GE水煤浆气化技术工艺烧嘴的探讨
水煤浆气化炉工艺烧嘴
水煤浆气化炉工艺烧嘴作者/来源：刘孝弟（北京航天动力研究所，北京 100076) 日期：2005-9-161 水煤浆气化炉工艺烧嘴简要描述1.1 烧嘴技术性能、参数北京航天动力研究所是从事液体火箭发动机研究的科研单位。
从1984年军转民以来，利用多年来军品技术上的优势，开发了大量新产品、新技术用于工业生产，水煤浆气化炉的工艺烧嘴就是其中的一项。
典型的水煤浆气化炉工艺烧嘴结构及尺寸如图1所示。
1995年，我所与上海焦化有限公司合作，将工艺烧嘴国产化，取得了成功。
第一批国产化烧嘴共三台总成，三套喷嘴备件及三套冷却水盘管。
1998年4月开始投用，其使用寿命与进口产品相当，燃烧所产生的气体成分亦相当。
同年6月2日、3日对国产烧嘴和进口烧嘴分别进行了燃气成分测定，结果见表1、2。
图1 典型气化炉工艺烧嘴结构及尺寸表1 我所的烧嘴使用在4#炉上的参数表2 国外进口烧嘴使用在1#炉上的参数从表1、2可知，两者应用效果基本一致，国产烧嘴在有效气体（CO+H2）成分上稍高于进口烧嘴。
2004年我所又为该公司提供3台总成烧嘴。
1998年为陕西渭河化肥厂提供2台国产化烧嘴，其烧嘴操作压力较上海焦化有限公司的为高（上海焦化有限公司总成设计压力为4.32MPa，渭化为6.9MPa）。
年底投入使用，寿命和燃气有效气体成分与进口烧嘴相当。
1999年又为渭化改造两台烧嘴，喷嘴头部和部分零件为进口元件，其余为我所完善，使用表明，其效果、寿命与国外相当。
只是中心氧偏高（约15%），希望降为12%，后由渭化自行解决。
2003年又为渭化提供一台烧嘴作为备件。
2005年，在渭化双甲项目中，我们又为他们设计了两台大流量烧嘴及4套备件。
2001年与安徽淮化集团合作，将两台工艺烧嘴进行国产化改造，次年投入使用，情况良好，使用寿命和性能与进口原烧嘴相一致。
2002年又为淮化提供备用外烧嘴5件，冷却套管5套。
2003年又签订合同，提供5件外烧嘴，2件中烧嘴。
关于GE水煤浆气化炉烧嘴压差低的探讨
131中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.01 （下）烧嘴压差也被称为煤浆压差，具体是指煤浆管线炉头压力与气化炉燃烧室取压管线压力之差，它能反映出烧嘴磨损量及煤浆的喷射雾化效果。
当烧嘴压差出现大幅降低、频繁波动时，它会严重影响气化炉的稳定运行，严重时，甚至会导致后系统大幅度减负荷，严重影响生产连续性。
1 烧嘴压差低的现象与危害1.1 烧嘴压差波动的现象气化炉在正常运行期间，煤浆投放量、氧气量、气化炉操作压力、温度均没有出现明显变化的情况下，烧嘴压差出现频繁、大幅度的波动。
具体的现象为烧嘴压差在运行趋势上呈大幅度波动，最低时降至0，后又突然恢复（恢复到正常值的情况较少，多为反复波动），如此反复。
并且没有规律性，即使换上新的烧嘴，也经常是几天内就再次出现上述情况，大部分情况下，则是待烧嘴使用至半个运行周期时才出现这种现象（烧嘴运行周期为90天）。
另外，因烧嘴压差波动严重且无法自行恢复的情况而停车的次数达到13次，如图1。
图1 烧嘴压差波动时的趋势图1.2 烧嘴压差低带来的危害气化装置以磨机制出的煤浆为原料，以空分提供的高纯度氧气为气化剂，两者在气化炉内充分燃烧产出粗煤气。
当烧嘴压差降低时，被烧嘴喷头喷出的煤浆流速就会降低，同时，外环氧的喷射角度也随之改变，导致煤浆的雾化效果差。
烧嘴压差频繁波动会引起连锁反应，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，碳利用率下降；烧嘴喷射的动能低，导致气化炉燃烧室内火焰长度缩短，火焰距离烧嘴过近，造成烧嘴大法兰温度过高，且燃烧不完全的灰渣也会对拱顶砖直接冲刷，大大缩短了耐火砖的使用寿命；同时，烧嘴压差低时，发生回火的概率也大大增加，使烧嘴端面和冷却水盘管烧穿的概率增加。
关于GE 水煤浆气化炉烧嘴压差低的探讨徐银桥( 中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江 鹤岗 154100 )摘要：本文针对中海石油华鹤煤化有限公司(以下简称华鹤公司)GE 水煤浆气化炉容易出现烧嘴压差低，甚至导致的停车现象，对其可能的原因进行分析并做出相应的工艺改进。
水煤浆气化工艺烧嘴问题与处置分析
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
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。
水煤浆气化炉工艺烧嘴加工技术研究
制要求也非常严格。若装配整体尺寸及精度达不到图 纸要求，就会对供应的水煤浆流量、氧气流量、水煤 浆的雾化、烧嘴的火焰形状造成影响，直接影响整个 气化炉的工作。因此，整台工艺烧嘴组装后，需进行 严格的装配尺寸和公差检查，并进行８＂－－１８ ＭＰａ液 压及气密试验，完全合格后方可交付使用。
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图３一次成型的盘管产品 ３结束语
通过系列的工艺攻关及试验，承制方攻克了气化 炉工艺烧嘴特殊合金材料的加工、焊接、盘管、装配 等加工技术难题。产品成功应用于国内某企业的水煤 浆加压气化国产化装置，各项指标均达到了设计要 求，为水煤浆加压气化的国产化做出贡献。
随后，我们继续承接了多套工艺烧嘴的生产任 务，其制造质量和工作性能以及稳定性得到了用户的 充分认可。该烧嘴的国产化研制成功后，大幅降低了 生产成本，为提高生产厂家最终产品的竞争能力奠定 了基础。
大变 形和减薄量。
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图２工艺烧嘴盘管示意图
经实践摸索，在５５０℃温度下材料弯曲性能最理 想，当温度超过６５０℃时，弯曲后经着色检测，在管 予表面发现存在很多渗透性裂纹。因此，经分析得出， 在５００～６００℃温度下热弯后管子表面质量良好，没有 发现渗透性裂纹，成型效果良好，成型产品如图３所
由于没有接触过这两种材料，在承担该项任务 后，承制单位进行了一系列技术讨论和工艺研究，同 时对材料的加工性能和焊接性能进行了多次实验和 验证，最终确定了完整的工艺方案和实施细则。工艺 烧嘴采用手工钨极氩弧焊，封底焊时采用背面充氩气 保护，严格控制焊接的速度和熔池的深度。焊接坡口 形式为ｕ形坡口，用成型刀机械加工而成，钝边１．Ｏ～
水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题分析 刘飞飞
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。
水煤浆气化炉工艺烧嘴泄漏原因浅析
水煤浆气化炉工艺烧嘴泄漏原因浅析摘要：水煤浆气化作为一种缓慢发展的煤气化技术，在我国煤化工技术产业中处于领先地位。
德士古水煤浆气化技术在国外虽然占有较大的市场份额，但专利转让价格昂贵、技术转让附加条件多、煤种适应性差、燃烧器周期短等问题不利于我国煤化工产业链的发展趋势。
与德士古技术相比，我国具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术具有国内生产水平高、生产能力强、燃烧器总数和布置有所改善的优点，但也对燃烧器的安全运行和使用寿命提出了更高的要求。
关键词：水煤浆；气化炉工艺；烧嘴泄漏；原因燃烧器材料一般为不锈钢合金，化学成分为镍铬铁。
气化炉燃烧器内腔虽然具有耐热、耐腐蚀的特点，但在1350℃高温超负荷工况下，长期承受水煤浆中煤粉颗粒的摩擦、碰撞和振动，极易发生地应力疲劳和严重损坏。
如果工作时间达到45～100D，冷却水安全通道表面将被腐蚀，导致冷却水泄漏，导致停炉安全事故，甚至严重损坏气化炉。
一旦燃烧器出现异常，水煤浆和氧气的雾化效果会下降，大量氧气会聚集在气化炉顶部，导致部分温度过高，导致温度飞升，顶部保温砖会损坏。
一些温度和工作压力检测机器和设备也可能出现故障，使气化炉的运行无法控制。
此外，合成气的组成复杂。
氯化氢和氯化氢等刺激性蒸汽以及一些盐也会慢慢侵蚀气化炉的燃烧器。
在连续高温、长时间负荷和损坏的情况下，燃烧器的使用寿命受到很大影响。
为了保证设备的安全稳定运行，大多数水煤浆气化工艺只需放弃生产制造运行时间，定期更换燃烧器即可。
一旦在停车场更换燃烧器，这意味着在此期间所有煤化工设备都没有经济效益。
1设备方面原因分析1.1烧嘴冷却水盘管折弯部位扁度影响从拔出烧嘴外环氧端面龟裂情况看，外环氧烧嘴端面上半部分要明显比下半部分龟裂严重，中心部分比外缘龟裂严重，因冷却水为下进上出以及外氧喷头中心较薄且无冷却水，因此确认冷却水量对烧嘴端面龟裂影响较大。
冷却水盘管接近外氧喷头的上下两处折弯为90°，折弯的扁度直接影响盘管的通流面积，对冷却水流量影响较大，冷却水盘管φ21.3mm*2.77mm，经过90°折弯后变宽，规范要求管子折弯后扁度不超过管子直径的10%(即≤23.43mm)，最近三次使用的烧嘴弯头部位检测尺寸都在22.80～24.00mm，存在部分超标的情况，这也可能会对烧嘴冷却水流量造成影响。
GE三通道水煤浆烧嘴工业应用及故障分析
向速度 ， 高 黏度 的煤浆 初 步被雾 化 ， 接着 与外 环隙
的氧气相互剪切 ， 氧气与水煤浆充分混合 ， 水煤浆 被充分 雾化 ， 中心 氧 量 控 制 在 总 氧 量 的 １ ５ ％ ～
２ ０ ％ 。 中心 氧能 提 高 氧气 和水 煤 浆 的 返 混 程 度 ， 提 高煤浆 中碳 的转 化 率 ， 外 环 氧 能够 减 轻 水 煤 浆 对 炉膛 内壁 的 冲刷磨 损 ¨ 。
Ｇ Ｅ水煤 浆烧 嘴工艺 要求 高 ， 作 为 顶喷单 喷 嘴
设计 ， 烧嘴负荷高 ， 通过的物料 （ 水煤浆 ） 黏度大 、 冲刷磨损能力强 ， 气化炉 内高温高压 ， 化学反应剧 烈， 决 定 了烧 嘴磨损 情况 严重 ， 使用 寿命 受 限 。部 分生产厂家烧嘴使用寿命如表 １ 所示。
（ ３ ） 原因分析 ： ①冷却水盘管表 面的低 温腐
蚀 造成 焊缝 薄弱处 开裂 。需 将盘 管头 部 与外氧 喷
头冷却水夹套焊接处切开 ， 尾部从 与冷却水母管 焊接处切开取下。将冷却水盘管头部腐蚀减薄部 分切除， 煨 制与切 除部 分相 同尺 寸 的头部 弯头 ， 焊
齐 鲁 石 油 化 工 Ｑ Ｉ Ｌ Ｕ Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｃ Ｈ Ｅ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
前提下最大限度延长其使用寿命 ， 以确保装置 的
长周期 稳定 、 经 济运 行 。
２ ＧＥ三通 道水 煤 浆烧 嘴使用 现状
变， 确保产气量高且残碳含量低。 （ ３ ） 喷射 形 状 ： 工 艺 烧 嘴 的结 构 和 尺 寸 应 该
与气 化炉 炉 膛 耐 火 内衬 的几 何 结 构 和 尺 寸 相 匹
水煤浆气化工艺中的问题与改进探究
3171 水煤浆气化装置概况1.1 装置简述中海石油华鹤煤化有限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，选用了GE公司关于水煤浆的加压气化技术，完整的气化装置总共包含制浆、气化以及后续对渣水进行处理的三套系统。
1.2 装置运行情况概述需要注意的是，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：1）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。
2）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。
3）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。
4）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 工艺烧嘴的改良工艺烧嘴原先将36 m/h作为设计值煤浆流量，并且进行了限定。
由于尿素产量有较高需求，使得气化炉不断增加负荷。
为了保障生产的顺利进行，在原有的气化炉供氧量的基础之上进一步的加强，对于环氧环隙尺寸也进一步的扩大，这样使得外环氧流量与气化炉的负荷量得到增加，负荷也达到了38 m/h。
2.2 激冷水管线的改良激冷水系列的管线长度较长，后管线通常在运行一个周期之后出现结垢，停车备炉在结垢之后很难进行彻底地清洗，运行周期得不到保证。
针对这个问题，在激冷水泵的出入口管线上增设1.5m的短节，在进行清洗时可以将短节进行拆除，这样既能对激冷水系列管线进行彻底的清理，同时也能保障激冷水量和气化炉在很长的一段时期内保持着稳定的运行效果。
2.3 煤浆管线高压吹扫氮气管线的改良针对原有的煤浆管线氮气在进行吹扫的过程中极易切断阀，这是由于限流的孔板内径过于狭小，最终造成煤浆管线氮气发生燃烧或是爆照的现象。
GE水煤浆气化技术解析
2.3合成气洗涤系统
水与合成气混合进入洗涤塔，沿下降管进 入塔底部的水浴中。合成气向上穿过水层，大 部分固体颗粒与合成气分离，沉降到塔底部。 合成气沿下降管和上升管之间的环隙上升，穿 过四块塔板，由高压冷凝液泵来的变换冷凝液 喷淋，洗去剩余的固体颗粒。合成气在洗涤塔 顶部经过除沫器，除去合成气中的雾沫，然后 出洗涤塔送往净化单元。
2.4烧嘴冷却水系统
德士古烧嘴在1400℃的高温下工作，为了保护烧 嘴，在烧嘴上设置了冷却盘管和头部水夹套，用以 冷却烧嘴防止高温损坏。脱盐水经LV12007送入烧嘴 冷却水槽T1202，控制液位在80％以上。T1202中的 水经烧嘴冷却水泵P1203加压及烧嘴冷却水换热器 E1201冷却后，送入德士古烧咀冷却盘管中。出冷却 盘管的水经烧嘴冷却水分离器V1201靠重力流回烧嘴 冷却水槽T1202中。分离罐V1201内通低压N2作为CO 分析的载气，载气经放空管排入大气。当冷却盘管 泄漏时，安装在放空管上的CO监测仪AIA12001会发 出报警，从而及早提醒操作人员采取相应措施。
2.气化炉停车过程中，高压氮气对煤浆管线及氧气管 线进行吹扫，确保系统安全；另外氧气两道切断阀 之间建立高压氮塞，防止原料气反串至氧气管线发 生事故。
7、15MPa氮气的作用及流程
To FI To FI
Oxygen
SLURRY To FI
N2 In
8、16MPa氮气的作用及流程
作用： 1.高压冷凝液罐V1401提供高压氮封。
2. 16MPa液氮泵出现故障，气化严格控制高压
冷凝液罐V1401各项工艺参数稳定，降低对 16MPa氮气的消耗，空分及时对故障泵进行处 理，当压力低于6MPa时气化炉做停车处理。
9、DCS控制系统混乱现象及处理措施
探究ge水煤浆气化技术的重要影响因素
分的摩尔分数之和应为(100±2)％。
如果出现偏差,及时与在线仪表联系处理。
在处理APC的过程中,内操根据反应器入口温度手动控制异戊烷的进料。
(2) 反应热换热设备负荷正常 在进冷凝提负荷的过程中,注意调温水冷水阀的开度,如果开度过大(不宜超过60%),应停止提负荷,外操到现场检查E-4007的投用情况和换热效果。
(3)避免露点操作 避免在露点操作,因为在较低的冷凝量区(0～3wt% 的冷凝率,也称淤浆区)附近持续操作时可能增加冷却器及分布板堵塞的几率。
所以反应器在诱导冷凝模式下操作时,冷凝率必须大于3 wt%。
反应器入口温度停留在露点的时间不能太长。
如果太长,会使分布板附近的物料进入淤浆区,造成分在进入或退出诱导冷凝操作时,温度控制可能不稳定,且通过的时间要短,要迅速通过。
布板堵塞,结块等严重后果。
因此,在提负荷过露点时,在外界条件允许的情况下,尽可能地快。
(4)入口温度与异戊烷浓度正常 反应器入口温度可以间接体现出反应器中异戊烷的浓度。
因为在冷凝模式下,异戊烷浓度越高,反应器入口处的冷凝量就会越大,当这些高冷凝量的循环气进入分布板后,吸收了大量的反应热,使反应温度TIC-4001-26的PV与SP的负偏差增大,此时串级控制会使冷水阀关小,从而使循环气温度升高,入口温度随之升高。
根据实践操作得知,入口温度TIC-4001-46一般控制在46℃左右为宜,最低限不能低于44℃,异戊烷浓度维持在8%左右。
(5)注意结块 在进入或退出诱导冷凝模式时,反应器都有结片的可能,通常都是由于原料的加入量大幅波动,打破反应器本来的平衡,从而产生静电造成的。
在退出诱导冷凝操作时,由于诱导冷凝操作模式能有效地消除静电,把静电掩盖住,当转到非诱导冷凝模式操作时,静电将会恢复,所以我们能看到在反应器没表现出有静电产生的情况下也会结片的情况,导致了四川石化开车初期的那两次结块现象。
从年产30万吨LLDPE装置来分析其干气状态下的最大产率不能超过18吨/小时,长时间在此操作条件下操作是十分危险的,反应器温度随时可能大幅波动,甚至结块。
浅谈水煤浆汽化炉烧嘴的有关问题
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
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。
水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题的探讨
水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题的探讨【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。
Abstract: The Important reason of the CWS gasification cycle can be not Long-term operation is the gasification process burner bing easy to be damaged。
Meanwhile, the damage to the burner of the main factors include: damage to the cooling water coil, physical corrosion, impact and destruction of chemical stress and so on. Through a comprehensive study of the destructive elements, targeted to take effective measures for improvement, using the burner to extend the time, to minimize the flow rate, the introduction of advanced materials, optimize the structure and so on.【关键词】：水煤浆；气化炉工艺；工艺烧嘴Keywords: coal-water slurry; gas furnace process; process burner一、水煤浆气化炉工艺烧嘴寿命短的内因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。
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。
水煤浆气化炉工艺烧嘴有关问题的探讨（专业论文）
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。
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GE水煤浆气化技术工艺烧嘴的探讨
为了在开车投料期间更好更迅速的工艺烧嘴，保证气化的投料成功以及平稳运行。
文章对工艺烧嘴的管口方位的设置以及与工艺烧嘴所连接管道的设计中需要注意的地方做出了探讨和阐述。
标签：气化；工艺烧嘴；工艺
1 前言
我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家，这样的能源特点决定了我国需要充分利用煤炭资源优势，大力发展现在煤化工。
而煤气化装置是整个煤化工企业的一个核心装置。
目前我国已投产和在建的气化炉多达近200台，而其中主要使用的德士古水煤浆加压气化技术。
水煤浆加压气化装置长周期安全运行对企业有着重要的意义，但是由于工艺烧嘴的使用寿命多在100天作用，最好的运行周期也仅仅只有140天。
因此在生产过程中不可避免的要频繁更换烧嘴，因此烧嘴的更换速度特别对于企业的长周期平稳运行有重要的意义。
本文以某采用GE水煤浆加压气化技术的60万吨/年甲醇项目的为例，说明如何设置烧嘴管口方位以及周围管道布置以满足快速更换烧嘴的需要。
2 工艺烧嘴更换原理
在气化炉开车投料之前，需要用预热烧嘴替换工艺烧嘴对气化炉进行升温。
当气化炉内温度达到1000～1200℃后，需要对气化炉烧嘴进行更换，首先将预热烧嘴卸下用其中设备吊出气化炉顶部，其次用起重设备将工艺烧嘴吊装入气化炉顶部后与气化炉顶部法兰安装，然后待工艺烧嘴安装完毕后开始连接相应的氧气、煤浆和烧嘴冷却水管道。
在更换烧嘴的过程中，由于气化炉炉温温降非常快，因此更换烧嘴时间的必须尽量的短，如果气化炉炉温将至1000℃以下，则需要重新用预热烧嘴对气化炉经行升温。
3 工艺烧嘴管口方位的设置
工艺烧嘴共有5个管口，从上到下依次为中心氧气进口、水煤浆进口、外环氧进口、烧嘴冷却水进口和烧嘴冷却水出口。
在更换烧嘴的时候，气化炉燃烧室的温度约为1000～1200℃，为了保护工艺烧嘴，在工艺烧嘴吊装、安装过程中需要用金属软管连接烧嘴冷却水系统，如图1。
而工艺烧嘴本身只有1000kg，而所连接金属软管的重量相对与烧嘴本身，重量约为烧嘴的50%。
而在吊装烧嘴为必须保证烧嘴左右平衡，因此必须将烧嘴冷却水进出口成180°对称布置。
另外由于烧嘴冷却水盘管有一段是深入气化炉内（如图2）因此烧嘴的必须竖直向上抬起一段高度后才能左右移动，而烧嘴冷却水进口管口均连接有阀门，因此烧嘴
冷水进出口与中心氧气进口、水煤浆进口、外环氧进口的方位必须成一定角度。
否则由于与中心氧气进口、水煤浆进口、外环氧进口所连接管道均为已经安装固定，如果管口设置不合理，则烧嘴冷却水进出口阀门与中心氧气进口、水煤浆进口、外环氧进口所连接管道相碰，烧嘴无法正常取出。
由于要气化炉工作温度一般为1350℃，而工艺烧嘴与气化炉连接处一般为法兰连接。
为了防止工艺烧嘴在工作温度下因受到热膨胀导致可拆连接处泄露，因此要对工艺烧嘴经行热太紧固处理。
由于连接的法兰等级较高，不好拆卸。
因此在设置管口方位时需要尽可能多的给操作工留出很大的操作空间以满足拆装需要。
图1 烧嘴冷却水PID简图
4 工艺烧嘴连接管道的设置
在用预热烧嘴对气化炉进行预热时，气化炉炉内温度由室温升至1000～1200℃，气化炉炉壁温度由室温上升至240～250℃。
由于金属有膨胀，因此气化炉整体从底部支座出开始向上膨胀，当更换好工艺烧嘴时，工艺烧嘴管口相对于冷态安装时已经向上膨胀了40～50mm。
如果在初始安装的时没有考虑气化炉整体的热膨胀，那么当在热态安装好工艺烧嘴后，工艺烧嘴与煤浆、氧气、烧嘴冷却水管道均无法连接。
特别是工艺烧嘴所接的煤浆和外环氧管道法兰等级均为900LB，管径均在DN100以上，即使现场能强行安装，也会对烧嘴管口造成损坏，还可能出现法兰处泄露的情况。
因此在设计时，需要根据气化炉的支撑高度计算出工艺烧嘴安装后的管口热膨胀值。
在设计管道时，提前将与工艺烧嘴连接管道的标高设计成热态安装的标高。
而且初始安装时，上述管道与工艺烧嘴之间不先连接。
当气化炉停炉时，此时由于工艺烧嘴已经与气化炉用螺栓连接。
因此当气化炉由工作温度降至室温，其炉壁温度也由240～250℃下降至室温时，气化炉整体带动工艺烧嘴以及其所连接管道会有竖直向下约40～50mm的位移。
为了保护工艺烧嘴管口不泄露，需要在与工艺烧嘴所连接的管道上设置弹簧支架，以保证与工艺烧嘴连接管道与气化炉一起位移。
本项目工艺烧嘴的烧嘴冷却水进出管口为DN40、900LB，并且从图2可以看出，烧嘴冷却水进出管口仅仅只是由一小段DN40管道提供管口刚性，从手册中可以查出，该管口的许用弯矩仅仅为1.0125KN/M。
而在实际更换烧嘴的过程中，为了保护烧嘴为了保护工艺烧嘴在工艺烧嘴安装过程中需要用金属软管连接烧嘴冷却水系统。
因此在吊装烧嘴时需要连同三通阀一起吊装，如果三通阀离工艺烧嘴过远，由于三通阀本身重量超过烧嘴冷却进出口管口所能承受的最大弯矩，在实际吊装过程中就会将工艺烧嘴进出口压弯（如图3）。
从图3中可以看出工艺烧嘴的烧嘴冷却水进出口仅仅只有用一个角钢支撑，而三通阀门距离工艺烧嘴较远，在整体吊装时烧嘴冷却水进出管口被三通阀门压弯造成对工艺烧嘴的损坏，从而造成气化炉停车。
因此在设计烧嘴冷却水进出口管道时，需要将三通阀设置在距离烧嘴的最近处。
图3 工艺烧嘴烧嘴冷却水管口损坏情况
5 结束语
通过对上述问题的改进，可以更加方便的更换烧嘴，不仅可以确保气化炉的一次投料成功，而且可以保护烧嘴的正常工作，以保证气化工段长期平稳的运行。
参考文献
[1]化工工艺设计手册.第四版.中国石化集团上海工程有限公司.北京：化学工业出版社，2009.6 372～373.
[2]GB50235-2010.北京：中国计划出版社，2010.。