- 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
新型气化炉工艺烧嘴损坏原因分析及应对措施
新型气化炉工艺烧嘴损坏原因分析及应对措施
目前工业上最先进的水煤浆气化炉属于气流床气化工艺范畴,其基本原理是将水
煤浆与气化剂 (纯氧)通过安装在气化炉上部 (或顶部)的特殊设备——工艺烧嘴喷入
气化炉进行气化反应。为实现高效的雾化性能,烧嘴内部有三个通道,分别在走氧气和
水煤浆,通过氧气流股与煤浆流股的动量交换,达到雾化煤浆的工艺目标,为炉内的气
化与燃烧过程创造条件。物料(氧气和煤浆)通过工艺烧嘴雾化后喷入高温的气化炉内,
进行快速复杂的气化反应,最终得到产物合成气。故气化烧嘴是水煤浆生产工艺的关键
设备之一,也是气化反应器进料的主要设备,直接关系到气化反应效率、生产的工艺指
标优劣和系统的安全稳定。为了防止炉内高温对烧嘴外部喷头的热辐射,在烧嘴头部设
有冷却水盘管和水冷夹套。
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,外环喷头的头部 (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,自冷却室出来的冷却水沿喷嘴
旋转8周经法兰流出炉外。其工艺介质氧气纯度≥99.6%,压力为6.0Mpa,水煤浆浓度
60%,压力4.0Mpa。由于工艺烧嘴工作在高温、高冲刷、高腐蚀性的环境中,其本体及
喷头部位均采用耐高温,耐腐蚀的材料制作,喷头材料为Go50,本体及冷却盘管材质为
Inconel600。通过烧嘴的物料 (水煤浆及氧气)在同一水平面上向中间对喷,物料撞击
后形成由射流去,撞击区,撞击流股,回流区,折返流区和管流区组成的气化炉流场结
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
烧嘴在安装时,烧嘴不能与烧嘴室保持水平、居中,造成烧嘴安装时倾斜,烧
嘴头部盘管与烧嘴室壁接触,导致安装困难,烧嘴安装使用一段时间后,拆卸非常困难,
必须使用2t倒链往外拉,这样往往会将冷却水盘管拉坏,使用后的烧嘴从宏观检查来
看,盘管拉长拉坏,盘管外部存有大量积渣,主要原因是气化炉停车后炉内熔渣聚积在
烧嘴室内,使积渣包住烧嘴盘管,与烧嘴室凝固为一体,造成拆卸困难、盘管拉坏。
2.2 烧嘴盘管损坏原因分析
统计显示,烧嘴冷却水盘管的损坏是影响烧嘴长周期稳定运行的主要因素,烧嘴
冷却水盘管损坏的主要形式是冷却水盘管前部弯头与外氧喷头连接处焊缝开裂导致冷
却水泄漏,必须停车更换新的烧嘴,非常不利于烧嘴的长周期稳定运行,给整个气化系
统的高效运行带来很大的制约。最短曾出现过新烧嘴使用14d后就出现烧嘴盘管泄漏的
现象。究其原因,主要是冷却水盘管和外喷头焊接处的热应力破坏。冷却水盘管前部弯
头与外氧喷头连接处焊缝属角焊,焊肉薄,壁厚差别较大,使用材料也不同,又处于烧
嘴的端部,在使用过程中容易产生裂纹 (主要是热应力的影响)形式的破坏,国内暂时
还没有质量检测方法,因此往往在运行中暴露。腐蚀性气体和灰渣的侵蚀及焊缝处的残
存应力也是焊缝开裂的因素。
2.3 外氧喷头水室端面龟裂
影响水煤浆气化炉工艺烧嘴使用寿命的另一种损坏形式是外喷头端面的径向放
射性裂纹及不规则龟裂的形成。在烧嘴正常运行一段时间后,沿着外喷头孔口的边沿会
出现密集的径向放射性裂纹及不规则的龟裂。当基本上都超过端面壁后的40%,工艺烧
嘴不能继续使用。喷头材质为Go50,通过对材质进行金相分析及对烧嘴在其他使用单位
的调研,认为选材方面没有问题。该龟裂现象为高温辐射、冲刷造成的结果,与工艺操
作环境有一定关系。
2.4 冷却水盘管及外氧管表面腐蚀
烧嘴冷却水盘管及外氧管表面同样受到炉内高温热辐射和冲刷作用,在使用一段
时间后,从宏观形貌可发现,管材外壁的侵蚀较为严重、凹坑、结疤和剥落明显,管材
内壁也出现不同程度的腐蚀,烧嘴冷却水盘管,外氧管材质为Inconel600,在抗氧化、
耐腐蚀、耐高温方面属于优质材料,根据金相组织检测报告,认为盘管、外氧管的局部
腐蚀属于晶间腐蚀,腐蚀其原因为气化炉内高温合成气的硫化氢和原料煤中所含硫反
应,在金属晶格间产生NiS,对烧嘴材料产生一定的腐蚀。
2.5 工艺操作条件对烧嘴的影响
在操作条件的众多影响因素中,以操作负荷、气化炉炉温的影响最为显著,在低负荷时,由
于烧嘴出口的氧气流速、煤浆流速下降,火焰黑区变短,热辐射强度增大,容易烧毁烧嘴。
3 烧嘴的改进
3.1 烧嘴安装工具的确定
设计、制作烧嘴安装推车。考虑到烧嘴安装需调整方位,设计了带液压升降装置、
底部有万向调整轮的专用烧嘴推车。气化炉烧嘴
文档评论(0)