淺析水煤漿多噴嘴氣化燒嘴泄漏的原因

曹鑫

摘要：通過對(duì)水煤漿多噴嘴氣化爐各運(yùn)行周期的對(duì)比，在煤質(zhì)、工藝操作、燒嘴材質(zhì)及結(jié)構(gòu)等方面分析燒嘴泄漏的原因。鑒于水煤漿氣化技術(shù)對(duì)煤質(zhì)要求的局限性，加之市場(chǎng)煤源緊張的現(xiàn)狀，提出延長氣化燒嘴使用壽命的措施。

關(guān)鍵詞：水煤漿;多噴嘴;氣化爐;燒嘴泄漏

1、煤質(zhì)方面

A爐：2020.1.1-2020.3.5運(yùn)行64天。

期間使用煤種：2020.1.1-2020.1.8煤種①：煤種②7：3;2020.1.8-2020.1.11煤種①：煤種②6：4;2020.1.11-2020.2.3煤種③：煤種②5：5;2020.2.3-2020.3.1煤種③：煤種②：煤種①2：1：3;2020.3.1-2020.3.2煤種③：煤種②：煤種①2：1：1;2020.3.2-2020.3.5煤種③：煤種②5：5。

B爐：2020.3.5-2020.5.8運(yùn)行64天。

期間使用煤種：2020.3.5-2020.3.11煤種③：煤種②5：5;2020.3.11-2020.3.30煤種③：煤種②：煤種④3：2：1;2020.3.30-2020.4.13煤種③：煤種②5：5;2020.4.13-2020.4.21煤種③：煤種②：煤種④3：2：1;2020.4.21-2020.5.8煤種③：煤種②：煤種④5：4：1。

A爐：2020.5.8-.2020.6.24，運(yùn)行47天。

期間使用煤種：2020.5.8-2020.5.11煤種③：煤種②：煤種④5：4：1;2020.5.11-2020.5.13煤種③：煤種②4：6;2020.5.13-2020.6.24煤種③：煤種②：煤種⑤4：5：1。

B爐：2020.6.24.2020.9.3，運(yùn)行71天。

期間使用煤種：2020.6.24-2020.6.27煤種③：煤種②：煤種⑤4：5：1;2020.6.27-2020.8.22煤種③：煤種②：煤種①2：1：3;2020.8.22-2020.9.3煤種③：煤種②：煤種⑥3：2：1。燒嘴壓差運(yùn)行穩(wěn)定。

A爐：2020.9.3-2020.12.5（9.15-9.29為中修時(shí)間），運(yùn)行68天。

期間使用煤種：2020.9.3-2020.9.11煤種③：煤種②：煤種⑥3：2：1;2020.9.11-2020.9.15煤種③：煤種②5：5;2020.9.29-2020.10.16煤種③：煤種①5：5;2020.10.16-2020.10.27煤種③：煤種①：煤種⑩3：5：2;2020.10.27-2020.11.22煤種③：煤種①：煤種⑦3：5：2;2020.11.22-2020.12.5煤種③：煤種①：煤種⑦5：3：2。

B爐：2020.12.5-2021.1.15，運(yùn)行40天。

期間使用煤種：2020.12.5-2021.1.6煤種③：煤種①：煤種⑦5：3：2;2021.1.6-2021.1.8煤種③：煤種⑧：煤種⑦5：3：2;2021.1.8-2021.1.11煤種③：煤種⑧：煤種⑦3.6：5：1.4;2021.1.11-2021.1.15煤種⑧：煤種②：煤種⑦5：3：2。燒嘴壓差運(yùn)行穩(wěn)定。

A爐：2021.1.15-2021.3.19，運(yùn)行64天。

期間使用煤種：2021.1.15-2021.1.21煤種⑧：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.1.21-2021.1.26（煤種⑧：原煤4：1）：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.1.26-2021.2.22煤種③：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.2.22-2021.3.3 煤種⑨：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.3.3-2021.3.19 煤種⑨：煤種②：煤種⑦6：2.4：1.6。1月27日后壓差波動(dòng)增大。A1燒嘴3月17日發(fā)生輕微泄漏。

B爐：2021.3.19-2021.4.30，運(yùn)行43天。

期間使用煤種：2021.3.19-2021.3.30煤種⑨：煤種②：煤種⑦6：2.4：1.6;2021.3.30-2021.4.9 煤種⑨：硫磺溝：煤種⑦5：3：2;2021.4.9-2021.4.20 煤種⑨：硫磺溝：煤種⑦6：2.4：1.6;2021.4.20-2021.4.28 煤種⑨：煤種③：煤種⑦6：2.4：1.6;2021.4.28-2021.4.29 煤種③：煤種②：煤種⑦3：3：2;2021.4.29-2021.4.30煤種③：煤種②：煤種⑦5：3：2。B1、B4波動(dòng)大，4月19日后，整體波動(dòng)大。4月27日B4燒嘴泄漏。

A爐：2021.4.30-2021.6.7，運(yùn)行38天。

期間使用煤種：2021.4.30-2021.6.5煤種③：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.6.5-2021.6.7煤種③：煤種②：煤種⑦4.3：4：1.7。A1燒嘴壓差波動(dòng)大，5月27日后整體波動(dòng)大。6月5日A1燒嘴于發(fā)生輕微泄漏。

從2020-2021年氣化爐運(yùn)行狀況上來看，2020年未發(fā)生燒嘴泄漏的情況，運(yùn)行周期都能保持到60天以上，自從2021年1月26日以后，由于煤種①的供應(yīng)問題，使用煤種中未摻燒煤種①與煤種③，從此開始加入煤種⑨與煤種⑦，且煤種③、煤種②、煤種⑦的摻燒煤未曾使用。

不考慮各煤種煤質(zhì)的數(shù)據(jù)變化，燒嘴泄漏頻繁前后差異就在于使用了煤種⑦，即便是2020年底摻燒煤種⑦時(shí)，煤種①與煤種③也占的比例較高。煤種①、煤種③、煤種⑦的摻燒煤可能在一定程度上在氣化爐反應(yīng)中渣流動(dòng)較好，而煤種③、煤種②、煤種⑦的摻燒煤不如煤種①、煤種③作為主煤時(shí)渣的流動(dòng)性。由于煤漿在氣化爐中的反應(yīng)較為復(fù)雜，僅通過數(shù)據(jù)可能與實(shí)際運(yùn)行有所偏差，因此以上通過使用煤種的統(tǒng)計(jì)與燒嘴泄漏前后時(shí)間的關(guān)系上，存在一定的聯(lián)系。

2、操作方面

通過燒嘴泄漏后對(duì)氣化爐內(nèi)的檢查發(fā)現(xiàn)，泄漏燒嘴處的通道前部形成的堵渣相對(duì)不均勻，存在氣化爐內(nèi)的氣流在燒嘴頭部形成窩火，從而加快了燒嘴頭部的高溫及沖刷。在日常氣化運(yùn)行操作時(shí)，燒嘴壓差波動(dòng)時(shí)，往往通過加氧，一方面起到熔渣，使燒嘴附近的掛渣更為均勻，另一方面是使燒嘴煤漿噴出后的反應(yīng)區(qū)能夠更加靠近爐中心。通過加氧后燒嘴壓差有所好轉(zhuǎn)也能反映出問題。而在加氧過程中由于煤漿濃度、煤質(zhì)等一直處于變化的狀態(tài)，對(duì)于氧量的控制提出了更苛刻的要求。同時(shí)由于氣化爐擴(kuò)容改造，中心氧孔板的通過量受限，目前流量已調(diào)整至相對(duì)較大，比例在16%左右，相對(duì)于15%-20%的標(biāo)準(zhǔn)及所用的煤質(zhì)來說可能偏低，具體將中心氧調(diào)大是否會(huì)緩解燒嘴壓差的波動(dòng)，目前也無法嘗試。

3、結(jié)構(gòu)及維修

在氣化爐擴(kuò)容后，對(duì)于噴嘴相對(duì)燒嘴端部的伸入深度及環(huán)隙與實(shí)際運(yùn)行不匹配。燒嘴使用每個(gè)周期后，端部即便沒有漏，也是存在龜裂的情況，在維保單位維修過程中是否存在材質(zhì)選用及焊接等質(zhì)量問題。需要設(shè)備專業(yè)的人更加深入進(jìn)行分析，同時(shí)與設(shè)計(jì)院溝通確認(rèn)擴(kuò)容后實(shí)際運(yùn)行狀況，是否需要更改燒嘴尺寸。

4、結(jié)束語

綜上，考慮煤質(zhì)在氣化爐中反應(yīng)形成的渣的流動(dòng)性對(duì)燒嘴壓差波動(dòng)影響較大，燒嘴處的掛渣在燒嘴口流動(dòng)不暢，使燒嘴口反應(yīng)流場(chǎng)發(fā)生改變，長時(shí)間運(yùn)行使燒嘴頭部處于高溫沖刷，進(jìn)而造成頭部磨損泄漏。

對(duì)于目前此種狀況，若市場(chǎng)煤種無法改變，則更多需要考慮燒嘴的優(yōu)化，一方面使用更加耐沖刷的材質(zhì)，目前使用的材質(zhì)有更大的優(yōu)化空間。另一方面根據(jù)目前氣化負(fù)荷，同時(shí)增加氧氣、煤漿流量的流速，不是一味增加氧流速，避免造成爐溫高，耐火磚腐蝕速率大。氣化爐擴(kuò)容后環(huán)隙增大，在相同流量下流速降低，目前的負(fù)荷與擴(kuò)容前的流速需要再次確認(rèn)下，或者通過增加中心氧量適當(dāng)拉長火焰，降低燒嘴頭部溫度。