GE三通道水煤浆烧嘴工业应用及故障分析.pdf

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1、设备与防腐齐QI鲁LU石P油E化TR工OC，H2E0Ml3IC，A4L1(4TE)C：H3N17OL—O3G2YlGE三通道水煤浆烧嘴工业应用及故障分析李佳(中国石化齐鲁分公司第二化肥厂，山东淄博255400)摘要：简介齐鲁石化煤气化装置技术特点及工艺烧嘴结构，对工艺烧嘴出现的冷却水系统泄漏、煤浆喷嘴磨损减薄及外喷嘴龟裂等故障进行原因分析。通过改进材质、提高检修质量、控制原料质量，解决了烧嘴冷却水系统泄漏、煤浆喷嘴磨损减薄两大瓶颈。关键词：水煤浆气化工艺烧嘴龟裂磨损减薄故障分析中图分类号：TQ545文献标识码：B文章编号：1009—9859(2013)04—0317—05中国石

2、化齐鲁分公司水煤浆气化装置(简称向速度，高黏度的煤浆初步被雾化，接着与外环隙齐鲁石化煤气化装置)采用美国GE公司水煤浆的氧气相互剪切，氧气与水煤浆充分混合，水煤浆气化专利技术，Et投煤量为1700t，每小时生产被充分雾化，中心氧量控制在总氧量的15％～10×10m羰基合成气和氢气，2008年10月2420％。中心氧能提高氧气和水煤浆的返混程度，日气化炉一次投料成功。截至2013年4月8日提高煤浆中碳的转化率，外环氧能够减轻水煤浆齐鲁石化计划停车检修前，煤气化装置创造了连对炉膛内壁的冲刷磨损¨。续运行481d的世界纪录。氧气j烧嘴是煤气化装置核心设备，其使用寿命及雾化好坏，直接决

3、定了气化炉产气量的高低，烧嘴煤浆i[二j；雾化角度的大小也能影响到炉砖的侵蚀速率。齐鲁石化煤气化装置5a的运行过程中，烧嘴多次出现故障，严重威胁安全生产，也影响到装置的长周期稳定运行。本文从该装置烧嘴工业应用的实际出发，总结烧嘴故障现象、分析其故障原因、探讨其解决措施。图lGE水煤浆三通道烧嘴1GE三通道水煤浆烧嘴简介1．1结构原理1．2工艺要求齐鲁石化煤气化装置气化炉采用顶置单喷由于水煤浆浓度高、黏度大、雾化困难，且磨嘴，喷嘴(烧嘴)为三通道预混式结构，如图1所损能力强，烧嘴作为气化反应的核心设备，工艺上示。3个套管构成了氧气和水煤浆的3个通道，对其要求是：中间喷头比外部喷头

4、轴向内缩8mm，而内部小喷(1)雾化性能好：烧嘴利用高速喷出的氧气头比外部喷头轴向内缩75mm。氧气既是参与反动能将煤浆打散，将一定黏度和浓度的水煤浆通应的气化剂，又是水煤浆的雾化剂，氧气由中心管和外环隙到达烧嘴喷头部位，内环隙中的水煤浆收稿日期：2o13—07—03；修回日期：2o13—11一O1。首先与来自中心管的氧气在烧嘴头部内腔中的预作者简介：李佳，男，湖北咸宁人，工程师。2006年7月毕业于长江大学化学工程与工艺专业，现在中国石化齐鲁分公司混室里以一定的夹角相互撞击，实现预混。预混第二化肥厂从事GE水煤浆气化管理工作。电话：0533—使水煤浆除了有向前的轴向运动外，还

5、产生了径7582653。齐鲁石油化工QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY2013年第41卷过烧嘴后以最佳方式雾化，使雾化后的煤浆颗粒成过量冲刷；烧嘴工作状态下的火焰长短(反应与氧气在高温气化炉内快速发生不完全燃烧反高温区位置)应合理，不能太长也不能太短，以避应，烧嘴3个环隙大小需适中，并在使用过程中保免对耐火砖及烧嘴本体带来不利的影响。持稳定不变形。(4)使用寿命长：需要在保证其工作性能的(2)气化反应操作弹性大：既要满足开车时前提下最大限度延长其使用寿命，以确保装置的的低负荷，也要满足正常生产时的满负荷，在负荷长周期稳定、经济运行。操作范围内(50％一100

6、％)应保证其雾化性能不变，确保产气量高且残碳含量低。2GE三通道水煤浆烧嘴使用现状(3)喷射形状：工艺烧嘴的结构和尺寸应该GE水煤浆烧嘴工艺要求高，作为顶喷单喷嘴与气化炉炉膛耐火内衬的几何结构和尺寸相匹设计，烧嘴负荷高，通过的物料(水煤浆)黏度大、配，具有合适的雾化角度和射程，煤浆喷人气化炉冲刷磨损能力强，气化炉内高温高压，化学反应剧的形状应类似于喇叭口形，避免因工艺烧嘴喷射烈，决定了烧嘴磨损情况严重，使用寿命受限。部状况不佳而导致局部积渣或者对耐火衬里局部造分生产厂家烧嘴使用寿命如表1所示。表1部分生产厂家烧嘴使用寿命情况由表1可以看出，各生产厂烧嘴寿命都未超管给烧嘴降温。出

7、冷却水盘管的烧嘴冷却水进入过100d，可见烧嘴易损坏是一个普遍现象，也是分离罐，靠重力流回烧嘴冷却水槽，最后进入烧嘴制约水煤浆气化装置长周期运行的瓶颈；烧嘴使冷却水泵入口进行循环。烧嘴冷却水分离罐内通用寿命还与装置压力等级有关，压力等级高的装低压氮气作为CO在线分析仪的载气，载气经放置烧嘴使用寿命短，装置压力等级低的烧嘴使用空管排人大气。当冷却水盘管泄漏时，安装在放寿命长。空管上的CO在线分析仪会发出报警。在装置改造前，齐鲁石化煤气化装置气化炉无论是5a的运行期间，烧嘴冷却水盘管就发生8次泄