(huán)境污染以及無法有效實(shí)施二次處理等問題，深入持續(xù)開展氣化固廢相關(guān)技術(shù)攻關(guān)與創(chuàng)新，研發(fā)出專有“氣化固廢資源化利用及低熱值焚燒技術(shù)”，將煤氣化生產(chǎn)過程中的氣化細(xì)渣含水率從55%降至28%，并實(shí)現(xiàn)氣化細(xì)渣自穩(wěn)定燃燒，產(chǎn)生高壓綠色蒸汽，生成白灰實(shí)現(xiàn)二氧化碳耦合等高附加值利用和氣化固廢減量化、資源化、無害化利用。

　　自2022年以來，該技術(shù)先后在浙江石油化工公司、陜西渭河重化工公司、安徽碳鑫科技公司等企業(yè)成功推廣應(yīng)用21臺(tái)套，已取得良好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益，渭化三期通過細(xì)渣在循環(huán)流化床鍋爐摻燒，每天可節(jié)約精煤6萬余噸，預(yù)計(jì)每年增效2700萬元，可在一年內(nèi)收回投資成本。

　　以創(chuàng)新突破，用實(shí)力發(fā)聲，“神寧爐”的品牌越擦越亮，躋身干煤粉氣化技術(shù)國(guó)際一流水平，不僅暢銷全國(guó)，還走出國(guó)門遠(yuǎn)銷美國(guó)，為中國(guó)制造走向中國(guó)創(chuàng)造樹立了典范。

　　寧煤人的技術(shù)創(chuàng)新腳步從未停歇，技術(shù)人員正聚力研發(fā)，使“神寧爐”煤種適應(yīng)更廣泛、生產(chǎn)效率更高，努力將“神寧爐”升級(jí)為“國(guó)寧爐”，為國(guó)家能源集團(tuán)煤化工、煤制油事業(yè)發(fā)展提供更加有力的技術(shù)支撐。(李小紅、許祎敏)