烧嘴压差对气化炉的影响

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1、烧嘴压差对气化炉的影响2015-11-05 14:00:23 浏览 243 前言烧嘴压差也称煤浆压差， 是指煤浆压力与气化炉压力之差，烧嘴压差能 反映出烧嘴磨损量及雾化效果。若烧嘴压差发生变化时， 应及时分析， 找出影响 烧嘴压差的因素，并及时调整工艺指标。 1 烧嘴压差波动对气化炉的影响 1.1 烧嘴压差低 煤浆物料出烧嘴的速度降低，外环氧不足以形成合适的雾化角度， 特别是烧嘴压差波动频繁会引起连锁反应，造成氧气压差波动；两者相互作用、 相互影响，导致烧嘴压差波动更为频繁；烧嘴雾化效果差，煤浆颗粒燃烧不完 全，渣中残碳含量升高；使有效气成分降低，碳的利用率下降。煤浆出口流速 下降，导致火焰离

2、烧嘴室太近，造成烧嘴安装法兰温度过高。物料会对烧嘴 室周围的耐火砖直接冲刷， 甚至损坏周围的耐火砖， 缩短耐火砖的使用寿命。 煤浆质量差时， 操作温度过高，烧嘴火焰不稳， 容易造成烧嘴回火， 烧坏烧嘴。 当烧嘴频繁出现回火时， 烧嘴的使用寿命呈几何倍数下降，甚至运行 1 周烧嘴即 被烧毁，引起气化炉联锁停车。 烧嘴回火的表现：烧嘴冷却水吸热过多，温差大；合成气质量差； 气化炉的温度出现波动，短时间内会出现200的温升，且升温的速度无法控 制；灰量增多或者合成气中甲烷含量上升。 1.2 烧嘴压差升高 若 大颗粒或其他较大直径的物体堵塞在烧嘴煤浆环隙头部以及头部有 大颗粒存在时，煤浆流速升高，但流

3、向不定，会随颗粒的运动而发生变化，降低 碳的转化率。烧嘴压差升高时，入炉煤浆流量减少，氧气相对过量，炉温会猛 升，而且不可控。 由于短时间内炉温大幅度波动，耐火砖在短时间内受到高温和 低温的双重影响，造成耐火砖表面热应力不均，导致耐火砖砖缝开裂；若情况 严重，则会造成气化炉炉壁温度升高，气化炉被迫停车；若停车不及时，还会发 生气化炉过氧爆炸事故。 2 影响烧嘴压差波动的因素 2.1 煤浆质量差 煤浆的含量或者黏度不合格都会引起烧嘴压差降低。当煤浆含量降低， 单位煤浆的质量下降， 膜盒压力表测得压力降低。 煤浆含量降低使气化炉运行经 济性下降，导致单位产品的比氧耗和比煤耗升高，特别是煤浆质量分数

4、低于59 气化炉的运行经济性下降。 煤浆的黏度发生变化时， 外环氧对煤浆的剪切力和中 心氧对煤浆的加速作用均会发生变化，致使烧嘴压差波动。 2.2 氧气流量调节阀的开度偏小 对 四喷嘴水煤浆气化而言，外环氧的出口速度决定了烧嘴雾化角度。 当氧气流量调节阀的开度偏小，氧气入炉前压力降低， 出口气体流速降低， 烧嘴 压差降低。由于两者是相互制约的，氧气流量调节阀持续小开度，烧嘴压差也 会长时间处于低限运行，特别是在烧嘴使用寿命后期运行时，此现象尤为突出。 2.3 高压煤浆泵系统出现问题当高压煤浆泵的进口被堵塞、 无物料时， 烧嘴压差下降迅速， 也是非常 危险的。进、出口单向阀卡住，关闭不严或者没有

5、开到位，均会对烧嘴压差造成 影响。驱动液段压力降低， 传递给隔膜的有效功率下降，煤浆从隔膜所获得的能 量下降，烧嘴压差也会随之降低。 出 现煤浆泵的进口压力、电流和出口压力快速下降时，可判断为煤浆 泵进口堵塞。煤浆泵的进、出口单向阀卡住时出现的现象：煤浆压差变小，甚 至为零；若煤浆泵电流快速下降的幅度较大，说明其不打量或者进口管线堵 塞或者进口单向阀卡住； 若电流开始无明显变化， 而系统压力缓慢下降， 电流 也随着压力缓慢下降，说明出口单向阀卡住；若电流明显升高，说明出口单 向阀打不开；煤浆流量计显示流量下降；煤浆泵进口压力为负值。 2.4 烧嘴质量问题 烧嘴存在质量问题， 例如烧嘴的同心度不

6、准及烧嘴通道内部的定位块脱 落，均会引起烧嘴压差波动。 2.5 煤浆环隙内有异物 煤 浆内有异物会引起烧嘴压差波动。 磨煤所用水的碱度和硬度较高时， 会在煤浆槽的内壁上形成结垢层，若煤浆槽的液位下降或者温度发生变化，这些 脱落的垢片随煤浆进入烧嘴，流动到烧嘴头部时，卡在煤浆环隙头部，煤浆泵 的压力、电流会出现瞬间升高。 垢片会随着煤浆泵压力的波动而运动，煤浆压力 持续累积，压差增大到一定程度，垢片会离开烧嘴的头部，煤浆泵的压力、电 流又瞬间恢复正常。 3 处理烧嘴压差波动的措施 3.1 控制煤浆质量 控制原料煤的水含量（确保内水质量分数 8） ，选择黏温特性较好、 操作温度范围宽及可磨性好的原

7、料煤能制得优质煤浆。煤浆的质量发生变化时， 应及时分析并找出原因，例如：若煤浆的粒度过粗，可以适当减少进煤量或者 增加棒的数量； 若粒度过细， 可适当加大进煤量或者减少棒的数量；如果煤浆浓 度高、黏度大，可降低煤水比； 若煤浆浓度低、 黏度大，可适当增大添加剂量。 如果煤浆浓度低、黏度低，可加大煤水比。定期向磨机内补加新棒，确保煤浆粒 度控制在工艺指标范围内。 3.2 严格控制压力负荷曲线 压 力负荷曲线主要的作用是控制外环氧的流速。当氧气流量调节阀 的开度偏小时， 应及时将系统压力调整至当时运行负荷所对应的压力。若氧气流 量调节阀的开度偏小，氧气流量调节阀会因阀门前后压差过大而造成阀门振动

8、及氧气流量大幅度波动。 氧气流量波动幅度过大， 系统压力也难以控制。 在烧嘴 使用寿命后期，出现烧嘴压差偏小导致氧气流量调节阀自动关小时，应及时将 氧气流量调节阀由自动控制改成手动调节，逐渐开大氧气流量调节阀的开度，直 至烧嘴压差恢复正常。 3.3 高压煤浆泵故障时系统的调整 当高压煤浆泵进、出口单向阀卡住时，可及时提高高压煤浆泵的转速， 利用提高转速后物料的冲力将卡住单向阀的异物带走。若处理30 min 后仍无效 果，应及时停运 1 对烧嘴。若高压煤浆泵长时间在高压力、高冲程、低流量下运 行会撕破其隔膜。新能凤凰滕州能源有限公司气化装置运行至今共出现过2 次高 压煤浆泵的单缸不打量情况。 第

9、 1 次出现的时间较短， 并未作任何处理， 很快自 动恢复正常运行。 第 2 次出现的时间较长， 同时煤浆泵的流量下降较为严重，采取调整氧气流量及敲击煤浆泵不打量缸的进、出口单向阀，3h 后才恢复正常。 但 2 次故障都有共同的现象，即在高压煤浆泵恢复正常运行后，24h 内高压煤浆 泵的隔膜就发生破裂， 需要停车更换其平隔膜和软管隔膜，更换该隔膜时间需要 10h 左右。更换隔膜后，气化炉需要进行带压连投运行。停运的1 对烧嘴长时间 在此种情况下烧蚀较为严重。 所以再出现此类似现象时， 应停运该对烧嘴， 使用 冲洗水对高压煤浆泵反冲；然后再进行带压连投运行，此种方法需耗时3h，对 整个系统产量影

10、响较小。 出现高压煤浆泵驱动液端动能下降情况时，应及时补充 驱动液；日常巡检时，应注意驱动液端的液位变化情况。 3.4 烧嘴的检查 安装烧嘴前， 应按照工艺包的要求检查其同心度，确定正常后， 将法 兰螺栓拧紧； 检查烧嘴头部喷口处的裂纹、磨损和不圆度， 必要时进行修补或 者更换；在规定的点上测量烧嘴内枪和外枪的长度和直径变化。 3.5 确保水系统水质正常 严 格控制灰水的工艺指标，保持灰水水质稳定，保证气化炉、水洗塔 底部排水流量正常。 当系统的灰量增大， 特别在气化炉的操作温度较高时，容易 诱发气化炉带水， 带水的同时会夹带大量的细灰。 若水洗塔底部的排水量较少， 夹带的细灰又会随激冷水进入气化炉内， 形成恶性循环，且液位计的指示会滞后。 因此，在操作上尽量保证锁斗系统运行正常， 气化炉、水洗塔底部排水尽量大， 确保闪蒸系统运行正常。 水系统水质恶化时， 应及时向水系统补充新鲜水，达到 置换水质的目的。保证压滤机运行正常，向水系统内及时添加各种药剂，达到 有效控制水质的目的。 4 结语烧嘴压差能反映烧嘴的煤浆环隙情况，在烧嘴使用后期，烧嘴的煤浆环隙变大，烧嘴的雾化效果变差， 原料的碳转化率下降。应调整气化炉的压力和负荷。若其他因素引起的烧嘴压差变化，应及时分析处理，以免对烧嘴和耐火砖的使用寿命产生较大影响。