工業(yè)技術(shù)03年第28期科技創(chuàng)新與應(yīng)用GE水煤漿氣化技術(shù)工藝燒嘴的探討周子勝(東華工程科技股份有限公司,安徽合肥230000摘要:為了在開車投料期間更好更迅速的工芑燒嘴,保證氣化的投料成功以及平穩(wěn)運(yùn)行。文章對(duì)工藝燒嘴的管口方位的設(shè)置以及與工藝燒嘴所連接管道的設(shè)計(jì)中需要注意的地方做出了探討和闡述關(guān)鍵詞:氣化;工藝燒嘴;工藝1前言我國(guó)是一個(gè)“富煤、貧油、少氣”的國(guó)家,這樣的能源特點(diǎn)決定了我國(guó)需要充分利用煤炭資源優(yōu)勢(shì),大力發(fā)展現(xiàn)在煤化工。而煤氣化裝置是整個(gè)煤化工企業(yè)的一個(gè)核心裝置。目前我國(guó)已投產(chǎn)和在建的氣化爐多達(dá)近200臺(tái),而其中主要使用的德士古水煤漿加壓氣化技水煤漿加壓氣化裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行對(duì)企業(yè)有著重要的意義,但是由于工藝燒嘴的使用壽命多在100天作用,最好的運(yùn)行周期也僅僅只有140天。因此在生產(chǎn)過程中不可避免的要頻繁更換燒嘴因此燒嘴的更換速度特別對(duì)于企業(yè)的長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行有重要的意本文以某采用GE水煤漿加壓氣化技術(shù)的60萬噸/年甲醇項(xiàng)目圖2工藝燒嘴簡(jiǎn)圖的為例,說明如何設(shè)置燒嘴管口方位以及周圍管道布置以滿足快速均無法連接。特別是工藝燒嘴所接的煤漿和外環(huán)氧管道法蘭等級(jí)均更換燒嘴的需要為∞o0B,管徑均在DN100以上,即使現(xiàn)場(chǎng)能強(qiáng)行安裝,也會(huì)對(duì)燒嘴2工藝燒嘴更換原理管口造成損壞,還可能出現(xiàn)法蘭處泄露的情況。因此在設(shè)計(jì)時(shí),需要在氣化爐開車投料之前需要用預(yù)熱燒嘴替換工藝燒嘴對(duì)氣化根據(jù)氣化爐的支撐髙度計(jì)算出工藝燒嘴安裝后的管口熱膨脹值。在爐進(jìn)行升溫。當(dāng)氣化爐內(nèi)溫度達(dá)到10001200℃后,需要對(duì)氣化爐燒設(shè)計(jì)管道時(shí),提前將與工藝燒嘴連接管道的標(biāo)高設(shè)計(jì)成熱態(tài)安裝的嘴進(jìn)行更換,首先將預(yù)熱燒嘴卸下用其中設(shè)備吊出氣化爐頂部,其標(biāo)高。而且初始安裝時(shí),上述管道與工藝燒嘴之間不先連接次用起重設(shè)備將工藝燒嘴吊裝入氣化爐頂部后與氣化爐頂部法當(dāng)氣化爐停爐時(shí),此時(shí)由于工藝燒嘴已經(jīng)與氣化爐用螺栓連安裝,然后待工藝燒嘴安裝完畢后開始連接相應(yīng)的氧氣、煤漿和燒接。因此當(dāng)氣化爐由工作溫度降至室溫,其爐壁溫度也由240-20℃嘴冷卻水管道。在更換燒嘴的過程中,由于氣化爐爐溫溫降非?？?下降至室溫時(shí),氣化爐整體帶動(dòng)工藝燒嘴以及其所連接管道會(huì)有豎因此更換燒嘴時(shí)間的必須盡量的短,如果氣化爐爐溫將至1000以直向下約40-50m的位移。為了保護(hù)工藝燒嘴管口不泄露,需要在下,則需要重新用預(yù)熱燒嘴對(duì)氣化爐經(jīng)行升溫與工藝燒嘴所連接的管道上設(shè)置彈簧支架,以保證與工藝燒嘴連接3工藝燒嘴管口方位的設(shè)置管道與氣化爐一起位移本項(xiàng)目工藝燒嘴的燒嘴冷卻水進(jìn)出管口為DN40、90OB,并且漿進(jìn)口、外環(huán)氧進(jìn)口、燒嘴冷卻水進(jìn)口和燒嘴冷卻水出口。在更換燒從圖2可以看出,燒嘴冷卻水進(jìn)出管口僅僅只是由一小段DN40管嘴的時(shí)候,氣化爐燃燒室的溫度約為100012000,為了保護(hù)工藝燒道提供管口剛性,從手冊(cè)中可以查出,該管口的許用彎矩僅僅為嘴,在工藝燒嘴吊裝、安裝過程中需要用金屬軟管連接燒嘴冷卻水1.0125KNM。而在實(shí)際更換燒嘴的過程中,為了保護(hù)燒嘴為了保護(hù)系統(tǒng),如圖1。而工藝燒嘴本身只有100kg,而所連接金屬軟管的重工藝燒嘴在工藝燒嘴安裝過程中需要用金屬軟管連接燒嘴冷卻水量相對(duì)與燒嘴本身,重量約為燒嘴的50%。而在吊裝燒嘴為必須保系統(tǒng)。因此在吊裝燒嘴時(shí)需要連同三通閥一起吊裝,如果三通閥離證燒嘴左右平衡,因此必須將燒嘴冷卻水進(jìn)出口成180°對(duì)稱布置。工藝燒嘴過遠(yuǎn),由于三通閥本身重量超過燒嘴冷卻進(jìn)出口管口所能另外由于燒嘴冷卻水盤管有一段是深入氣化爐內(nèi)(如圖2)因此燒承受的最大彎矩,在實(shí)際吊裝過程中就會(huì)將工藝燒嘴進(jìn)出口壓彎嘴的必須豎直向上抬起一段高度后才能左右移動(dòng),而燒嘴冷卻水進(jìn)(如圖3)。從圖3中可以看出工藝燒嘴的燒嘴冷卻水進(jìn)出口僅僅只口管口均連接有閥門,因此燒嘴冷水進(jìn)出口與中心氧氣進(jìn)口、水煤有用一個(gè)角鋼支撐,而三通閥門距離工藝燒嘴較遠(yuǎn)在整體吊裝時(shí)漿進(jìn)口、外環(huán)氧進(jìn)口的方位必須成一定角度。否則由于與中心氧氣燒嘴冷卻水進(jìn)出管口被三通閥門壓彎造成對(duì)工藝燒嘴的損壞,從而進(jìn)口、水煤漿進(jìn)口、外環(huán)氧進(jìn)口所連接管道均為已經(jīng)安裝固定,如果造成氣化爐停車。因此在設(shè)計(jì)燒嘴冷卻水進(jìn)出口管道時(shí),需要將三管口設(shè)置不合理,則燒嘴冷卻水進(jìn)出口閥門與中心氧氣進(jìn)口、水煤通閥設(shè)置在距離燒嘴的最近處漿進(jìn)口、外環(huán)氧進(jìn)口所連接管道相碰燒嘴無法正常取出。由于要?dú)饣癄t工作溫度一般為1350℃,而工藝燒嘴與氣化爐連接處一般為法蘭連接。為了防止工藝燒嘴在工作溫度下因受到熱膨脹導(dǎo)致可拆連接處泄露,因此要對(duì)工藝燒嘴經(jīng)行熱太緊固處理。由于連接的法蘭等級(jí)較高,不好拆卸。因此在設(shè)置管口方位時(shí)需要盡可能多的給操作工留出很大的操作空間以滿足拆裝需要燒嘴冷卻水進(jìn)口管道全屬軟管3工藝燒嘴燒嘴冷卻水管口損壞情況圖1燒嘴冷卻水PID簡(jiǎn)圖通過對(duì)上述問題的改進(jìn),可以更加方便的更換燒嘴,不僅可以4工藝燒嘴連接管道的設(shè)置確保氣化爐的一次投料成功,而且可以保護(hù)燒嘴的正常工作,以保在用預(yù)熱燒嘴對(duì)氣化爐進(jìn)行預(yù)熱時(shí),氣化爐爐內(nèi)溫度由室溫升證氣化工段長(zhǎng)期平穩(wěn)的運(yùn)行至1000~1200℃,氣化爐爐壁溫度由室溫上升至240-250℃。由于金屬有膨脹,因此氣化爐整體從底部支座出開始向上膨脹,當(dāng)更換好化工工藝設(shè)計(jì)手中國(guó)煤化工工程有限公司北工藝燒嘴時(shí),工藝燒嘴管口相對(duì)于冷態(tài)安裝時(shí)已經(jīng)向上膨脹了40~京:化學(xué)工業(yè)出版50nm。如果在初始安裝的時(shí)沒有考慮氣化爐整體的熱膨脹,那么當(dāng)2GB50235-2010CNMHG在熱態(tài)安裝好工藝燒嘴后,工藝燒嘴與煤漿、氧氣、燒嘴冷卻水管道