水煤漿氣化爐燒嘴故障維修方法探究

張文波　秦清（兗礦魯南化肥廠，山東　滕州　277527）

水煤漿氣化爐燒嘴故障維修方法探究

張文波秦清（兗礦魯南化肥廠，山東滕州277527）

水煤漿氣化爐是重要的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，在工業(yè)化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其燒嘴可謂是整個(gè)氣化爐的七寸要害，保障燒嘴的正常運(yùn)行對(duì)水煤漿氣化爐的正常運(yùn)行起到畫龍點(diǎn)睛的作用。水煤漿氣化爐的燒嘴工作環(huán)境惡劣，程序操作嚴(yán)格，材料質(zhì)量考究。基于此，各種各樣的原因綜合在一起，導(dǎo)致了水煤漿氣化爐的燒嘴在運(yùn)行中可能出現(xiàn)種種故障。筆者根據(jù)多年來從事水煤漿氣化工作的經(jīng)驗(yàn)，試以此文探究水煤漿氣化爐燒嘴常見故障，及其原因和維修方法。

1　燒嘴冷卻水盤管故障

1.1燒嘴冷卻水盤管故障原因

水煤漿氣化爐燒嘴的工作溫度為1400℃。為了保護(hù)燒嘴的正常工作，經(jīng)過特殊處理的脫鹽水需要經(jīng)過冷卻器冷卻至34℃左右，再經(jīng)由燒嘴冷卻盤管作用于燒嘴，達(dá)到降溫的目的。在這一過程當(dāng)中，可能存在以下兩種情況。一是冷卻水盤管在低溫狀態(tài)下，其表面被腐蝕，進(jìn)而導(dǎo)致焊縫開裂的故障；二是燒嘴工作環(huán)境高溫高壓，同時(shí)還有水煤漿的不斷磨損和硫化氫的腐蝕，在氣化爐渣口不通暢情況下，就易造成熱輻射、熱沖擊等強(qiáng)對(duì)流在燒嘴外噴頭施加不利影響，最終導(dǎo)致燒嘴外噴頭耐熱應(yīng)力加劇和腐蝕、疲勞、減薄，直至脫落，造成燒嘴冷卻水盤管故障。

1.2燒嘴冷卻水盤管故障維修方法

針對(duì)第一種情況，需將燒嘴冷卻水盤管與噴頭冷卻水夾套的焊接點(diǎn)斷開，將燒嘴冷卻水盤管尾部從與冷卻水母管連接端摘下來。切除燒嘴冷卻水盤管頭部已經(jīng)被侵蝕變薄的部分，采用材質(zhì)為H188的焊絲，手工氬弧焊煨制頭部彎頭，要注意焊制部分要與燒嘴冷卻水盤管切除部分尺寸相同。先將焊縫倒出坡口，再在燒嘴噴頭冷卻水夾套進(jìn)出口上實(shí)施角焊縫焊接。

針對(duì)第二種情況，改進(jìn)燒嘴冷卻水盤管與燒嘴的焊接連接方式。可以適當(dāng)?shù)念A(yù)留一寸左右的燒嘴冷卻水盤管，將其與噴頭冷卻水夾套直接鍛造在一起，保證其二者緊密相連。在焊接時(shí)，避免熱應(yīng)力對(duì)噴頭冷卻水夾套熱脹冷縮的不利影響。

2　燒嘴中噴嘴磨損

2.1燒嘴中噴嘴磨損原因

水煤漿系內(nèi)含大量煤碳顆粒的高黏度流體，其對(duì)燒嘴中噴嘴磨損極其嚴(yán)重。水煤漿的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，黏度為1.2 Pa·s，粒度分布:2.36mm為100%、1.16mm為98%、0.35mm為95%、0.074mm為35%、0.047mm為30%。滿負(fù)荷時(shí)燒嘴正常壓差為0.45MPa，在水煤漿壓差降低時(shí)，燒嘴壓差變?yōu)?.25MPa的低壓。燒嘴中噴嘴正常厚度為0.4cm，經(jīng)過長時(shí)間的磨損將變薄，甚至如紙片一般。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的直接原因有：一是水煤漿黏度過大；二是燒嘴中噴嘴材質(zhì)耐磨性不夠，硬度不強(qiáng)。

2.2燒嘴中噴嘴磨損維修方法

燒嘴中噴嘴磨損維修方法主要是從降低水煤漿黏度、提升燒嘴中噴嘴材料硬度和耐磨性兩個(gè)方法入手。前者通過填入一些改變黏度的專門添加劑，控制添加劑的使用量，改變磨煤機(jī)磨棒的配比，從而降低水煤漿粘度至1.0Pa·s。后者主要通過向燒嘴中噴嘴添加耐磨耐腐材料，保證了燒嘴在運(yùn)行過程中不受水煤漿的沖擊和腐蝕。與此同時(shí)，還可以對(duì)燒嘴中噴嘴進(jìn)行熱處理。通過以上的改造，大幅度降低燒嘴中噴嘴的磨損程度，保證水煤漿氣化爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3　燒嘴外噴頭龜裂

3.1燒嘴外噴頭龜裂原因

水煤漿是包含了多種礦物質(zhì)的混合物，其中就有大量的腐蝕性元素，尤其是硫化氫等物質(zhì)經(jīng)過高溫高壓后，易與燒嘴中的合金部分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致燒嘴外噴頭龜裂，材料腐蝕嚴(yán)重，甚至脫落。導(dǎo)致燒嘴外噴頭龜裂原因分為燒嘴外噴頭的內(nèi)因和水煤漿質(zhì)量的外因。燒嘴外噴頭的內(nèi)因是冷卻腔冷卻水的分布不平衡，甚至冷卻水供應(yīng)量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致燒嘴外噴頭集聚大量的熱量不能夠及時(shí)散發(fā)，進(jìn)而產(chǎn)生熱應(yīng)力；水煤漿質(zhì)量的外因是水煤漿中的煤煤質(zhì)較差，未經(jīng)脫硫或脫硫不徹底。含硫元素的化學(xué)物質(zhì)，與噴頭中金屬材料中鎳元素發(fā)生反應(yīng)，在超過1250℃時(shí)，會(huì)嚴(yán)重腐蝕燒嘴中噴頭。當(dāng)然，還存在人為的操作不當(dāng)?shù)仍颉．?dāng)燒嘴中噴嘴長期處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，噴頭處水煤漿流速緩慢，燒嘴對(duì)外噴頭造成腐蝕；在燒嘴高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，中心供氧量過大，在中心氧作用下，燒嘴對(duì)外噴頭形成沖擊力。

3.2燒嘴外噴頭龜裂維修方法

針對(duì)燒嘴外噴頭龜裂的內(nèi)因，我們可以采用耐腐蝕性耐沖擊性好的材質(zhì)打造燒嘴外噴頭，可以適當(dāng)?shù)脑跓焱鈬婎^表面進(jìn)行噴涂等技術(shù)處理。噴涂材料可選擇有較好的機(jī)械加工性能，與基體結(jié)合強(qiáng)度高的耐腐耐磨材料，從而在整體上提升燒嘴外噴頭的強(qiáng)度；針對(duì)燒嘴外噴頭龜裂的外因，我們可以嚴(yán)格把控原料煤的灰熔點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測渣口壓差，避免熱輻射產(chǎn)生的沖擊作用，保證氣化爐壓強(qiáng)正常。與此同時(shí)，規(guī)范生產(chǎn)管理秩序，落實(shí)生產(chǎn)責(zé)任制，適度提高系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，使氣化爐的中心氧供應(yīng)量保持在合理范圍內(nèi)。

4　結(jié)語

水煤漿氣化爐的燒嘴使用壽命短，已經(jīng)成為了制約水煤漿氣化爐發(fā)展的嚴(yán)重瓶頸。要想提高水煤漿氣化爐連續(xù)運(yùn)行周期，首先要排除水煤漿氣化爐燒嘴故障，提高燒嘴運(yùn)行時(shí)間。我們要在技術(shù)上努力創(chuàng)新，積極總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并致力于將最新的科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。與此同時(shí)，提高操作者的勞動(dòng)技能，加強(qiáng)培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)交流。保障水煤漿氣化爐的燒嘴正常運(yùn)轉(zhuǎn)，排除燒嘴故障，是水煤漿氣化爐安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。只要我們掌握了人防加技防的圭臬，預(yù)防為主，防治結(jié)合，早發(fā)現(xiàn)，早排除，就可以保障水煤漿氣化爐尤其是其燒嘴的正常運(yùn)行，節(jié)約成本，提高效率，創(chuàng)造價(jià)值。

張文波（1987年5月）男，漢，山東鄒城人，兗礦魯南化肥廠，助理工程師，大學(xué)本科，設(shè)備管理