2007年10月大租2007第30卷第5期Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry新型燒嘴的開發(fā)及在水煤漿氣化裝置中的應(yīng)用李波潘榮呂傳磊(山東兗礦魯南化肥廠,山東朦州,277527)摘要簡(jiǎn)述新型燒嘴在山東兗礦魯南化肥廠氣化裝置上的應(yīng)用情況及對(duì)新型燒嘴所作的研究,通過應(yīng)用情況分析證明新型燒嘴在運(yùn)行到120d后各項(xiàng)指標(biāo)正常,燒嘴處于良好狀態(tài),提出燒嘴維護(hù)和改進(jìn)的幾點(diǎn)設(shè)關(guān)鍵詞煤氣化新型燒嘴周期燒嘴是煤氣化技術(shù)的核心設(shè)備,燒嘴性能的噴頭處,改變氧氣管噴頭和煤漿管噴頭配合間隙,好壞、壽命的長(zhǎng)短直接影響到整個(gè)裝置的運(yùn)行質(zhì)使煤漿與氧氣混合形式由預(yù)混改變?yōu)轭A(yù)膜,從而量,裝置的大部分技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都與工藝燒嘴有減少煤漿對(duì)燒嘴的直接磨損,同時(shí)提高產(chǎn)量。關(guān)。兗礦魯南化肥廠水煤漿氣化裝置使用的燒嘴,此前最長(zhǎng)曾經(jīng)達(dá)到過101d2新型燒嘴的研究開發(fā)燒嘴到使用后期會(huì)出現(xiàn)煤漿噴頭磨損大,霧1995年,山東兗礦魯南化肥廠、水煤漿氣化化效果差,從而導(dǎo)致氣化反應(yīng)工況變差、碳轉(zhuǎn)化率及煤化工國(guó)家工程研究中心、華東理工大學(xué)共同降低,渣中含碳量升髙;燒嘴磨損后還會(huì)引起煤漿合作,硏制岀新型水煤漿氣化燒嘴,實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)偏流,氣化爐耐火磚沖刷磨蝕加劇而且不均勻,使新與工業(yè)應(yīng)用。新型燒嘴為內(nèi)旋式燒嘴和預(yù)膜式得耐火磚壽命降低。燒嘴,其中內(nèi)旋式燒嘴已獲國(guó)家發(fā)明專利。同年,燒嘴屬于周期性易損件,到了使用周期后需新型燒嘴在魯南化肥廠氣化裝置上進(jìn)行了工業(yè)試要停車更換,每次更換燒嘴停開車過程中會(huì)造成驗(yàn)考核,新型燒嘴各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)比 Texaco燒嘴節(jié)定量煤漿及其他原材物料的損失,因此延長(zhǎng)燒煤約2.6%,節(jié)氧2%~5%,碳轉(zhuǎn)化率提高約2%。嘴使用壽命是提高氣化爐運(yùn)行周期、增加效益的經(jīng)原化工部科技司主持的專家鑒定認(rèn)為:填補(bǔ)國(guó)有效途徑之內(nèi)空白,形成了中國(guó)水煤漿氣化技術(shù)特色,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該項(xiàng)目獲1998年上海市科技進(jìn)步1提高燒嘴壽命的途徑等獎(jiǎng)。燒嘴是將煤漿和氧氣混合的設(shè)備,在燒嘴的山東兗礦魯南化肥廠在多年生產(chǎn)實(shí)踐中堅(jiān)持端部煤漿和氧氣的混合物以較高的速度離開燒嘴科技攻關(guān),與華東理工大學(xué)合作圓滿完成了“九頭部,冋時(shí)會(huì)對(duì)燒嘴頭部產(chǎn)生磨損,磨損程度決定五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目《氣化爐關(guān)鍵部件的研了燒嘴的使用壽命,要想延長(zhǎng)其使用壽命,必須從究與開發(fā)》。以華東理工大學(xué)為技術(shù)依托單位,研減輕煤漿對(duì)噴頭的磨損或在煤漿噴頭處使用耐磨究開發(fā)岀新型水煤漿氣化燒嘴,該燒嘴在兗礦魯材料著手解決。為最大限度地減輕氣化過程中對(duì)南化肥廠氣化爐的工業(yè)應(yīng)用表明,使用壽命達(dá)燒嘴噴頭的磨損,一般燒嘴頭部均選用高強(qiáng)度耐磨材料制作,也有將燒嘴中煤漿和氧氣混合形式由預(yù)混改為預(yù)膜。當(dāng)燒嘴結(jié)構(gòu)形式定型后,選用YHE中國(guó)煤化工CNMHG東濟(jì)寧市人技師專業(yè)。現(xiàn)為山東兗碳化鎢、硬質(zhì)合金,如UMC50和 Haynesslt88等高礦魯南化肥廠氣化分廠廠長(zhǎng)助理,從事氣化爐技術(shù)管理工作。聯(lián)強(qiáng)度耐磨材料,可以延長(zhǎng)燒嘴使用壽命。在燒嘴系電話:∞63-2863659大瓦2007年第30卷150d以上,實(shí)現(xiàn)了歷史性突破。肥廠B爐上使用,至200年1月13日更換退出,累計(jì)運(yùn)行15ld(3625.25h),期間開停車5次(4次3新型燒嘴在氣化裝置上的應(yīng)用連投),燒嘴在使用期間自身未發(fā)生異常。運(yùn)行時(shí)新型燒嘴于2006年8月29日在兗礦魯南化間見表1。表1新型燒嘴運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)投料次數(shù)投料時(shí)間停車時(shí)間停車原因運(yùn)行時(shí)間/h累計(jì)運(yùn)行時(shí)間h200608-29T13:ll12儀表故障50.02508.022006103lTl:29儀表故障2006-l1-10T12:I7200701-12T17:4l電網(wǎng)掉電1517402007-01-13T07:5600701-13T9:II儀表故障3271.852007-0l-13T22:20200701-27T14:31計(jì)劃停車使用情況分析低了0.03MPa,說明了煤漿噴頭沒有出現(xiàn)較為嚴(yán)新型燒嘴在運(yùn)行到120d后,從各項(xiàng)工藝指標(biāo)重的磨損;與前60d比,產(chǎn)量沒有出現(xiàn)明顯降低看,燒嘴沒有出現(xiàn)以往燒嘴使用后期經(jīng)常岀現(xiàn)的噸氨耗煤沒有升高,說明燒嘴的霧化效果仍然保產(chǎn)氣量、渣口壓差降低,比氧耗升高,渣中可燃物持著良好的狀態(tài)。表2是新型燒嘴在兗礦魯南化升高等現(xiàn)象。在120d后,氣化爐渣口壓差僅僅降肥廠B氣化爐上運(yùn)行期間的數(shù)據(jù)對(duì)比。表2新型燒嘴不同運(yùn)行階段的數(shù)據(jù)對(duì)比運(yùn)行時(shí)合成氣體積含量,%渣口壓比氧耗(O2/有效氣)氨日產(chǎn)噸氬耗渣可燃差/MPa/m3·(10003)-4量/t煤/kg物86~9036.1282120.030417,87696.8135029.225從表2可看出,新型燒嘴運(yùn)行的各個(gè)階段,運(yùn)之一,為此對(duì)新型燒嘴運(yùn)行150d經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分行數(shù)據(jù)穩(wěn)定,特別在運(yùn)行120d后,氣化爐仍然保析。持較高的產(chǎn)氣量,消耗并未因燒嘴使用周期的延1)減少停開車次數(shù)及減少燒嘴的用量和修長(zhǎng)而升高。理。一般工藝燒嘴運(yùn)行50d(1200h)以后會(huì)逐漸出現(xiàn)磨損加劇燒嘴霧化效果變差、氣化爐產(chǎn)氣量5對(duì)耐火磚的影響降低、碳轉(zhuǎn)化率降低等一系列癥狀,因此從經(jīng)濟(jì)運(yùn)根據(jù)氣化爐的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),一般認(rèn)為到了運(yùn)行行的角度考慮,大多數(shù)廠家都把燒嘴使用壽命定后期,燒嘴煤漿噴頭磨損比較嚴(yán)重,煤漿產(chǎn)生偏為50-60d,到了這一周期后就將其換下修復(fù),氣流,對(duì)氣化爐筒體局部耐火磚會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷?；癄t使用新燒嘴繼續(xù)運(yùn)行可以較好地解決以上問B爐停車后,檢査發(fā)現(xiàn)使用該燒嘴對(duì)氣化爐筒體題磚的沖刷得到了很好的改善,僅對(duì)渣口磚的沖刷如果按照單臺(tái)氣化爐年累計(jì)運(yùn)行800h計(jì)較普通燒嘴略為明顯,實(shí)際測(cè)得的耐火磚數(shù)據(jù)經(jīng)算,那么每年就需6臺(tái)燒嘴,如果使用新型燒嘴,過計(jì)算得出結(jié)果如表3所示。每臺(tái)氣化爐每年只需用2臺(tái)燒嘴,可以少使用4褰3使用新型燒嘴前后耐火磚的蝕損率比較mh臺(tái)燒嘴,單臺(tái)氣化爐減少停開車4次,燒嘴的維修筒體磚蝕損率渣口磚蝕損率相應(yīng)減少4次,而且可以節(jié)約燒嘴的維修費(fèi)用。使用普通燒嘴0.01842)減少系統(tǒng)停開車期間的原材料損失。燒使用新型燒嘴0.01680.020嘴到了使用后期,不得不停車更換。一般每次更換燒嘴從停車到開車所需時(shí)間約為6h,期間氣化6運(yùn)行150d經(jīng)濟(jì)效益分析爐是中國(guó)煤化工失6h以上的產(chǎn)由于燒嘴在工藝流程所處位置的特殊性及在量1CNMH@是不合格合成經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的重要性,其運(yùn)行質(zhì)量歷來被用戶看氣放空時(shí)間;在氣化爐停車開車期間,其他系統(tǒng)重,使用新型燒嘴時(shí)效益是必須考慮的重要內(nèi)容的設(shè)備都處于運(yùn)行狀態(tài),期間將會(huì)損失大量的電第5期李波等.新型燒嘴的開發(fā)及在水煤漿氣化裝置中的應(yīng)用357能;其他工藝物料和原材料也會(huì)產(chǎn)生一定的損失。的可能性。3)延長(zhǎng)耐火磚的使用壽命。原燒嘴經(jīng)過長(zhǎng)5)避免頻繁的開停車,最大限度地減少燒嘴周期運(yùn)行頭部磨損加劇,煤漿產(chǎn)生偏流,對(duì)局部氣在高溫爐膛內(nèi)受熱輻射的時(shí)間化爐耐火磚產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷,使得這一部位的耐6)燒嘴的壽命也與干法進(jìn)料和濕法進(jìn)料有火磚變薄,壽命縮短,而其他部位的耐火磚仍可繼關(guān),有待于進(jìn)一步探討。續(xù)使用,要想更換被嚴(yán)重沖刷的耐火磚,就必須更為了實(shí)現(xiàn)裝置的長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定運(yùn)行,正確換氣化爐全部耐火磚;使用新型燒嘴后,噴頭處不解決水煤漿氣化燒嘴在運(yùn)行中所出現(xiàn)的問題,需會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損,煤漿不會(huì)偏流,煤漿對(duì)耐火磚的要從工藝、設(shè)備等方面著手。沖刷是均勻的,而且蝕損率降低,耐火磚的壽命得a)應(yīng)提高燒嘴的維修質(zhì)量,外管頭部及盤管到延長(zhǎng)。材質(zhì)的選擇要適當(dāng),在裝配中精度要達(dá)到要求,這燒嘴壽命的延長(zhǎng),將大大降低氣化爐開停車樣才能減少燒嘴在運(yùn)行中出現(xiàn)質(zhì)量問題,從而減次數(shù),減少耐火磚的熱振,也能很好地起到延長(zhǎng)耐少對(duì)運(yùn)行效果的影響火磚使用壽命的效果。b)在工藝運(yùn)行上盡量完善工藝條件,優(yōu)化操4)系統(tǒng)停開車次數(shù)多還有可能增加安全運(yùn)作,在實(shí)施效果上給燒嘴的檢修及改良提供可靠行風(fēng)險(xiǎn)。的依據(jù)7燒嘴維護(hù)和改進(jìn)的幾點(diǎn)設(shè)想8結(jié)束語1)燒嘴使用企業(yè)要進(jìn)行廣泛的交流來探討新型燒嘴自2006年8月29日投運(yùn),連續(xù)運(yùn)燒嘴使用壽命短的原因。行362525h(151d),期間合成氣成分、渣中可燃2)現(xiàn)用燒嘴材料需要保護(hù),以避免硫化作用物、產(chǎn)量、消耗等各項(xiàng)主要指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo),和高溫下的腐蝕作用;釆用整體材料制作噴頭以霧化效果穩(wěn)定周期大于普通燒嘴,使用壽命比普避免燒嘴盤管、燒嘴頭焊縫的裂變。通燒嘴提高1倍。新型燒嘴的成功應(yīng)用,延長(zhǎng)了3)開發(fā)新的燒嘴材料,降低制造費(fèi)用。在現(xiàn)氣化爐的運(yùn)行周期,節(jié)約了大量的費(fèi)用。新型燒有的技術(shù)條件下,僅靠耐磨材料來解決燒嘴的磨嘴的成功開發(fā)與應(yīng)用,是煤氣化技術(shù)創(chuàng)新的又損問題,不是提高燒嘴使用壽命的最佳途徑,在提個(gè)重大成就,同時(shí)也是我國(guó)煤化工行業(yè)引進(jìn)吸收高耐磨材料質(zhì)量的同時(shí),還應(yīng)改善燒嘴結(jié)構(gòu)減輕與自主開發(fā)相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新重大突破。充分利燒嘴噴頭的磨損。用現(xiàn)有條件,繼續(xù)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),不斷加大科技投4)開發(fā)各種孔口形狀的燒嘴和能調(diào)節(jié)負(fù)荷、人,進(jìn)一步開展技術(shù)攻關(guān),使水煤漿氣化工藝燒嘴能適應(yīng)多種原料的燒嘴,尋求建立燒嘴測(cè)試裝置的使用壽命有更大幅度的提高。EVELOPMENT AND APPLICATION OF NEW BURNER INCOAL-WATER SLURRY GASIFICATION PLANTLi Bo, Pan Rong and Li chuanleiShandong Yanhuang Lunan Chemical Fertilizer Factory, Tengzhou, 277527)Abstract Briefly presents the application of a new burmer in the gasification plant of ShandongYankuang Lunan Chemical Fertilizer Factory and studies on the new burmer. It is proven by the application that each index of the new burner is normal after its 120 days operation and that the burner isin good condition. Several ideas are proposed for the maintenance and improvement of the bunerKeywords: coal gasification, new burmer, period中國(guó)煤化工CNMHG