德士古煤氣化工藝燒嘴的改造

張衡

【摘要】德士古工藝燒嘴是德士古煤氣化工藝的核心設備，工藝燒嘴運行工況的好壞直接決定著整個生產系統在現有生產能力的基礎上能否提高產量及能否長周期穩定運行。因此，對現有工藝燒嘴的改造是很有必要的，例如：燒嘴頭部各環隙大小的調節，增強燒嘴頭部耐磨性等。

【關鍵詞】德士古；工藝燒嘴；耐磨性

德士古工藝燒嘴是德士古煤氣化工藝的核心設備，一般情況下運行初期，霧化效果好、氣體成份穩定、系統工況穩定；運行到后期，噴嘴頭部變形、霧化效果不好，這時氣體成分變化較大，有效氣成分下降。特別是發生噴頭偏噴現象，使局部溫度過高，燒壞高溫熱偶，嚴重時，發生竄氣導致爐壁超溫。再則由于工程設計和操作經驗的不完善，使工藝燒嘴運行周期較短，一般不超過3個月，這是造成德士古氣化裝置必須有備用爐的主要原因。

從操作方面最大限度地提高工藝燒嘴的運行周期需要注意如下幾點：

1）煤質和煤漿質量是影響工藝燒嘴壽命的主要因素，煤的灰熔點盡量不要超過1300℃，煤漿濃度控制在61-63%較為合適。

2）盡可能將氣化溫度控制在較低的范圍，能夠有效提高其運行周期，一般情況下應該控制在1350℃以下。

3）在系統投煤量發生較大變化的情況下，要提前調整O/C比到合適的范圍，堅決杜絕飛溫。

Texaco水煤漿加壓氣化的工藝燒嘴（如圖1所示）是氣化裝置最重要的部分，同時也是一個比較脆弱的部件，為三流道設計，水煤漿介于中心氧和外環氧之間走中間通道。工藝燒嘴是氣化爐能否安全穩定高負荷長周期運行的關鍵，Texaco水煤漿氣化的工藝燒嘴是預混式燒嘴，所謂預混式燒嘴指燒嘴頭部的煤漿出口和氧氣出口預留了一段混合空間，是為了保證氧氣和煤漿更好的混合和霧化；還有一種是由華東理工大學提出來的預膜式燒嘴，煤漿和氧氣直接噴出，通過對撞來實現混合霧化的效果，所以不需要經過預混合階段。通過實際運行發現，預混式燒嘴由于煤漿被氧氣加速，所以對燒嘴頭部的磨損會更大點，如圖3所示，壽命相對于預膜式的要短。延長預混式燒嘴的使用壽命，且發揮生產系統的最大生產能力，使生產系統能夠達到安全穩定長周期高負荷運行, 可以避免因工藝燒嘴的問題造成不必要的停車。工藝燒嘴頭部結構圖如圖2所示。

圖1

圖2

圖3工藝燒嘴頭部磨損

１改變工藝燒嘴頭部各環隙的間距

目前，工藝燒嘴在當前負荷下的燒嘴使用情況進行了核算，具體內容如表1所示：

表1工況工藝燒嘴核算表

注：中心氧氣比例為：15.6%

根據對工況工藝燒嘴使用情況的核算數據，對工藝燒嘴進行了如下改造，使其滿足當前生產系統的最大生產負荷，如表2所示：

表２工藝燒嘴改造前后對比

注：燒嘴內的第二通道內徑即為噴嘴中心管道的外徑，第三通道的內徑即為煤漿通道的外徑

根據改造后的工藝燒嘴參數數據，做出了如表3所示的核算：

表3改造后工藝燒嘴核算

注：中心氧氣比例為：17%

通過對改造后工藝燒嘴的核算，我車間的單爐生產能力達到960t/d。

２增強工藝燒嘴頭部耐磨性

為了延長工藝燒嘴的使用壽命，將工藝燒嘴頭部制作為陶瓷耐磨件，增加燒嘴的耐磨性。通過改造，燒嘴的運行周期由一個月增加到五個月。

以B#氣化爐為例，燒嘴改造前，每隔十天取一組數據，50天內煤漿爐頭管線與工藝燒嘴間的壓差逐漸變小，由0.18減小至0.09，說明燒嘴頭部磨損嚴重。改造前數據如表4（改造前）所示，改造后數據如表5（改造后）所示。

表４改造前

注：時間4.24代表2012年4月24日，以下同

表5改造后

由表改造前和改造后的數據比較，可以看出改造后，燒嘴頭部耐磨性好，且合成氣量也有所增加，有效氣成分含量也有所提高。

３結語

通過改造前與改造后的實際運行數據的對比，可以看到對工藝燒嘴的改造提高了現有裝置的生產能力，也增加了燒嘴頭部的耐磨性，延長了運行周期。

［責任編輯：王洪澤］