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气化炉烧嘴失效分析陈斌，侯洪文钟彦平，张玉福。
郭志军（中石油宁夏分公司，银川７５００２６）（兰州石油机械研究所，兰州７３００５０）摘要：随着能源结构的变化，大化肥装置的气化炉普遍进行了油改气，但随着气化炉负荷的提高，炉膛温度上升，烧嘴的失效问题日益突出，主要表现有烧嘴的烧损和冷却水夹套焊缝泄漏。
从材料的选择、制造、使用等方面着重分析和讨论了高温、腐蚀、应力等因素对其失效行为的影响，并提出了解决措施。
关键词：气化炉；烧嘴；高温腐蚀；焊接缺陷；腐蚀疲劳；失效分析；中国分类号：ＴＧｌ４２．３３文献标识码：Ａ文章编号：１００１－－４０１２（２００５）增刊１概述气化炉是合成氨生产的龙头设备，以前是将经预热的渣油和氧气适当配比混合燃烧生成工艺气体。
为适应新的能源结构的变化，现在是将天然气和氧气以适当配比混合，经不完全燃烧生成所需工艺气。
经过预热的高压氧气（８０℃、１０．ｏＭＰａ）和天然气（３０４℃、１０．０ＭＰａ）分别通过烧嘴的中心管和环隙喷入气化炉燃烧室，混合燃烧，燃烧后炉内气氛Ｈ。
为６１～６２％、ＣＯ约３２％、ＣＯ：为５．８％～６％、水蒸气＜２％。
目前我国进口的多套５２０×ｉ０３ｔ尿素装置的合成氨生产的气化炉是采用美国德士古公司的专利，烧嘴加装在燃烧室顶部，烧嘴各部材料均采用镍基变形超耐热合金Ｉｎｃｏｎｅｌ６００制造。
该烧嘴由物料输送部分、物料混合部分和冷却部分水冷盘管和水夹套组成。
冷却水为去离子水，进水温度２８—３２℃，出水温度３８＂－－４２℃、压力１．６ＭＰａ。
由于原料含有一定量的杂质，同时，有效气即具有氧化性，又具有还原性，其腐蚀行为相当复杂。
实际操作中炉膛温度１４００～１４５０℃，尽管有循环水冷却，正常工作时烧嘴表面温度仍然到达９００℃左右。
从历次对气化炉烧嘴检验的结果分析可知，其头部的外表面呈现严重的疲劳腐蚀开裂特征，同时，伴有晶间、沿晶、穿晶特性，而且，裂纹主要集中在冷却水夹套端面部位。
图1四喷嘴水煤浆烧嘴结构示意图气化炉烧嘴烧损的失效分析及延长使用寿命建议苏毅1，姚敏2，赵子通1，井云环2，曾磊斌贝1，罗春桃2，张世程1（1.中国船舶重工集团公司第七一一研究所，上海201108；2.神华宁夏煤业集团，宁夏银川750000）收稿日期：2017-11-01基金项目：上海市青年科技启明星计划(B 类)（16QB1404800）作者简介：苏毅（1983—），男，陕西西安，高级工程师，博士，2006年本科毕业于上海交通大学热能工程专业，现从事煤气化技术研究工作，E-mail ：colinsuyi@ 。
1概述近年来，煤气化技术迅速发展，各种气化炉型在工业化装置中不断得到改进和完善[1-3]。
气化烧嘴作为煤气化炉的核心设备，其使用寿命和性能是制约气化炉安全稳定长周期运行的关键。
这是由于气化烧嘴长时间处于高温、高压、纯氧以及酸性腐蚀的环境下，通常气化烧嘴的工作压力在4MPa ~6MPa ，气化炉炉膛平均温度1400℃左右，烧嘴头部受到超过2000℃火焰的强烈辐射。
此外，烧嘴还受到氧气、煤粉或煤浆的高速冲刷磨损。
因此，气化炉工艺烧嘴的平均使用寿命仅为40天~150天。
为此，一些研究者针对气化烧嘴的失效开展了分析研究工作。
李聿营等[4-7]分析了Texaco 工艺烧嘴烧损的主要原因，从热应力导致金属开裂以及高温腐蚀等方面做了详细探讨。
宋兵[8]对水煤浆电站锅炉中的煤浆喷嘴烧损原因进行了研究，着重对煤浆磨损导致的金属破坏提出了解决方案及试验验证。
中船重工七一一所针对神华宁煤一台典型烧损的四喷嘴对置水煤浆气化烧嘴开展了深入的分析工作，采用计算机仿真计算、金属失效分析等技术手段，对烧损原因进行了剖析。
从金属材料等级、耐热涂层和冷却水通道设计等方面给出了合理的建议。
2烧嘴结构及烧损形式四喷嘴水煤浆烧嘴的头部结构如图1所示。
烧嘴共有3个工艺通道，由内向外分别为中心氧气、煤浆和外环氧气的通道。
在外环氧的外侧，即烧嘴向火面设有冷却水夹套。
东方气化炉检修工作总结
近期，我们对东方气化炉进行了一次全面的检修工作，以确保设备的正常运行和安全性。
在此次检修工作中，我们克服了许多困难，取得了一定的成果。
现在，我将对这次检修工作进行总结，以便为今后的工作提供参考。
首先，我们对东方气化炉的各个部件进行了仔细的检查，包括炉体、燃烧器、炉排、烟囱等。
通过检查，我们发现了一些小问题，并及时进行了修复和更换，以避免出现大的安全隐患。
同时，我们还对设备的运行情况进行了详细的记录，以便为今后的维护工作提供参考。
其次，我们对东方气化炉的控制系统进行了全面的检测和调试。
我们发现了一些控制系统的故障，并及时进行了修复和调整，以确保设备的正常运行。
同时，我们还对控制系统的运行参数进行了优化，以提高设备的运行效率和节能性能。
最后，我们对东方气化炉的安全防护设施进行了全面的检查和测试。
我们对设备的安全防护装置进行了仔细的检查，并对其进行了调整和维护，以确保设备的安全性能。
同时，我们还对设备的安全操作规程进行了全面的检查和修订，以提高员工的安全意识和操作水平。
通过这次检修工作，我们不仅及时发现了设备存在的问题，及时进行了修复和调整，而且还为今后的工作提供了宝贵的经验和教训。
我们将继续加强对设备的维护和管理，确保设备的正常运行和安全性能。
同时，我们还将加强员工的培训和教育，提高员工的技术水平和安全意识，为东方气化炉的长期稳定运行提供保障。
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。
浅谈一体化开工烧嘴在干煤粉气化炉中的应用运用霍尼韦尔公司的EPKS控制系统对一体化开工烧嘴进行顺序控制，使气化炉能够快速升温升压，从而缩短了四条煤线投入的时间，为气化安全稳定运行提供了有力的保障。
对于原设计中点火烧嘴的投用成为备选方案，以便一体化打火枪烧坏时，不会影响气化开工。
标签：气化炉；开工烧嘴；顺序控制内蒙古世林化工煤制甲醇装置气化工艺采用西安热工院两段式干煤粉专利技术，气化炉膛温度高达1400～1600℃，压力4.0MPa，通过四个煤烧嘴来喷吹，此时碳转化率可以高达99%以上，氧耗非常低冷煤气效率也高，液态排渣，产品气体还洁净，有效气体（CO+H2）成分也很高。
气化装置的控制系统采用美国Honeywell的EPKS系统，此DCS操作简便，功能强大，对复杂的工艺有很好的处理能力，能保证装置安全、稳定的运行。
1 DCS系统构成一体化开工烧嘴控制系统的主要配置如图1。
上层为节点总线，通过FTE网连接，其通信协议符合TCP/IP协议，采用总线结构形式，双绞线传输，其传输速率可以达到100Mb/s，这一层上有2台服务器，互为冗余，9台操作站。
底层是霍尼韦尔公司特有的过程控制网，连接了5对冗余的控制器并通过防火墙，连接到交换机上，主控制器通过IOLINK连接到各种类型的卡件上，并对整个装置进行控制。
2 EPKS系统的优势EPKS系统的服务器是基于WINDOW SERVER 2003平台使用的，而操作站是基于WINDOW XP，为用户提供了一个方便、简单、易学的操作组态环境。
系统采用双冗余结构，系统运行稳定、可靠。
各种AI、AO、DI、DO模块都实时进行数据采集，各种控制逻辑运算块更为系统的无扰切换提供了有力的保障，逻辑块通俗易懂，很容易被新学员所接受。
工程师站具有组态及操作员站的双重功能，操作员站及控制器提供了一个良好的接口，各种过程输入/输出卡件类型齐全，具有自诊断功能，能接受各种模拟量及数字量的信号，并具有自动切换功能，支持热插拔，可以在线更换。
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。
工艺烧嘴泵收获心得我公司“18²30”工程气化工序采用的是德士古水煤浆加压气化工艺，为美国德士古公司的专利技术。
投用后，气化炉工艺烧嘴的使用周期很短，基本只能维持10d左右，有时不到1周，远达不到设计使用寿命(连续运行40d)，严重制约了系统的正常运行和经济效益。
在公司相关技术人员的努力下，经反复攻关，终于将这一难题成功解决。
现工艺烧嘴的使用周期一般都在35d左右，最长连续运行51d，满足了系统正常生产的需要，也使“18²30”系统工程基本达到了项目设计初期的预计经济指标。
1 工艺烧嘴基本情况德士古炉工艺烧嘴(见图1)为两套管、三通道、外加冷却水盘管结构，从内至外分别为中心氧管、煤浆管以及外环氧管。
外环氧管与煤浆管所夹环形通道经流介质为纯度≥99.6％、压力为5.0MPa的氧气，从中外喷头所夹环隙喷出，其作用是使原料煤浆均匀雾化并与之发生化学反应使其气化；中间煤浆管与中心氧管之间通道经流介质为浓度62％、压力4.1MPa的原料煤浆，从中喷头喷出，进入气化炉内与氧气发生化学反应生成产品煤气；内侧中心氧管经流介质为与外环氧同一来源的高压氧气，从内喷头喷出后与原料煤浆混合，出烧嘴后最终亦参与化学反应。
中心氧的另一个主要作用是利用其出烧嘴后与炉膛内的压差所产生的流速，牵引烧嘴的火焰，使气化反应区域在炉膛内达到一个理想的范围。
图1中，C为外环氧通道宽度，即外环隙，设计值为3.32±0.25mm；H1为内喷头出口至外喷头出口端面距离，设计值为69.85mm；D2’为中喷头出口外径，设计值为38.4±0.05m。
2 发现的问题(1)烧嘴投用数天后煤浆压差开始下降，随即产生波动；降低负荷后情况有所好转，但不能长时间维持。
(2)以筒体最上层T1438坡面炉砖与其下的T1437砖交接处为中心，有一明显的圆周状冲蚀带，且发展较快。
6.5MPa水煤浆气化炉烧嘴修复工艺分析6.5MPa水煤浆气化炉烧嘴修复工艺分析1 概述渭河煤化工集团有限责任公司水煤浆气化装置原设计压力为6.5MPa，采用德士古气化技术，烧嘴采用德士古三环式烧嘴，由于运行压力较高，水煤浆的冲刷严重，再加上吸收消化国外技术仍有待提高，烧嘴经常损坏。
平时损坏的仅是喷头部位，但有时由于炉内反应异常等各种原因，造成喷嘴部分过烧而损坏，这给修复带来较大难度。
经过对烧嘴作全面的检测，在作了较多试验的基础上，修复了2台烧嘴(见图1)。
2 修复前分析检测2.1 宏观检测检查烧嘴各部分，烧嘴头部(外、中喷头)已经明显损坏，需要更换，盘管点蚀也非常严重，有些深度已达1.0～1.5mm，而且比较多，也需要更换。
另外，检测与喷头相连的中心管子，发现其有明显的弯曲，测量结果弯曲分别有6mm左右。
头部相连部分也有过烧的现象。
其他的法兰、进出口管子、三通等仍比较完好，没有发现缺陷。
初步检查结论：烧嘴外喷头、中喷头、盘管、外管、中管必须更换，其中中心管如图1外管从 A—A、内管从B—B以下部分开始弯曲，因此要从A—A、B—B处进行更换，其余部分尚待分析。
2.2 高温拉伸在图1A—A剖面右边取料做拉伸试验，检验此处材料是否变质。
按GB—228试验标准做拉伸，其结果与原始材料对比见表1(试样φ68mm×11mm，计算尺寸φ5mm，设备型号WE-300)。
从表1得知，在A—A、B—B处的INCONEL材料性能与原材料基本一致，性能基本没受破坏。
2.3 焊缝探伤检测见图1，对B01至B06进行射线RT检测，评定标准采用压力容器JB4703标准，检测结果表明，所有焊缝都达到Ⅱ级以上，说明烧嘴固定法兰上部的焊缝仍然可靠。
2.4 强度试验把内、中、外喷嘴全部组装在一起，对固定法兰的上部分进行强度和渗漏试验。
按照德士古公司进口图纸要求，整体进行水压试验，试验压力16.6MPa，保压30min。
在试压前要适当对几个八角垫密封面进行修复、研磨，试压时要缓慢升压。
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。
浅谈水煤浆汽化炉烧嘴的有关问题作者：潘强来源：《科学与财富》2019年第04期摘要：德士古水煤浆气化工艺是以纯氧和水煤浆为原料，在加压无催化剂条件下进行部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为主要有效气体成分的粗合成气，而工艺烧嘴作为水煤浆气化炉的核心设备，其使用寿命和性能是制约德士古气化炉安全稳定长周期运行的关键。
关键词：气化炉;烧嘴结构;损坏;分析;预防一.气化炉烧嘴的结构形成气化炉烧嘴的整体材质采用InconeI600，头部向火面一般采用镍基高温合金材质，工作压力在4MPa-6MPa，构造为三流道式套管结构：⑴中心通道为氧气（中心氧区），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腔。
⑵中间通道为水煤浆，水煤浆的出口管路也设计成缩口形式，使进入预混腔的水煤浆具备一定的速度。
在预混腔内，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。
⑶外层通道为氧气（外环氧区），外环氧管口的缩入量更大一些，目的是提供更高流速的氧气量。
⑷烧嘴喷头处设有冷却水盘管。
二.烧嘴的工作原理中心氧通道和外环氧通道的高流速纯氧与中间通道的水煤浆在喷头处混合在氧气的冲击下，煤浆以调整雾状形式喷入气化炉，达到充分雾化煤浆的效果。
三.影响烧嘴使用寿命的因素分析及预防1.流通道调节比影响在正常生产中无论是中心氧还是水煤浆及外环氧的流通面积，均有各自流量要求，如果中心氧量控制过小，将达不到对水煤浆的稀释和加速作用，相反如果中心氧量控制的过大，一方面有可能会对中心管口处的磨损加重，降低烧嘴的使用寿命，另一方面会使整个烧嘴出口火焰变的细长，直接影响到气化炉内燃烧区.二次反应区和回流反应区的形成，改变了雾化效果降低气化效率。
同时会造成烧嘴局部过氧，增加烧嘴周围富氧量，产生高温导致烧嘴端面烧蚀和龟裂。
因此在压力一定的条件下，为了保证充分的雾化煤浆效果，减少对烧嘴的损坏，中心氧气的调节比例一般为总氧气量的12%-16%。
水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题分析摘要：本文对水煤浆气化炉工艺烧嘴常见的故障问题进行了罗列，并对造成故障问题的影响因素进行了分析，在此基础上又对其改善策略进行了论述。
关键词：工艺烧嘴；水煤浆；气化炉；使用寿命；问题；策略引言：工艺烧嘴是煤气化装置中需要用到的关键设备，其为氧气和水煤浆的混合雾化提供了路径，以使二者进入到气化炉后在燃烧室中发生反应生成粗合成气。
其应用公司主要为中石化南化公司，其制造商主要为北京航天石化技术装备工程公司和GE。
一、常见故障问题工艺烧嘴的工作环境处于高温高压状态下，故工艺烧嘴容易出现使用寿命较短的问题，很容易导致非计划停车，进而使得气化炉系统难以实现长周期运行。
常见的故障主要表现为以下几方面：1.外环氧喷嘴向火面出现热疲劳裂纹甚至沟槽，裂纹或沟槽圆周或者径向形状。
2.煤浆喷嘴出现较为严重的磨损，变薄且同心度变差。
3.外环氧喷嘴头与冷却水盘管进口端相互连接的地方容易出现断裂状态的穿透裂纹【1】。
二、影响因素1.操作温度炉膛是水煤浆气化炉工艺烧嘴的工作空间，其内部温度可达到1350。
，虽然会在工艺烧嘴头部安装水夹套和冷却盘管，对其进行降温保护，但高温气体的侵蚀灼烧还是会对工艺烧嘴造成较为严重的损害。
炉膛内的温度越高，这种损害就越为严重。
除此之外炉膛内巨大的温度波动，也会因温差而对工艺烧嘴造成严重的损害。
可以说工艺烧嘴的喷嘴部位集中了整个工艺机械加工应力，但喷嘴的焊接部件在厚度和材质上都不相同，这就导致喷在高温环境中释放应力过程中，会因为热疲劳而导致喷嘴出现裂纹，裂纹一旦形成会随着使用快速增大，最终导致焊缝开裂、烧嘴头部龟裂等问题。
1.燃煤品质燃煤的品质可以影响煤的灰熔点，而煤的灰熔点直接影响着炉膛内的比氧耗和炉温。
灰熔点越高的燃煤，越容易形成挂渣层和渣瘤，进而增加了工艺烧嘴穿透的几率。
燃煤在气化炉内部燃烧时，会在气化炉内部留下一些残留物，这些残留物挂在气化炉炉膛的表层形成挂渣层。
气化炉烧嘴技术研究工作总结兖矿鲁南化肥厂二OO七年五月目录验收材料之一：项目概述一、总论二、气化炉烧嘴原运行状况三、国内外研究的现状四、项目建设的目的和意义五、研究开发的主要内容和目标验收材料之二：工作报告一、项目提出的背景二、项目立项三、项目技术研究过程四、项目实施过程五、项目实施过程中的难点及解决措施六、项目实施后的运行调试验收材料之三：技术研究报告一、国内外现状二、现有装置的调查与测试三、主要设备配置四、项目实施过程五、关键技术及创新点验收材料之四：工业应用报告一、目前情况简介二、项目实施情况三、工艺流程及主要工艺指标四、项目考核过程描述五、项目运行考核结论验收材料之五：经济效益和社会效益分析一、经济效益分析二、社会效益分析气化炉烧嘴技术研究项目概述二OO七年五月一、总论鲁南化肥厂建设于六十年代，是全国同期建设八个大型氮肥厂之一（年产6万吨合成氨，后经过填平补齐扩产到8万吨合成氨），设计使用焦炭为原料，采用固定层造气制取半水煤气，后又改用无烟煤为原料。
1987年经化工部、国家计委批准，鲁南化肥厂引进美国德士古水煤浆加压气化技术，建设我国第一套水煤浆加压气化装置。
该装置仅引进了工艺软件包（PDP）和进口少数关键设备，于93年4月建成并试车，94年3月完成了化工部组织的72小时满负荷考核，94年6月通过了化工部专家组的技术鉴定，95年产量达到了设计值。
经过几年的技术改造和攻关，我们消化吸收并发展了水煤浆加压气化技术，于95年12月我厂的“水煤浆加压气化及气体净化制合成氨新工艺”荣获国家科技进步一等奖，形成了我厂独有的生产技术。
1990年鲁化在国内第一个引进美国德士古水煤浆加压气化技术的基础上，经过消化、吸收和创新，于2002年新上第三台气化炉，该装置完全立足于国内，国产化率达到100％。
多年来，我们不断实施技术创新占领煤化工技术制高点。
烧嘴属于易损件，其材料采用INCONEL600和YRS188耐高温、耐冲刷、耐腐蚀、耐磨损Ni基特殊钢材，价格比较昂贵，多数是美国进口（每套进口价约40万元人民币），目前兖矿鲁化的烧嘴正常使用时间为80～90天，在国内同行业中处于领先水平。
万方数据第２期李晓忠等．油改气气化炉烧嘴的研制过程总结及改进措施Ｉ型烧嘴的研制由西安航天十一所独立设计、制造，冷却水夹套采用折流板结构，主体材料先后选用２５２０、Ｉｎｃｏｎｅｌ６００、航天专用料，物料流道采用同心环四流道式结构，安装时要求采用火盆遮蔽，见图１，２。
该设计依托于航天发动机的燃烧理论，完全自主开发，特点是物料的混合率高，反应后有效气体成分高，但是由于其反应区较高，拱顶热负荷高，对烧嘴的热辐射强度大，易引起火盆和烧嘴的疲劳破坏；该型烧嘴结构较复杂。
在Ｉ型烧嘴无法满足生产运行的情况下，对其进行解剖发现设计不合理。
２．２第２阶段图３ＩＩ型烧嘴图４Ⅱ型烧嘴流道布置图Ⅱ型烧嘴是在Ｉ型烧嘴无法满足生产要求时，由中石化兰州设计院、华东理工大学和兰州石化分公司共同进行设计开发，西安航天十一所火箭发动机厂制造的。
该方案冷却水夹套参考了原气化炉渣油烧嘴夹套射流冷却结构，主体材料选用Ｉｎｃｏｎｅｌ６００，物料流道采用同心环四流道式结构，安装时要求采用火盆遮蔽，图３，ｇ。
在华东理工大学进行了烧嘴和气化炉的联动模拟试验，特点是反应区明显下移，有效气体成分略有下降，但仍未达到设计要求，水冷夹套唇部焊缝易产生开裂现象；该型烧嘴结构复杂，加工难度大，修复成本高。
结构夹套在燃烧渣油条件下可使用５０００～８０００ｈ，Ｓｈｅｌｌ公司专家认为该结构夹套用于天然气烧嘴是可行的，且在马来西亚和美国都有使用业绩，周期均在１年以上。
Ⅱ型烧嘴目前使用情况不好，应从炉口砖的改造和水冷却夹套的改造两方面结合考虑，进一步改进。
２．３第３阶段由中石化兰州设计院设计开发，西安航天十一所火箭发动机厂制造，Ⅲ型烧嘴冷却部分采用盘管及冷却水环结构，主体材料选用Ｉｎｃｏｎｅｌ６００，物料流道采用同心环四流道式结构，安装时不需火盆遮蔽。
流道布置同Ⅱ型烧嘴，外形结构见图５，Ⅲ型烧嘴在保留Ⅱ型烧嘴流道结构并进一步优化的同时，冷却水采用盘管结构，特点是冷却部分受热辐射面积降低，冷却盘管热应力吸收好，冷却水环采用耐高温合金材料，抗热性能好；烧嘴结构较简单，加工制造容易。
水煤浆气化炉烧嘴国产化改造论述水煤浆气化炉烧嘴国产化改造论述一、引言在当前环境保护和节能减排的形势下，水煤浆气化技术因其高效能、低污染等特点备受关注。
作为水煤浆气化炉的关键部件，烧嘴在燃烧过程中起着至关重要的作用。
然而，我国水煤浆气化炉烧嘴技术一直以来依赖进口，国产化改造亟待加强。
本文将从深度和广度两方面对水煤浆气化炉烧嘴国产化改造进行全面评估，并提出个人观点和理解。
二、水煤浆气化炉烧嘴的关键作用1. 水煤浆气化炉烧嘴是将水煤浆喷入炉膛并燃烧的关键设备之一。
2. 烧嘴的设计和性能直接影响到水煤浆气化炉的稳定运行和燃烧效率。
3. 研发和改造国产化的烧嘴对于提高我国水煤浆气化技术的自主创新能力至关重要。
三、水煤浆气化炉烧嘴国产化改造现状1. 目前我国水煤浆气化炉烧嘴技术大部分依赖进口，自主研发和国产化程度较低。
2. 国内一些科研单位和企业已经开始尝试国产化改造，但进展缓慢，存在技术难题和瓶颈。
3. 国际先进技术和经验的引进对于推动国产化改造起到了积极的促进作用。
四、水煤浆气化炉烧嘴国产化改造的关键技术难点1. 烧嘴材料和结构的优化设计，以适应水煤浆气化炉的高温、高压、腐蚀等严苛工况。
2. 燃烧效率和稳定性的提升，降低烧嘴的能耗和排放。
3. 技术集成和系统优化，提高国产化改造的整体效益和可靠性。
五、水煤浆气化炉烧嘴国产化改造的前景展望1. 随着我国水煤浆气化技术的不断完善和市场需求的增长，国产化改造具有巨大的发展空间和市场潜力。
2. 国家政策的大力支持和资金的投入将为国产化改造提供有力的保障和支持。
3. 科研单位、企业和行业协会之间的合作将促进国产化改造的技术共享和进步，推动水煤浆气化炉烧嘴国产化改造向前迈进。
六、个人观点和理解作为水煤浆气化炉烧嘴国产化改造的相关从业者，我深知国产化的重要性和挑战。
在未来的工作中，我将继续积极参与国产化改造项目，不断提升自身的技术水平和创新能力，为我国水煤浆气化技术的发展贡献自己的一份力量。
气化炉烧嘴技术研究工作总结兖矿鲁南化肥厂二OO七年五月目录验收材料之一：项目概述一、总论二、气化炉烧嘴原运行状况三、国内外研究的现状四、项目建设的目的和意义五、研究开发的主要内容和目标验收材料之二：工作报告一、项目提出的背景二、项目立项三、项目技术研究过程四、项目实施过程五、项目实施过程中的难点及解决措施六、项目实施后的运行调试验收材料之三：技术研究报告一、国内外现状二、现有装置的调查与测试三、主要设备配置四、项目实施过程五、关键技术及创新点验收材料之四：工业应用报告一、目前情况简介二、项目实施情况三、工艺流程及主要工艺指标四、项目考核过程描述五、项目运行考核结论验收材料之五：经济效益和社会效益分析一、经济效益分析二、社会效益分析气化炉烧嘴技术研究项目概述二OO七年五月一、总论鲁南化肥厂建设于六十年代，是全国同期建设八个大型氮肥厂之一（年产6万吨合成氨，后经过填平补齐扩产到8万吨合成氨），设计使用焦炭为原料，采用固定层造气制取半水煤气，后又改用无烟煤为原料。
1987年经化工部、国家计委批准，鲁南化肥厂引进美国德士古水煤浆加压气化技术，建设我国第一套水煤浆加压气化装置。
该装置仅引进了工艺软件包（PDP）和进口少数关键设备，于93年4月建成并试车，94年3月完成了化工部组织的72小时满负荷考核，94年6月通过了化工部专家组的技术鉴定，95年产量达到了设计值。
经过几年的技术改造和攻关，我们消化吸收并发展了水煤浆加压气化技术，于95年12月我厂的“水煤浆加压气化及气体净化制合成氨新工艺”荣获国家科技进步一等奖，形成了我厂独有的生产技术。
1990年鲁化在国内第一个引进美国德士古水煤浆加压气化技术的基础上，经过消化、吸收和创新，于2002年新上第三台气化炉，该装置完全立足于国内，国产化率达到100％。
多年来，我们不断实施技术创新占领煤化工技术制高点。
烧嘴属于易损件，其材料采用INCONEL600和YRS188耐高温、耐冲刷、耐腐蚀、耐磨损Ni基特殊钢材，价格比较昂贵，多数是美国进口（每套进口价约40万元人民币），目前兖矿鲁化的烧嘴正常使用时间为80～90天，在国内同行业中处于领先水平。
比国际水平还有一定的差距，所以要降低水煤气制备的成本，只有在烧咀的制造和修复技术方面进行突破。
从1994年至今，兖矿鲁化一直在摸索研发该部件的技术突破，也总结了很多的经验，为了进一步创出高科技的新型耐磨烧嘴，特组织对烧嘴的结构，材料，制作、焊接，修复进行系统攻关。
二、气化炉烧嘴原运行状况煤气化作为一种洁净煤技术，为我国煤化工行业的可持续发展提供了技术保证，但气化炉烧嘴的使用寿命短一直是制约气化炉长周期运行的难题，原烧嘴的最长运行周期为101天，正常为90天左右，烧嘴到使用后期存在煤浆喷头磨损大，雾化效果差，容易造成煤浆偏流现象，制约系统长周期运行，且煤渣中含碳量较高，直接影响经济效益。
每次更换烧嘴时也将损失一定量煤浆与合成气。
三、国内外研究现状在兖矿鲁南化肥厂研究延长气化炉烧嘴使用寿命之前，国内对此项目的研究是一片空白，为继续占领煤化工技术制高点，我厂与华东理工大学、水煤浆加压气化及煤化工国家工程研究中心共同开发的新型水煤浆气化喷嘴从1994年至今，兖矿鲁化一直在摸索研发该部件的技术突破，也总结了很多的经验，为了进一步创出高科技的新型耐磨烧嘴，特组织对烧嘴的结构，材料，制作、焊接，修复进行系统攻关。
四、项目建设的目的和意义1、新型气化炉烧嘴的运行周期提高到150天以上（原烧嘴的运行时间为90天左右，最高101天）。
2、新型烧嘴各项技术指标均超过Texaco烧嘴，比Texaco烧嘴节煤~2.6％，节氧2％~5％，碳转化率提高~2％，3、填补国内空白，形成了中国水煤浆气化技术特色，达到国际领先水平。
五、研究开发的主要内容和目标此研究主要内容是：兖矿鲁化对工艺烧嘴的易损部件进行优化设计，采用新型耐磨材料，并委托华东理工大学制造该材料。
通过采用镶嵌耐磨材料达到耐温，耐蚀、耐冲刷，提高烧嘴的使用寿命；另外改变原有修复工艺，不切割一次氧喷头，整体修复端面，降低备件费用，改造使用的主要材料有煤浆喷头、托套、喷头。
预计使用寿命达150天以上，比目前使用烧嘴增加三分之一左右的使用寿命，实现历史性突破。
气化炉烧嘴技术研究工作报告二OO七年五月一、项目提出的背景1990年鲁化在国内第一个引进美国德士古水煤浆加压气化技术的基础上，经过消化、吸收和创新，于2002年新上第三台气化炉，该装置完全立足于国内，国产化率达到100％。
多年来，我们不断实施技术创新占领煤化工技术制高点。
烧嘴属于易损件，其材料采用INCONEL600和YRS188耐高温、耐冲刷、耐腐蚀、耐磨损Ni基特殊钢材，价格比较昂贵，多数是美国进口（每套进口价约40万元人民币），目前兖矿鲁化的烧嘴正常使用时间为80～90天，在国内同行业中处于领先水平。
比国际水平还有一定的差距，所以要降低水煤气制备的成本，只有在烧咀的制造和修复技术方面进行突破。
从1994年至今，兖矿鲁化一直在摸索研发该部件的技术突破，也总结了很多的经验，为了进一步创出高科技的新型耐磨烧嘴，特组织对烧嘴的结构，材料，制作、焊接，修复进行系统攻关。
二、项目立项该项目被集团公司列为2006年度的维持简单再生产投资计划，研究项目总投资为3.4万元。
三、项目技术研究过程1、首先将更换下的待修烧嘴进行清洗，详细测量、记录各部分磨损尺寸；2、选择合适的焊接工艺技术。
采用TIG焊接技术，保证该类材料焊接的质量，焊接技术掌握不好容易产生焊接裂纹和焊接变形，有可能造成喷头报废（因该类材料焊接性能较差，且不宜进行多次重复焊接）。
3、焊后的热处理也很关键，这关系到焊接应力的消除，尺寸、形状误差的控制，以及烧咀机械性能的保证，如强度、硬度、耐高温、耐冲刷、耐磨损性能。
4、严格控制焊后机械加工精度，使其达到满足生产需求的机械性能参数。
随着我国水煤浆气化技术迅速发展，也将会有大量的烧嘴需要检修，市场前景非常乐观，其社会效益和经济效益非常显著。
四、项目实施过程2006年6月，根据改造后的新型烧嘴方案，重新加工制作了新型烧嘴，2006年8月29日在德士古气化炉的B炉上使用，至2007年1月13日更换退出，连续使用151天，创国内外烧嘴运行的最高纪录。
五、项目实施过程中的难点及解决措施新型烧嘴在运行期间，因外部故障出现5次(4次连投)系统停车，烧嘴在使用期间自身未发生异常，但是系统运行的波动对新型烧嘴的使用寿命造成一定程度的影响。
在新型烧嘴使用期间，需要加强机电化仪各专业的综合管理力度，尽量减少气化炉的停车次数，减少对新型烧嘴的影响和冲击。
六、项目实施后的运行调试该烧嘴于2006年8月29日在B炉上使用，至2007年1月13日更换退出，累计运行151天(3625小时15分)，期间开停车5次(4次连投)，烧嘴在使用期间自身未发生异常。
运行时间见表1。
表1 新型烧嘴运行时间统计气化炉烧嘴技术研究技术研究报告二OO七年五月一、国内外现状目前兖矿鲁化的烧嘴正常使用时间为80～90天，在国内同行业中处于领先水平。
比国际水平还有一定的差距，所以要降低水煤气制备的成本，只有在烧咀的制造和修复技术方面进行突破。
从1994年至今，兖矿鲁化一直在摸索研发该部件的技术突破，也总结了很多的经验，为了进一步创出高科技的新型耐磨烧嘴，特组织对烧嘴的结构，材料，制作、焊接，修复进行系统攻关。
二、现有装置的调查与测试为了更好地摸索新型烧嘴的运行效果，完善新型烧嘴，和原有烧嘴的运行情况做好数据比较对照，于2007年4～5月进行了调查和测试。
表1：原烧嘴运行数据表2：新型烧嘴运行数据分析比较以上数据，新型烧嘴比原烧嘴碳转化率提高～1％、比氧耗下降7％、吨氨耗煤下降1.3％，合成氨产量提高0.63％，结论是新型烧嘴主要运行参数均优于原烧嘴，更重要的是新型烧嘴的主要优势在于运行周期长。
三、现在工业化流程水煤浆加压气化工艺属气流床气化，水煤浆进料，以纯氧为气化剂。
气化压力可在2.0MPa～8.5Mpa范围选择，气化温度约1300～1500℃，湿煤气主要含有CO、H2、CO2、H 2O、N2、H2S、CH4等。
在气化炉中进行的主要反应有：1）煤的热裂解与挥发物的燃烧气化；2）固定碳与气化剂（氧气、蒸汽）间的反应；3）反应生成气体彼此间进行的反应；4）生成的气体与气化剂、固定碳之间的反应。
原煤经湿磨制浆后成为63％（wt）左右的水煤浆，经过隔膜泵泵送与纯氧（98％）一起进入德士古喷嘴，煤浆经喷嘴雾化与氧气在气化炉内发生部分氧化反应生成水煤气（合成气）。
本装置气化炉压力3.0Mpa，温度1300℃左右。
合成气出气化炉后，经文氏管、洗涤塔增湿除尘后送往后工序，用于制合成氨或甲醇。
灰渣经锁灰斗收集，定期排出系统。
黑水经闪蒸回收热量，再沉降处理返回系统使用。
四、新型烧嘴完善技术研究1、新型烧嘴的工作原理烧嘴是将煤浆和氧气混合的设备，在烧嘴的端部煤浆和氧气的混合物以较高的速度离开烧嘴头部，同时会对烧嘴头部产生磨损，磨损程度决定了烧嘴的使用寿命，要想延长其使用寿命，必须从减轻煤浆对喷头的磨损着手解决。
为了最大限度减轻气化过程中对烧嘴喷头的磨损，一般烧嘴头部均选用新材料制作，也有将烧嘴中煤浆和氧气混合形式由预混改为预膜。
使煤浆与氧气混合形式由预混改变为预膜，从而减少煤浆对烧嘴的直接磨损，同时可提高产量。
2、新型烧嘴研究的主要内容（1）首先将更换下的待修烧嘴进行清洗，详细测量、记录尺寸；（2）选择合适的焊接工艺技术。
保证该类材料焊接的质量，焊接技术掌握不好容易产生焊接裂纹和焊接变形，有可能造成喷头报废（因该类材料焊接性能较差，且不宜进行多次重复焊接）。
（3）焊后的热处理也很关键，这关系到焊接应力的消除，尺寸、形状误差的控制，以及烧咀机械性能的保证，如强度、硬度、耐高温、耐冲刷、耐磨损性能。
（4）严格控制焊后机械加工精度，使其达到满足生产需求的机械性能参数。
六、主要设备配置七、项目实施过程2006年6月，根据改造后的新型烧嘴方案，重新加工制作了新型烧嘴，2006年8月29日在德士古气化炉的B炉上使用，至2007年1月13日更换退出，连续使用151天，创国内外烧嘴运行的最高纪录。
八、关键技术及创新点（1）通过采用达到耐温，耐蚀、耐冲刷，提高烧嘴的使用寿命；（2）焊后的热处理也很关键，这关系到焊接应力的消除，尺寸、形状误差的控制，以及烧咀机械性能的保证，如强度、硬度、耐高温、耐冲刷、耐磨损性能。
（3）严格控制焊后机械加工精度，使其达到满足生产需求的机械性能参数。
气化炉烧嘴技术研究工业应用报告二OO七年五月一、项目情况简介水煤浆加压气化技术是以煤为原料的具有国际先进水平的气化技术，这种技术代表着当今世界煤化工发展的方向和趋势。
