水煤漿氣化爐燒嘴故障維修方法探究

張文波　秦清（兗礦魯南化肥廠，山東　滕州　277527）

水煤漿氣化爐燒嘴故障維修方法探究

張文波秦清（兗礦魯南化肥廠，山東滕州277527）

水煤漿氣化爐是重要的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，在工業(yè)化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其燒嘴可謂是整個氣化爐的七寸要害，保障燒嘴的正常運行對水煤漿氣化爐的正常運行起到畫龍點睛的作用。水煤漿氣化爐的燒嘴工作環(huán)境惡劣，程序操作嚴格，材料質(zhì)量考究?；诖?，各種各樣的原因綜合在一起，導(dǎo)致了水煤漿氣化爐的燒嘴在運行中可能出現(xiàn)種種故障。筆者根據(jù)多年來從事水煤漿氣化工作的經(jīng)驗，試以此文探究水煤漿氣化爐燒嘴常見故障，及其原因和維修方法。

1　燒嘴冷卻水盤管故障

1.1燒嘴冷卻水盤管故障原因

水煤漿氣化爐燒嘴的工作溫度為1400℃。為了保護燒嘴的正常工作，經(jīng)過特殊處理的脫鹽水需要經(jīng)過冷卻器冷卻至34℃左右，再經(jīng)由燒嘴冷卻盤管作用于燒嘴，達到降溫的目的。在這一過程當中，可能存在以下兩種情況。一是冷卻水盤管在低溫狀態(tài)下，其表面被腐蝕，進而導(dǎo)致焊縫開裂的故障；二是燒嘴工作環(huán)境高溫高壓，同時還有水煤漿的不斷磨損和硫化氫的腐蝕，在氣化爐渣口不通暢情況下，就易造成熱輻射、熱沖擊等強對流在燒嘴外噴頭施加不利影響，最終導(dǎo)致燒嘴外噴頭耐熱應(yīng)力加劇和腐蝕、疲勞、減薄，直至脫落，造成燒嘴冷卻水盤管故障。

1.2燒嘴冷卻水盤管故障維修方法

針對第一種情況，需將燒嘴冷卻水盤管與噴頭冷卻水夾套的焊接點斷開，將燒嘴冷卻水盤管尾部從與冷卻水母管連接端摘下來。切除燒嘴冷卻水盤管頭部已經(jīng)被侵蝕變薄的部分，采用材質(zhì)為H188的焊絲，手工氬弧焊煨制頭部彎頭，要注意焊制部分要與燒嘴冷卻水盤管切除部分尺寸相同。先將焊縫倒出坡口，再在燒嘴噴頭冷卻水夾套進出口上實施角焊縫焊接。

針對第二種情況，改進燒嘴冷卻水盤管與燒嘴的焊接連接方式?？梢赃m當?shù)念A(yù)留一寸左右的燒嘴冷卻水盤管，將其與噴頭冷卻水夾套直接鍛造在一起，保證其二者緊密相連。在焊接時，避免熱應(yīng)力對噴頭冷卻水夾套熱脹冷縮的不利影響。

2　燒嘴中噴嘴磨損

2.1燒嘴中噴嘴磨損原因

水煤漿系內(nèi)含大量煤碳顆粒的高黏度流體，其對燒嘴中噴嘴磨損極其嚴重。水煤漿的標準質(zhì)量分數(shù)為60%，黏度為1.2 Pa·s，粒度分布:2.36mm為100%、1.16mm為98%、0.35mm為95%、0.074mm為35%、0.047mm為30%。滿負荷時燒嘴正常壓差為0.45MPa，在水煤漿壓差降低時，燒嘴壓差變?yōu)?.25MPa的低壓。燒嘴中噴嘴正常厚度為0.4cm，經(jīng)過長時間的磨損將變薄，甚至如紙片一般。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的直接原因有：一是水煤漿黏度過大；二是燒嘴中噴嘴材質(zhì)耐磨性不夠，硬度不強。

2.2燒嘴中噴嘴磨損維修方法

燒嘴中噴嘴磨損維修方法主要是從降低水煤漿黏度、提升燒嘴中噴嘴材料硬度和耐磨性兩個方法入手。前者通過填入一些改變黏度的專門添加劑，控制添加劑的使用量，改變磨煤機磨棒的配比，從而降低水煤漿粘度至1.0Pa·s。后者主要通過向燒嘴中噴嘴添加耐磨耐腐材料，保證了燒嘴在運行過程中不受水煤漿的沖擊和腐蝕。與此同時，還可以對燒嘴中噴嘴進行熱處理。通過以上的改造，大幅度降低燒嘴中噴嘴的磨損程度，保證水煤漿氣化爐的正常運轉(zhuǎn)。

3　燒嘴外噴頭龜裂

3.1燒嘴外噴頭龜裂原因

水煤漿是包含了多種礦物質(zhì)的混合物，其中就有大量的腐蝕性元素，尤其是硫化氫等物質(zhì)經(jīng)過高溫高壓后，易與燒嘴中的合金部分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致燒嘴外噴頭龜裂，材料腐蝕嚴重，甚至脫落。導(dǎo)致燒嘴外噴頭龜裂原因分為燒嘴外噴頭的內(nèi)因和水煤漿質(zhì)量的外因。燒嘴外噴頭的內(nèi)因是冷卻腔冷卻水的分布不平衡，甚至冷卻水供應(yīng)量嚴重不足，導(dǎo)致燒嘴外噴頭集聚大量的熱量不能夠及時散發(fā)，進而產(chǎn)生熱應(yīng)力；水煤漿質(zhì)量的外因是水煤漿中的煤煤質(zhì)較差，未經(jīng)脫硫或脫硫不徹底。含硫元素的化學(xué)物質(zhì)，與噴頭中金屬材料中鎳元素發(fā)生反應(yīng)，在超過1250℃時，會嚴重腐蝕燒嘴中噴頭。當然，還存在人為的操作不當?shù)仍颉．敓熘袊娮扉L期處于低負荷運行狀態(tài)下，噴頭處水煤漿流速緩慢，燒嘴對外噴頭造成腐蝕；在燒嘴高負荷運轉(zhuǎn)時，中心供氧量過大，在中心氧作用下，燒嘴對外噴頭形成沖擊力。

3.2燒嘴外噴頭龜裂維修方法

針對燒嘴外噴頭龜裂的內(nèi)因，我們可以采用耐腐蝕性耐沖擊性好的材質(zhì)打造燒嘴外噴頭，可以適當?shù)脑跓焱鈬婎^表面進行噴涂等技術(shù)處理。噴涂材料可選擇有較好的機械加工性能，與基體結(jié)合強度高的耐腐耐磨材料，從而在整體上提升燒嘴外噴頭的強度；針對燒嘴外噴頭龜裂的外因，我們可以嚴格把控原料煤的灰熔點，實時監(jiān)測渣口壓差，避免熱輻射產(chǎn)生的沖擊作用，保證氣化爐壓強正常。與此同時，規(guī)范生產(chǎn)管理秩序，落實生產(chǎn)責任制，適度提高系統(tǒng)的運行負荷，使氣化爐的中心氧供應(yīng)量保持在合理范圍內(nèi)。

4　結(jié)語

水煤漿氣化爐的燒嘴使用壽命短，已經(jīng)成為了制約水煤漿氣化爐發(fā)展的嚴重瓶頸。要想提高水煤漿氣化爐連續(xù)運行周期，首先要排除水煤漿氣化爐燒嘴故障，提高燒嘴運行時間。我們要在技術(shù)上努力創(chuàng)新，積極總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，并致力于將最新的科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。與此同時，提高操作者的勞動技能，加強培訓(xùn)和經(jīng)驗總結(jié)交流。保障水煤漿氣化爐的燒嘴正常運轉(zhuǎn)，排除燒嘴故障，是水煤漿氣化爐安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。只要我們掌握了人防加技防的圭臬，預(yù)防為主，防治結(jié)合，早發(fā)現(xiàn)，早排除，就可以保障水煤漿氣化爐尤其是其燒嘴的正常運行，節(jié)約成本，提高效率，創(chuàng)造價值。

張文波（1987年5月）男，漢，山東鄒城人，兗礦魯南化肥廠，助理工程師，大學(xué)本科，設(shè)備管理