提高壳牌粉煤气化炉烧嘴使用寿命的技术探讨

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1、第37卷第3期LargeScaleNitrogenousFertilizerIndustryVol.37No.3提高壳牌粉煤气化炉烧嘴使用寿命的技术探讨吴炜鹏（中国石化安庆分公司，安徽安庆246002）摘要：对提高壳牌粉煤气化炉烧嘴的使用寿命进行技术探讨，提出改造思路和操作，并对改造中可能出现的问题提出解决措施。关键词：壳牌烧嘴改造使用寿命概述中国石化安庆分公司煤制氢装置包括气化、净化、空分3套核心装置，气化装置采用日处理煤的制造指定厂家。国产烧嘴于2008年12月制造1完成并用于生产，国产烧嘴的使

2、用寿命与全进口的相当，最长210d。在国产化过程中，对原设计进行了微小的改进，在气体流程布置、材料选择方面未改动，特别是在如何进一步提高烧嘴使用寿命上仍未取得重大的突破性进展，如材料选择和结构的改善上。能力达到2000t的荷兰壳牌粉煤气化技术，其中粉煤气化炉共有4个对称分布的煤烧嘴（简称烧嘴），是气化炉的关键部件之一。气化炉从2006年11月运行至今，在使用和摸索进口设备的基础上，对原设计部件发现了一些不足，并做了部分改进，如烧嘴、隔焰罩、耐火衬里、敲击器等，取得了很好的效果。目前，共更换了21个（

3、次）烧嘴，其中包括更换原装进口的成套烧嘴、更换进口烧嘴头、更换国产烧嘴头以及国产成套烧嘴，但这些烧嘴使用损坏形式烧嘴的损坏形式主要表现为：在烧嘴头顶部2．2水冷套锥形体的尖端产生裂纹穿孔，与其他同类装置上出现的问题是一致的，如图1所示。寿命累积最长的只有220d，远达不到通常气化炉其他部件的检修周期即8000h／a的要求。气化炉烧嘴使用寿命短这个难题，成为影响气化炉长周期运行的瓶颈。图1烧嘴损坏改造经历及损坏原因分析改造第一代全进口烧嘴使用周期为2006年1122．1烧嘴所处工艺环境烧嘴所处气化炉反

4、应段和烧嘴工艺参数分别2．3月—2007年10月，其中烧嘴头的首次修复由中国船舶重工集团公司第711研究所（简称711所）进行。因为原进口的德国厂商要求烧嘴需空运至德国，修复过程将近6个月，鉴于生产需要，只能采取国产维修的途径。见表1和表2。4个烧嘴呈环向均布，安装时和炉子径向中心线有一个偏装角，角度为4°～4．5°，这样可使喷出的粉煤在反应时处于一个旋转向上的状态。合成气、灰旋转上行，进入上部激冷段，而熔渣收稿日期：2014－01－17；收到修改稿日期：2014－06－04。作者简介：吴炜鹏，男，

5、1982年出生，化工机械助理工程师，本科学历，2004年毕业于安徽理工大学化工机械与检测技术专业，现在中国石化安庆分公司化工一部从事设备管理工作。联系电话：0556－5381373；E－mail：wuwp．aqsh＠sinopec．com。经过与711所的共同努力，最终完成了烧嘴头的更换修复，并于2008年9月投入生产运行。在旧件修复的同时，也完成了烧嘴国产化的工作，并获得壳牌公司认证，成为壳牌气化炉烧嘴国内2014年第37卷154被甩到炉壁，经炉壁冷却后向下进入渣池。而改善烧嘴的工作环境则是使用单

6、位可以探索的问题。探索的思路是干扰烧嘴头附近的工作表1烧嘴所处气化炉反应段工艺参数环境。原设计的隔焰罩也是用以改善烧嘴头附近项目参数的环境，通过隔焰罩（水冷套）降低烧嘴头部的温度，并阻止高温气体穿入烧嘴与隔焰罩之间的静止空间。隔焰罩起了很大的作用，但似乎还不够。烧嘴所处炉膛尺寸／mm压力／MPa温度／℃环境气体组分含量，％COH2CO2N2H2O准2960×88004.01500~1700如果再进一步改进，即从静止空间的后部加58.5~69.218~23.872.883.37~161.2入一股压力较

7、高、温度较低的气流，使这股气流从隔焰罩与烧嘴之间的间隙喷出，这必定会扰乱原来烧嘴头部小范围内的热力场环境，长烧嘴的使用寿命。从而达到延改进设想在烧嘴法兰和烧嘴前置法兰间，3．2表2烧嘴工艺参数原设计有一项目参数个厚100mm左右的调整垫。烧嘴与调整垫的环向间隙为21mm，这是烧嘴与其他部件的最小间隙且间隙是均布的，足以让引入的低温气体通过。这就氮煤比1）氧煤比水煤比粉煤耗量／（t·h－1）调节范围2），％粉煤颗粒／μm热值／（kJ·kg-1）0.08560.7~1.40.04125.09~27.86

8、40~1205