回用與試驗機械研究與應(yīng)用·工藝燒嘴的創(chuàng)新及在氣化爐水煤漿系統(tǒng)中的應(yīng)用劉有芳(德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械工程系,山東德州253034)摘要:針對目前水煤漿氣化燒嘴使用壽命較短,大多企業(yè)使用45天就要進行倒爐運行的問題,依托技術(shù)優(yōu)勢,通過對燒嘴冷卻水盤管與外噴嘴焊接易產(chǎn)生裂紋、外嗆嘴端面裂紋、中噴嘴易磨損進行技術(shù)改進,使燒嘴單次使用壽命比原來提高了3-4倍,對用戶節(jié)能增效具有重要的意義。關(guān)鍵詞:燒嘴;水煤漿;氣化爐;創(chuàng)新;節(jié)能中圖分類號:TH6文獻標識碼:B文章編號:1006-4414(2011)03-0085-02Innovation and application of burner in the gasifier coal-water slurry systemLiu You-fangMechanical department of dezhou professional technology college, Dezhou Shangdong 253014, China)Abstract: In the gasifier coal-water slurry system, aiming at the short life problem of burner, which has to empty coal out afterbeing operated only in 45 days in some domestic enterprises, relying on the technology advantage, through the technology im-provement for welding cracks, face crack and abrasion producing easily between extemal bumer and cooling water coil, thesingle service life of burmer is raised 3-4 times than before, it has the vital significance on energy saving and efficiency im-Key words: nburmer: coal-water slurry: gasifier; innovation; energy-saving1前言式,外流道和內(nèi)流道輸送高壓氧氣,中流道輸送高壓目前國內(nèi)水煤漿系統(tǒng)中采用的燒嘴,大多存在外水煤漿,中心氧與煤漿半預(yù)混后,再與外環(huán)氧外混合噴嘴易產(chǎn)生裂紋中噴嘴易磨損等問題,導(dǎo)致一般噴進行霧化燃燒氣化),如圖2所示。嘴的使用壽命只有45-60天,大多企業(yè)使用45天進行倒爐運行。我們依托北京航天技術(shù)裝備工程公司的技術(shù)優(yōu)勢對水煤漿氣化工藝燒嘴進行延長使用壽命創(chuàng)新,對工藝燒嘴使用中冷卻水盤管與外噴嘴焊接易產(chǎn)生裂紋、中噴嘴易磨損等問題進行了有效改進,在工業(yè)使用中取得可喜的效果,為煤化工企業(yè)深挖設(shè)備潛力、提高經(jīng)濟效益開辟了一條切實可行的途徑。圖2工藝燒嘴頭部圖3水煤漿工藝燒嘴創(chuàng)新2創(chuàng)新型工藝燒嘴的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖途徑示意圖工藝燒嘴是水煤漿加壓氣化工藝的心臟,是氣化工藝的關(guān)鍵設(shè)備,工藝燒嘴的性能直接影響氣化工藝工藝燒嘴通常在高溫高壓的苛刻條件下工作,在的產(chǎn)品品質(zhì),如圖1所示。1000℃以上的高溫爐膛內(nèi),燒嘴承受爐膛內(nèi)火焰和物料的沖刷,熱腐蝕和磨損是影響工藝燒嘴性能的主要原因2。氣化爐工藝燒嘴反應(yīng)物料為高壓氧氣和高壓水煤漿,冷卻水通過進出通路對燒嘴頭部進行冷卻,有效保證工藝燒嘴性能。根據(jù)工藝燒嘴頭部(三層噴嘴)容易受損的特點,為保證或延長工藝燒嘴的使用壽命,進行了如下創(chuàng)新措施:對三層噴嘴采用航天特種表面創(chuàng)新處理工圖1工藝燒嘴輪廓示意圖藝,降低工藝燒嘴頭部(三層噴嘴)的受損速率,提高產(chǎn)品質(zhì)量,研發(fā)了創(chuàng)新型長壽命工藝燒嘴。其突出特水煤漿氣化工藝燒嘴為三流式內(nèi)外混合霧化形點為:在保證氣化性能的前提下,大幅度提高了氣化收稿日期:2011-04-15畫用與試驗機械研究與應(yīng)用爐連續(xù)運行時間口。工藝燒嘴創(chuàng)新技術(shù)途徑如圖3范圍,清洗處理后第3次所示。并結(jié)合創(chuàng)新工作進行了多次燒嘴冷態(tài)模擬試上爐使用,到停爐時又使驗,如圖4所示。用53天,共計無維修運行146天,如圖7所示。4創(chuàng)新型工藝燒嘴節(jié)能經(jīng)濟效益預(yù)期創(chuàng)新型工藝燒嘴可圖7無維修使用146天圖4燒嘴冷態(tài)模擬試驗有效保證氣化爐實現(xiàn)90天以上的技術(shù)指標,并在操作經(jīng)驗豐富的用戶中有能力達到連續(xù)運行120天,使3使用效果用戶節(jié)能降耗,創(chuàng)造經(jīng)濟效益。3.1標志性成果1(1)氣化爐年運行費用大幅度降低以氣化爐山東華魯恒升改造的第1臺工藝燒嘴,外噴嘴端5開2備的用戶為例,常年運行5臺氣化爐,使用創(chuàng)面和中噴嘴內(nèi)腔應(yīng)用耐熱耐磨材料,選定比較合理地新型工藝燒嘴,停爐倒爐周期可由2個月左右延長到圖層厚度,運行46天停爐檢修,氣化性能穩(wěn)定,沒有4個月左右,每臺氣化爐停爐倒爐次數(shù)減少3次,企發(fā)現(xiàn)火焰對爐磚造成沖蝕,外噴嘴抗蝕效果明顯,外業(yè)每年可減少氣化爐運行費用(5×3×100)1500萬噴嘴端面完全沒有裂紋,中噴嘴內(nèi)腔磨損減緩,如圖元。目前國內(nèi)運行的水煤漿氣化爐在100臺以上,若5。山東華魯恒升改造的第2臺工藝燒嘴,外噴嘴端能全面應(yīng)用創(chuàng)新型工藝燒嘴,可節(jié)約運行費用超過面應(yīng)用耐熱耐磨涂層,中噴嘴內(nèi)腔應(yīng)用高性能耐磨材1.5億元,同時減少CO2排放,節(jié)能減排雙豐收。料(HT10801#)。使用92天后照片如圖6,外噴嘴(2)氣化爐檢修、備件費用也有所降低因原工抗裂性能好,中噴嘴抗磨效果明顯,經(jīng)過公司檢修,確藝燒嘴常規(guī)維修2~4次需要更換新噴嘴、盤管備件,定本臺燒嘴不需要維修,只作清洗,還可再用30天。而創(chuàng)新型工藝燒嘴維修次數(shù)減少將大大減少新噴嘴、盤管備件需要量,節(jié)約了燒嘴的維修及備件費用。5結(jié)論通過對工藝燒嘴進行創(chuàng)新改進,燒嘴的氣化性能得到改善,創(chuàng)新技術(shù)使燒嘴單次使用壽命比原來提高了3-~4倍,實現(xiàn)了新的技術(shù)突破,為廣大用戶節(jié)約成本、提高效益提供了技術(shù)保障,是一條切實可行的“挖潛增效”的運營途徑。圖5燒嘴使用46天后圖6燒嘴使用92天后參考文獻3.2標志性成果2上海焦化有限公司工藝燒嘴進行長壽命創(chuàng)新改1]李兵科,張克峰,汽化爐工藝燒嘴擴產(chǎn)改造小結(jié)[]全國煤氣造,使用58天后,外噴嘴沒有燒蝕裂紋,中噴嘴抗磨化技術(shù)通訊,2010(5):22-24效果明顯,該噴嘴沒有進行維修,清理后繼續(xù)使用,352]郭瑩,郁向民,李兵科.大型合成氨裝置二段爐燒嘴燃燒模擬與改進[].大氮肥,2010(3):217-218天后,該燒嘴鏡檢査測量中噴嘴內(nèi)徑,還在許可使用上接第84頁)5結(jié)語2]單巖,王蓓,王剛. Moldflow模具分析技術(shù)基礎(chǔ)[M].北以 Moldflow軟件為平臺,采用數(shù)值模擬與經(jīng)驗設(shè)京:清華大學(xué)出版社,2004計相結(jié)合的方法對汽車后保險杠成型規(guī)律進行了探[3]張冬,孫玲,辛勇基于CAE的全順汽車保險杠澆注系統(tǒng)優(yōu)化研究[].塑料,2009(2):106-108討和研究,有利于縮短模具的設(shè)計制造周期優(yōu)化模(41李要雯,盧軍Mnw在注塑模具CAE中的應(yīng)用[刀],工程具的結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù),減少試模次數(shù)降低開發(fā)成本塑料應(yīng)用,2009(9):80-82為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。[5]周大路,何柏林,黃薇. Moldflow在注塑模設(shè)計中的應(yīng)用[J]機械2005(8):26-27參考文獻:[6]朱昱. Moldflow軟件在汽車零件注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用[[1]黃虹,王海民, Moldflow在汽車保險杠澆口設(shè)計中的應(yīng)用[計算機應(yīng)用技術(shù),2009(9):40-42塑料,2009(6):15-18