工艺烧嘴的创新及在气化炉水煤浆系统中的应用

回用与试验机械研究与应用·工艺烧嘴的创新及在气化炉水煤浆系统中的应用刘有芳(德州职业技术学院机械工程系,山东德州253034)摘要:针对目前水煤浆气化烧嘴使用寿命较短,大多企业使用45天就要进行倒炉运行的问题,依托技术优势,通过对烧嘴冷却水盘管与外喷嘴焊接易产生裂纹、外嗆嘴端面裂纹、中喷嘴易磨损进行技术改进,使烧嘴单次使用寿命比原来提高了3-4倍,对用户节能增效具有重要的意义。关键词:烧嘴;水煤浆;气化炉;创新;节能中图分类号:TH6文献标识码:B文章编号: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,外流道和内流道输送高压氧气,中流道输送高压目前国内水煤浆系统中采用的烧嘴,大多存在外水煤浆,中心氧与煤浆半预混后,再与外环氧外混合喷嘴易产生裂纹中喷嘴易磨损等问题,导致一般喷进行雾化燃烧气化),如图2所示。嘴的使用寿命只有45-60天,大多企业使用45天进行倒炉运行。我们依托北京航天技术装备工程公司的技术优势对水煤浆气化工艺烧嘴进行延长使用寿命创新,对工艺烧嘴使用中冷却水盘管与外喷嘴焊接易产生裂纹、中喷嘴易磨损等问题进行了有效改进,在工业使用中取得可喜的效果,为煤化工企业深挖设备潜力、提高经济效益开辟了一条切实可行的途径。图2工艺烧嘴头部图3水煤浆工艺烧嘴创新2创新型工艺烧嘴的结构和工作原理示意图途径示意图工艺烧嘴是水煤浆加压气化工艺的心脏,是气化工艺的关键设备,工艺烧嘴的性能直接影响气化工艺工艺烧嘴通常在高温高压的苛刻条件下工作,在的产品品质,如图1所示。1000℃以上的高温炉膛内,烧嘴承受炉膛内火焰和物料的冲刷,热腐蚀和磨损是影响工艺烧嘴性能的主要原因2。气化炉工艺烧嘴反应物料为高压氧气和高压水煤浆,冷却水通过进出通路对烧嘴头部进行冷却,有效保证工艺烧嘴性能。根据工艺烧嘴头部(三层喷嘴)容易受损的特点,为保证或延长工艺烧嘴的使用寿命,进行了如下创新措施:对三层喷嘴采用航天特种表面创新处理工图1工艺烧嘴轮廓示意图艺,降低工艺烧嘴头部(三层喷嘴)的受损速率,提高产品质量,研发了创新型长寿命工艺烧嘴。其突出特水煤浆气化工艺烧嘴为三流式内外混合雾化形点为:在保证气化性能的前提下,大幅度提高了气化收稿日期:2011-04-15画用与试验机械研究与应用炉连续运行时间口。工艺烧嘴创新技术途径如图3范围,清洗处理后第3次所示。并结合创新工作进行了多次烧嘴冷态模拟试上炉使用,到停炉时又使验,如图4所示。用53天,共计无维修运行146天,如图7所示。4创新型工艺烧嘴节能经济效益预期创新型工艺烧嘴可图7无维修使用146天图4烧嘴冷态模拟试验有效保证气化炉实现90天以上的技术指标,并在操作经验丰富的用户中有能力达到连续运行120天,使3使用效果用户节能降耗,创造经济效益。3.1标志性成果1(1)气化炉年运行费用大幅度降低以气化炉山东华鲁恒升改造的第1台工艺烧嘴,外喷嘴端5开2备的用户为例,常年运行5台气化炉,使用创面和中喷嘴内腔应用耐热耐磨材料,选定比较合理地新型工艺烧嘴,停炉倒炉周期可由2个月左右延长到图层厚度,运行46天停炉检修,气化性能稳定,没有4个月左右,每台气化炉停炉倒炉次数减少3次,企发现火焰对炉砖造成冲蚀,外喷嘴抗蚀效果明显,外业每年可减少气化炉运行费用(5×3×100)1500万喷嘴端面完全没有裂纹,中喷嘴内腔磨损减缓,如图元。目前国内运行的水煤浆气化炉在100台以上,若5。山东华鲁恒升改造的第2台工艺烧嘴,外喷嘴端能全面应用创新型工艺烧嘴,可节约运行费用超过面应用耐热耐磨涂层,中喷嘴内腔应用高性能耐磨材1.5亿元,同时减少CO2排放,节能减排双丰收。料(HT10801#)。使用92天后照片如图6,外喷嘴(2)气化炉检修、备件费用也有所降低因原工抗裂性能好,中喷嘴抗磨效果明显,经过公司检修,确艺烧嘴常规维修2~4次需要更换新喷嘴、盘管备件,定本台烧嘴不需要维修,只作清洗,还可再用30天。而创新型工艺烧嘴维修次数减少将大大减少新喷嘴、盘管备件需要量,节约了烧嘴的维修及备件费用。5结论通过对工艺烧嘴进行创新改进,烧嘴的气化性能得到改善,创新技术使烧嘴单次使用寿命比原来提高了3-~4倍,实现了新的技术突破,为广大用户节约成本、提高效益提供了技术保障,是一条切实可行的“挖潜增效”的运营途径。图5烧嘴使用46天后图6烧嘴使用92天后参考文献3.2标志性成果2上海焦化有限公司工艺烧嘴进行长寿命创新改1]李兵科,张克峰,汽化炉工艺烧嘴扩产改造小结[]全国煤气造,使用58天后,外喷嘴没有烧蚀裂纹,中喷嘴抗磨化技术通讯,2010(5):22-24效果明显,该喷嘴没有进行维修,清理后继续使用,352]郭莹,郁向民,李兵科.大型合成氨装置二段炉烧嘴燃烧模拟与改进[].大氮肥,2010(3):217-218天后,该烧嘴镜检査测量中喷嘴内径,还在许可使用上接第84页)5结语2]单岩,王蓓,王刚. Moldflow模具分析技术基础[M].北以 Moldflow软件为平台,采用数值模拟与经验设京:清华大学出版社,2004计相结合的方法对汽车后保险杠成型规律进行了探[3]张冬,孙玲,辛勇基于CAE的全顺汽车保险杠浇注系统优化研究[].塑料,2009(2):106-108讨和研究,有利于缩短模具的设计制造周期优化模(41李要雯,卢军Mnw在注塑模具CAE中的应用[刀],工程具的结构和工艺参数,减少试模次数降低开发成本塑料应用,2009(9):80-82为企业带来良好的经济效益。[5]周大路,何柏林,黄薇. Moldflow在注塑模设计中的应用[J]机械2005(8):26-27参考文献:[6]朱昱. Moldflow软件在汽车零件注塑模具设计中的应用[[1]黄虹,王海民, Moldflow在汽车保险杠浇口设计中的应用[计算机应用技术,2009(9):40-42塑料,2009(6):15-18