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水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题的探讨水煤浆加压气化技术由于高效、洁净，在我国备受关注并大量推广。
但水煤浆气化的烧嘴连续使用寿命较短，制约了装置的长周期运行，并影响经济效益。
为此，国内科研院所、烧嘴使用单位等开展了大量的工作，从结构、形式、材质等多方面进行改进，期望提高使用寿命。
本文作者多年来一直从事于水煤浆气化炉工艺烧嘴的研制工作，作为专题负责人，主持承担了“国家重大技术装备研制项目（科技攻关）计划专题合同：水煤浆气化炉烧嘴研制”，并成功应用于山东华鲁恒升化工股份有限公司的水煤浆加压气化国产化装置。
北京达立科科技有限公司、清华大学、山西丰喜肥业集团共同开发的水煤浆分级气化技术（也称之为“非熔渣-熔渣”煤气化技术），其烧嘴也由我们提供。
该技术于2007年12月6日通过了中石化协会组织的专家鉴定。
本文作者全程参与了该项目的开发，在方案的选取、专利申请、气化炉结构的确定、工艺烧嘴的设计及配置、二次补氧烧嘴的设计、配置等方面提出了建议，配套提供的专用工艺烧嘴和二次补氧烧嘴，为该工艺技术的工业实施作出了重要的贡献。
本文作者就水煤浆气化炉工艺烧嘴研制方面所进行的一些工作和思考进行简单的介绍，同时对烧嘴的改进提供一些个人看法，仅供同行参考。
1工艺烧嘴的设计目前普遍采用的气化炉工艺烧嘴头部结构如图1所示。
烧嘴的设计需要考虑的因素有以下。
图1 水煤浆气化炉工艺烧嘴头部典型结构（1）结构形式为同心三套管。
烧嘴中心氧管的出口设计成缩口形式，目的是对中心氧进行加速，同时其端面相对于烧嘴断面基准面有一定的缩入量，这样形成一个水煤浆和中心氧的预混合腔，水煤浆的出口管路也设计成缩口形式，使进入预混合腔的水煤浆具备一定的速度。
在预混合腔内，利用中心氧对水煤浆进行稀释和初加速，改善水煤浆的流变性能，其目的是为了保证水煤浆在离开烧嘴后的雾化效果。
外氧管口的缩入量更大一些，目的是提供更高流速的氧气，使通过预混腔的水煤浆混合物进行良好的雾化，以便在气化炉内达到良好的气化效果。
GE水煤浆气化工艺烧嘴压差低原因分析及解决措施摘要：GE水煤浆气化工艺是以煤和氧气为生产原料，即将原料煤、研磨水及水煤浆添加剂按一定配比研磨出合格的煤浆，与来自空分装置的纯氧通过三通道工艺烧嘴预混合后进入气化炉，在一定温度及压力下进行不完全氧化反应，生产为主要成分的粗合成气，粗合成气送至下游净化装置。
在实际生产运行以CO+H2中，经常会出现烧嘴压差低于联锁值（20kPa）触发气化炉跳车，从而严重制约装置的长周期稳定运行。
烧嘴压差是指煤浆进入烧嘴前的压力与气化炉合成气出口压力的差值，烧嘴压差能反映烧嘴喷头的磨蚀及烧嘴喷射雾化效果。
设置烧嘴压差低停车联锁主要是防止高温高压合成气反窜进入煤浆管道引起爆炸事故。
本文详细的对烧嘴压差低的各种原因进行深度剖析，并提供相对应的解决措施，减少因烧嘴压差低导致气化炉跳车的次数。
关键词：烧嘴压差；烧嘴改造；煤浆质量；中心氧；操作调整1、中天合创GE水煤浆气化装置简述中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目煤气化装置采用美国GE公司“非催化部分氧化法”水煤浆气化技术，购买水煤浆气化工艺包和专利设备，由中石化宁波工程公司完成基础及详细工程设计（如图1）。
煤气化装置共分为气化一、气化二两个系列，两个系列设置相同，主要包含14套煤浆制备系统、14套气化及合成气洗涤系统、14套四级闪蒸系统及相关公用工程系统。
单台气化炉设计原煤日处理量为1496t，有效气产量（CO+H2）10.7万m3/h，14台气化炉正常生产时11开3备，装置于2013年9月份正式开工建设，2016年6月中交，2016年9月份投料开车。
图1 装置工艺流程2、装置运行状态装置在运行初期极不稳定，气化炉跳车频繁、运行周期短，其中2018年，气化炉非计划停车（连续运行天数＜60天）次数多达116次，尤其是烧嘴压差低联锁（T-25）导致气化炉非计划停车次数达到88次，气化炉单炉连续运行时间平均不足30天，大大落后于同行业平均70天的运行水平。
水煤浆气化工艺烧嘴问题与处置分析摘要：炉膛压力差也称为炉膛压力差，更确切地说是炉膛炉膛头压力与炉膛压力线压力的差，它可以反映炉膛磨损量和煤浆雾化效果。
当炉膛压力差大大减小且波动频繁时，可能严重影响燃气炉的稳定运行，在严重情况下，甚至可能导致后端系统负荷显着降低，严重影响生产连续性。
关键词：水煤浆气化，工艺烧嘴，冷却水腔，应力，有限元分析引言水煤浆气化制取合成气是我国目前应用最广泛的煤气化技术，其使用寿命是影响水浆气化系统长期运行的一个重要因素。
典型的水浆气化工艺一般采用内外部三流雾化混合工艺，输出道和内流道分别输送高压氧(外氧和中央氧)，中间流道输送高压水浆后半工艺消防龙头设有冷却水腔，消防龙头冷却保护消防龙头。
1水煤浆气化炉水工艺流程某装置采用美国AP公司的GE专利技术。
其生产方法是将原料煤与水在湿式棒磨机中研磨成浓度为60%～63%的水煤浆，用泵加压后送入气化炉，与空分装置来的氧气混合，在加压的情况下，煤中的碳被部分氧化，生成CO、H2、CO2和H2O以及其他如：H2S、CH4等气体，经激冷室水浴降温洗涤后送至文丘里洗涤器、碳洗塔进一步洗涤除尘后，粗煤气送往变换工段。
2水煤浆气化工艺烧嘴问题2.1运行变化在运行一段时间后，对参数变化动态进行了分析。
第一，在使用3天到7天后，煤浆的压差出现了变动，从0.4MPa降低到0.2MPa，甚至会偶尔出现负压差的问题。
操作人员在进行对比分析后发现，在出现压差波动前，对应的生产装置工艺运行指标并没有明显的异动情况。
并且，在压差出现波动的瞬间，氧气阀门的开度没有变化，但是氧气的瞬时流量却出现了骤升现象，而对应的气化炉燃烧室高温热电偶升高到1350℃，造成对应的警告信息。
第二，烧嘴在压差出现波动后，冷却水盘管的进出口流量也伴有异动，表现为参数的上下跳动，与此同时，冷却水回水分离罐也伴有间断式的CO报警信息，使得整个系统出现被迫停炉的现象。
第三，设备的总氧量也会产生波动，使得粗煤气中的一氧化碳组分出现变动，依据其进行运行工况的判定，发现运行状态并不稳定。
水煤浆气化炉烧嘴国产化改造论述一、引言水煤浆气化技术是一种高效利用煤炭资源的方法，它将煤炭转化为可用于发电或化工生产的合成气。
而在水煤浆气化过程中，烧嘴是至关重要的部件之一，它直接影响气化炉的稳定运行和合成气的质量。
近年来，随着我国对环保和能源利用的重视，水煤浆气化炉烧嘴国产化改造成为了研究的热点之一。
二、水煤浆气化炉烧嘴的国产化改造意义1. 提高自主创新能力水煤浆气化炉烧嘴的国产化改造，将有助于我国企业提高自主创新能力。
通过引进先进技术，并结合国内实际情况进行改良，可提升企业在技术方面的竞争力，加快技术进步，为节能减排和绿色发展做出贡献。
2. 降低依赖进口当前，我国对水煤浆气化炉烧嘴仍然有较大依赖进口的情况，国产化改造将有助于降低这种依赖，降低生产成本，提升企业盈利能力。
3. 加速推动行业发展水煤浆气化炉烧嘴的国产化改造，将加速推动整个气化技术产业链的发展，有利于形成国内气化烧嘴产业集群，促进行业的健康发展。
三、水煤浆气化炉烧嘴国产化改造的关键技术1. 材料技术国产化改造的关键在于研发适应国内煤种特点的耐高温、耐腐蚀材料，以保障烧嘴在长期运行中的稳定性和耐久性。
2. 结构优化针对国产烧嘴的结构进行优化设计，以适应国内气化炉的工况和操作需求，提高烧嘴的适用性和使用寿命。
3. 成本控制在国产化改造过程中，需要在保证烧嘴质量的前提下，尽量降低生产成本，增强国产烧嘴的市场竞争力。
四、水煤浆气化炉烧嘴国产化改造的挑战与对策1. 技术攻关国产化改造需要克服材料、工艺等方面的诸多技术难题，需要企业加大研发投入，提高技术攻关能力，不断提升自主创新能力。
2. 质量稳定性国产烧嘴的质量稳定性是国产化改造中的一大挑战，需要企业加强质量管理，建立健全的质量保障体系，确保烧嘴的稳定性和可靠性。
3. 市场推广国产化改造后的烧嘴需要在市场上获得认可和应用，需要企业加大对产品的推广力度，拓展市场份额，提升国产烧嘴的市场竞争力。
新型气化炉工艺烧嘴损坏原因与改进方案韩学琴【摘要】针对新型气化炉工艺烧嘴造成损坏的原因和改进方案进行分析探讨,以降低气化炉工艺烧嘴的损坏率,改善其在气化炉中的运行条件,提高生产运行效益.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2018(038)003【总页数】3页(P150-152)【关键词】工艺烧嘴;损坏原因;改进方案【作者】韩学琴【作者单位】同煤广发化学工业有限公司,山西大同 037000【正文语种】中文【中图分类】TQ545引言工艺烧嘴在水煤浆气化系统中占据核心地位，能够直接影响着水煤浆气化炉使用寿命的主要原因之一。
而在新型的四喷嘴对置式水煤浆加压气化炉中，因为工艺烧嘴位于气化炉的筒体部位，在水煤浆进行气化时会产生大量的热气流和热辐射，工艺烧嘴会长时间受到这些热气流和热辐射的冲刷，且这些气流中的氢、硫等气体具有一定的腐蚀性，长时间会腐蚀工艺烧嘴导致其损坏，例如：外氧管和水盘管的腐蚀化，烧嘴盘管开裂，或外氧喷头损坏等问题，严重时则影响气化炉的有效运行时间，并且给气化炉的正常使用带来危险。
1 对工艺烧嘴的要求由于气化炉中的水煤浆具有浓度高、黏皮大、雾化困难且磨损严重等特征，工业上要求工艺烧嘴具备以下特点：第一，雾化性能，以最佳方式使水煤浆进行雾化，提高与氧气的混合效果；第二，气化反应，为气化反应创造良好的条件，提高碳的转化率和有效组分的含量，其吸热反应公式为：C+O2→CO2；第三，喷射形状，应避免因工艺烧嘴喷射状况不佳而导致过量冲刷；第四，操作弹性，保证烧嘴的流通量应具有弹性，能够维持相对优化的气化效果；第五，适应炉温，如果烧嘴材料能够适应气化炉的高温，能够简化系统工艺，提高工艺操作的安全性；第六，寿命和安全性，提高工艺烧嘴的寿命和安全性能够有效增加气化工作的有效周期,应当注意其平衡分压，其公式为常见的工艺烧嘴结构见图1，侧面放大剖面图见图2。
图1 烧嘴总体结构图2 烧嘴喷头部位剖面其中对氧气纯度，压力水煤浆的浓度，喷头及冷却盘管的材质也有要求，具体参考表1。
新型气化炉工艺烧嘴损坏原因及改进措施郝守昌;闫鲁忠【摘要】介绍了新型水煤浆加压气化炉工艺烧嘴的使用情况，分析了烧嘴损坏原因，提出了改进措施，改进后使用效果较好。
【期刊名称】《石油和化工设备》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】3页(P76-78)【关键词】气化炉;工艺烧嘴;损坏原因;分析;改进【作者】郝守昌;闫鲁忠【作者单位】兖矿鲁南化工有限公司，山东滕州277527;兖矿鲁南化工有限公司，山东滕州277527【正文语种】中文工艺烧嘴是水煤浆气化装置的核心设备，是影响水煤浆气化炉长周期运行的主要因素之一。
新型多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉工艺烧嘴由于安装在气化炉筒体部位，在气化炉运行过程中，烧嘴头部受到炉内高温气流冲刷、高温热辐射及合成气中硫、氢等腐蚀性气体的共同作用，在使用中出现烧嘴盘管损坏、外氧喷头龟裂、外氧管及冷却水盘管腐蚀等现象，造成非计划停车，不仅影响气化炉长周期运行，还给气化炉运行带来严重安全隐患。
1 工艺烧嘴简介水煤浆工艺烧嘴结构形式为同心三套管预膜外混形式，从里到外分别为中心氧管、煤浆管、外环氧管。
为使喷嘴免受高温影响，外氧喷头的头部（向火面）采用夹层冷却，冷却水直接进入向火面冷却室，冷却向火面金属，自冷却室出来的水流沿喷嘴旋转8周经法兰流出炉外，三个喷头均设计成缩口形式，目的是对氧气及水煤浆进行加速。
其中工艺介质氧气纯度≥99.6 %、压力为6.0 MPa，水煤浆浓度60 %、压力为4.0 MPa。
由于工艺烧嘴工作在高温、高冲刷、高腐蚀性环境中，其本体及喷头部位均采用耐高温、耐腐蚀的特种材料制做，喷头材质为Co50，本体及冷却盘管材质为Inconel600。
功能是通过烧嘴的水煤浆及氧气的再加速和充分混合，在同一水平面上向中间对喷，形成由射流区域、撞击区域、撞击流股、回流区域、折返流区域和管流区域组成的气化炉燃烧室内部流场结构。
2 工艺烧嘴损坏现象及原因分析2.1 烧嘴安装拆卸困难烧嘴安装时，烧嘴无法与烧嘴室保持水平、居中，造成烧嘴安装倾斜，烧嘴头部盘管与烧嘴室壁接触，安装困难。
水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题分析刘飞飞摘要：当今时代，水煤浆气化工艺中，水煤浆气化炉烧嘴使用寿命是重要影响因素，对煤化工业发展带来了很大的制约。
基于此，本文对水煤浆气化炉工艺烧嘴进行了简单的论述。
关键词：水煤浆气化炉；工艺烧嘴；问题引言工业生产中，水煤浆气化炉是非常重要的设备，应用比较广泛，其烧嘴是整个气化炉的重要构成，烧嘴只有运行正常才能确保气化炉稳定运行。
气化炉没有较好的工作环境，操作程序严格且材料质量有考究，各种因素综合起来，使得水煤浆气化炉烧嘴运行出现故障。
因而深入探究水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题，对工业生产具有深远意义。
1、概述气化炉工艺烧嘴1.1概述烧嘴煤化工工艺中，水煤浆气化是一项重要工艺技术，应用比较广泛。
经过多年的研究与优化，工艺技术发展更加成熟。
同时，水煤浆气化原料来源广，形成的气压高，碳转化率明显提高，所制取的水煤气有很好的质量，不会对环境造成很大的污染。
但其存在的重要问题就是，水煤浆气化炉工艺烧嘴使用寿命不长，对水煤浆气化技术发展带来了很大的阻碍。
当前，水煤浆气化工艺发展中，应用最为广泛的是三流道外混式工艺烧嘴技术，其工作原理在于高温环境中，通过烧嘴在气化炉中喷入氧气与水煤浆，发生化学反应并生成煤气，整个工艺质量取决于烧嘴质量，一旦烧嘴出现故障，就难以正常进行气化，因而必须要重视烧嘴质量的提高。
1.2烧嘴结构特点及原理当前，气流床气化工艺应用范围广，其特点表现为，气流作用下分割开每一煤粒，相互不影响，独立发生膨胀与软化，反应并完全形成熔渣，在此过程中，烧嘴发挥的作用是非常关键的。
烧嘴主要包含三个套管结构，为水煤浆与氧气提供了连接通道，从外向里延伸，喷头不断变小。
在此项工艺中，作为一种反应物，氧气对水煤浆发挥着雾化剂作用。
借助两个流道，氧气能够到达烧嘴顶部，其中氧气分为中心氧与外环氧两部分。
水煤浆气化工艺烧嘴，是介质性雾化烧嘴的一种，氧气有很高的流速，而水煤浆流速却比较低，两者接触后形成碰撞与摩擦，击碎水煤浆。
1适用范围本规程适用于××××煤化工集团有限公司Ⅰ期、Ⅱ期装置气化炉烧嘴（Z1301）的整体拆装、解体检查、检修、检验和日常维护。
2结构简介水煤浆加压气化德士古烧嘴的结构属于同心三流道喷嘴。
流道从内到外依次分为中心氧通道、煤浆通道和外环氧通道。
中心氧通道和外环氧通道走的介质是氧气，煤浆通道走的介质是水煤浆。
德士古烧嘴（以下简称烧嘴）结构如图一所示：图一说明3 完好标准 3.1零、部件3.1.1 烧嘴零、部件的冲蚀、腐蚀应在允许范围内。
序号 名称材质 序号 名称材质1、2、3 内、中、外烧嘴 组合件 19、20 1 1／2″直管 InconeL600 4、5 冷却水进、出口管 InconeL600 21 1 1／2″等径三通 InconeL600 6 6″直管InconeL600 22 1 1／2″盲板法兰 1Cr18Ni9Ti 7 6″×6″×5″三通 InconeL600 23 1 1／2″对焊法兰 InconeL600 8 5″直管 InconeL600 24 1 1／2″R20八角垫 316L9 5″对焊法兰 InconeL600 25、26 M27×120双头螺栓 40Cr 、45# 10 铭牌组合件 27、28 弹簧垫圈M 2711 6″对焊法兰 1Cr18Ni9Ti 29 4″R37八角垫316L12 6″R45八角垫 316L30、31 M30×160双头螺栓 40Cr 、45# 13 6″平焊法兰 1Cr18Ni9Ti 32、33 弹簧垫圈M 3014 4″直管 InconeL600 34、35 M30×180双头螺栓 40Cr 、45# 15 4″对焊法兰1Cr18Ni9Ti 36、37 弹簧垫圈M 30 16 4″×4″×4″三通 1Cr18Ni9Ti 38 进出口法兰组件17、184″直管、对焊法兰1Cr18Ni9Ti39安装法兰15CrMo3.1.2 烧嘴零、部件应无变形和内部缺陷。
水煤浆气化工艺中的问题分析与改进摘要：本文通过对气化系统、灰水处理系统、联锁系统，进行分析寻找对应的解决措施与改良方法，希望能够给有关人士提供一定的参考价值。
关键词：水煤；浆气化；工艺中；问题1水煤浆气化装置的概况1.1装置的简述某公司在合成氨的年生产量可以达到30万吨，尿素则可以达到52万吨，在气化装置方面，完整的气化装置总共包含制浆、气化及后续对渣水进行处理的三套系统。
1.2装置运行情况的概述需要注意的是，中国海油的首套煤气化装置便是该气化装置，但是系统也存在以下主要问题：第一，煤仓在运行中会经常出现煤被堵住的现象，料机皮带也会因为煤量的原因造成毁损，导致磨煤机的入料管线发生堵塞的现象，在共同作用下导致煤浆的最终输入量与标准要求相差甚远，而气化炉也经常需要被迫进行减负荷。
第二，磨煤机筒体螺栓存在严重漏浆问题，环境受到污染，同时将煤浆流入磨煤机的小齿轮轴承中，难以把持其原有的使用期限。
第三，当地煤成分掺杂较多杂质，由于烧嘴压差较低而使气化炉联锁停车高达十几次。
第四，在采取比较长的激冷水系列管线的时候，极易造成停车备炉在清洗与检修的过程中无法对断口进行清理，同时热量运行不够充分，运行周期大大缩减。
2气化系统的改良2.1工艺烧嘴的改良1.烧嘴压差波动时的现象。
烧嘴压差波动，表明煤浆在烧嘴处雾化效果变差，部分煤浆未经充分反应就被高速的气流带出气化炉燃烧室，在煤浆流量几乎没有变化的情况下，气化效率下降、产气率降低而导致气化炉压力下降、高压煤浆泵出口压力持续下降，由于氧气与煤浆在烧嘴头部混合，煤浆压力降低造成氧气流量不断上涨，气化炉因处于过氧状态而温度上涨，工艺气组分发生明显变化——CH4、CO含量下降而CO2含量上升，有效气含量明显降低；与此同时，经过长期的操作观察，烧嘴压差波动具有偶然性，有时波动小，有时波动大，甚至会出现烧嘴压差降为负值的情况，经过一段时间后有时又会突然上涨恢复至正常值，如此反复。
水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题分析摘要：水煤浆气化炉未能长周期运行的重要原因在于气化工艺烧嘴容易损坏。
同时，损坏烧嘴的主要因素包含：损坏的冷却水盘管、物理腐蚀、化学影响以及破坏的应力等方面。
通过对破坏因素的全面探讨，有针对性的采取有效的改进措施，延长使用烧嘴的时间，尽可能降低流速，引进先进材质，合理优化结构等。
关键词：水煤浆；气化炉工艺；工艺烧嘴一、水煤浆加压气化炉工艺烧嘴使用寿命提高的捷径1.1中喷头(1)在满足流量要求和雾化要求的前提下，需尽可能降低预混合腔的出口流速。
当颗粒流速达到某一数值(临界速度)时，磨损率就会明显增大。
尽量使预混合腔出口物料的流速低于材料磨损的临界流速，其使用中喷头的时间势必受到一定程度的影响。
(2)改善表面结构性能，如保证表面的光洁度、保证材料内在质量的均匀、在中喷头内孔表面喷涂抗磨材料，以改善其抗磨性能。
需要注意的是：涂层的厚度具有一定的限制，不然会造成脱落，当然此改进方式也有一定的局限性。
1.2外喷头(1)将外喷头的材料改成多孔陶瓷或多孔金属，使部分氧气通过多孔介质直接喷入气化炉，可保证端面的有效冷却，防止高温带来的所有问题。
如果能用多孔陶瓷实施，化学腐蚀和物理磨损也有可能同时得到解决。
(2)为外喷头的端面加装防热保护板，保护板的材料选择及连接方式应该是需要解决的主要问题。
(3)利用热喷涂技术将特种耐热、耐腐蚀的合金粉末喷涂到外喷头端面，可以起到良好的防热、防腐作用，大大延长外喷头的使用寿命。
通过筛选特种合金粉末的种类和改良热喷涂工艺，相信这种方案能够取得令人满意的效果。
当前，该工艺方案已经开始实施，工业化运行效果令人满意。
二、水煤浆气化炉工艺烧嘴寿命短的内因2.1设计工艺烧嘴的基本原则(1)一般使用同心三套管的架构形式。
可设计缩口形式的烧嘴中心氧管出口，主要用来加速中心氧，端头与烧嘴断面基准面的距离保持在一定的缩入量内，构成与中心氧的一个水煤浆预混合腔。
同时，也可设计成缩口形式的水煤浆管路出口，保证其具备相应的速度进入预混合腔的水煤浆。
