淺析水煤漿多噴嘴氣化燒嘴泄漏的原因

曹鑫

摘要：通過對水煤漿多噴嘴氣化爐各運行周期的對比，在煤質、工藝操作、燒嘴材質及結構等方面分析燒嘴泄漏的原因。鑒于水煤漿氣化技術對煤質要求的局限性，加之市場煤源緊張的現狀，提出延長氣化燒嘴使用壽命的措施。

關鍵詞：水煤漿;多噴嘴;氣化爐;燒嘴泄漏

1、煤質方面

A爐：2020.1.1-2020.3.5運行64天。

期間使用煤種：2020.1.1-2020.1.8煤種①：煤種②7：3;2020.1.8-2020.1.11煤種①：煤種②6：4;2020.1.11-2020.2.3煤種③：煤種②5：5;2020.2.3-2020.3.1煤種③：煤種②：煤種①2：1：3;2020.3.1-2020.3.2煤種③：煤種②：煤種①2：1：1;2020.3.2-2020.3.5煤種③：煤種②5：5。

B爐：2020.3.5-2020.5.8運行64天。

期間使用煤種：2020.3.5-2020.3.11煤種③：煤種②5：5;2020.3.11-2020.3.30煤種③：煤種②：煤種④3：2：1;2020.3.30-2020.4.13煤種③：煤種②5：5;2020.4.13-2020.4.21煤種③：煤種②：煤種④3：2：1;2020.4.21-2020.5.8煤種③：煤種②：煤種④5：4：1。

A爐：2020.5.8-.2020.6.24，運行47天。

期間使用煤種：2020.5.8-2020.5.11煤種③：煤種②：煤種④5：4：1;2020.5.11-2020.5.13煤種③：煤種②4：6;2020.5.13-2020.6.24煤種③：煤種②：煤種⑤4：5：1。

B爐：2020.6.24.2020.9.3，運行71天。

期間使用煤種：2020.6.24-2020.6.27煤種③：煤種②：煤種⑤4：5：1;2020.6.27-2020.8.22煤種③：煤種②：煤種①2：1：3;2020.8.22-2020.9.3煤種③：煤種②：煤種⑥3：2：1。燒嘴壓差運行穩(wěn)定。

A爐：2020.9.3-2020.12.5（9.15-9.29為中修時間），運行68天。

期間使用煤種：2020.9.3-2020.9.11煤種③：煤種②：煤種⑥3：2：1;2020.9.11-2020.9.15煤種③：煤種②5：5;2020.9.29-2020.10.16煤種③：煤種①5：5;2020.10.16-2020.10.27煤種③：煤種①：煤種⑩3：5：2;2020.10.27-2020.11.22煤種③：煤種①：煤種⑦3：5：2;2020.11.22-2020.12.5煤種③：煤種①：煤種⑦5：3：2。

B爐：2020.12.5-2021.1.15，運行40天。

期間使用煤種：2020.12.5-2021.1.6煤種③：煤種①：煤種⑦5：3：2;2021.1.6-2021.1.8煤種③：煤種⑧：煤種⑦5：3：2;2021.1.8-2021.1.11煤種③：煤種⑧：煤種⑦3.6：5：1.4;2021.1.11-2021.1.15煤種⑧：煤種②：煤種⑦5：3：2。燒嘴壓差運行穩(wěn)定。

A爐：2021.1.15-2021.3.19，運行64天。

期間使用煤種：2021.1.15-2021.1.21煤種⑧：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.1.21-2021.1.26（煤種⑧：原煤4：1）：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.1.26-2021.2.22煤種③：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.2.22-2021.3.3 煤種⑨：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.3.3-2021.3.19 煤種⑨：煤種②：煤種⑦6：2.4：1.6。1月27日后壓差波動增大。A1燒嘴3月17日發(fā)生輕微泄漏。

B爐：2021.3.19-2021.4.30，運行43天。

期間使用煤種：2021.3.19-2021.3.30煤種⑨：煤種②：煤種⑦6：2.4：1.6;2021.3.30-2021.4.9 煤種⑨：硫磺溝：煤種⑦5：3：2;2021.4.9-2021.4.20 煤種⑨：硫磺溝：煤種⑦6：2.4：1.6;2021.4.20-2021.4.28 煤種⑨：煤種③：煤種⑦6：2.4：1.6;2021.4.28-2021.4.29 煤種③：煤種②：煤種⑦3：3：2;2021.4.29-2021.4.30煤種③：煤種②：煤種⑦5：3：2。B1、B4波動大，4月19日后，整體波動大。4月27日B4燒嘴泄漏。

A爐：2021.4.30-2021.6.7，運行38天。

期間使用煤種：2021.4.30-2021.6.5煤種③：煤種②：煤種⑦5：3：2;2021.6.5-2021.6.7煤種③：煤種②：煤種⑦4.3：4：1.7。A1燒嘴壓差波動大，5月27日后整體波動大。6月5日A1燒嘴于發(fā)生輕微泄漏。

從2020-2021年氣化爐運行狀況上來看，2020年未發(fā)生燒嘴泄漏的情況，運行周期都能保持到60天以上，自從2021年1月26日以后，由于煤種①的供應問題，使用煤種中未摻燒煤種①與煤種③，從此開始加入煤種⑨與煤種⑦，且煤種③、煤種②、煤種⑦的摻燒煤未曾使用。

不考慮各煤種煤質的數據變化，燒嘴泄漏頻繁前后差異就在于使用了煤種⑦，即便是2020年底摻燒煤種⑦時，煤種①與煤種③也占的比例較高。煤種①、煤種③、煤種⑦的摻燒煤可能在一定程度上在氣化爐反應中渣流動較好，而煤種③、煤種②、煤種⑦的摻燒煤不如煤種①、煤種③作為主煤時渣的流動性。由于煤漿在氣化爐中的反應較為復雜，僅通過數據可能與實際運行有所偏差，因此以上通過使用煤種的統計與燒嘴泄漏前后時間的關系上，存在一定的聯系。

2、操作方面

通過燒嘴泄漏后對氣化爐內的檢查發(fā)現，泄漏燒嘴處的通道前部形成的堵渣相對不均勻，存在氣化爐內的氣流在燒嘴頭部形成窩火，從而加快了燒嘴頭部的高溫及沖刷。在日常氣化運行操作時，燒嘴壓差波動時，往往通過加氧，一方面起到熔渣，使燒嘴附近的掛渣更為均勻，另一方面是使燒嘴煤漿噴出后的反應區(qū)能夠更加靠近爐中心。通過加氧后燒嘴壓差有所好轉也能反映出問題。而在加氧過程中由于煤漿濃度、煤質等一直處于變化的狀態(tài)，對于氧量的控制提出了更苛刻的要求。同時由于氣化爐擴容改造，中心氧孔板的通過量受限，目前流量已調整至相對較大，比例在16%左右，相對于15%-20%的標準及所用的煤質來說可能偏低，具體將中心氧調大是否會緩解燒嘴壓差的波動，目前也無法嘗試。

3、結構及維修

在氣化爐擴容后，對于噴嘴相對燒嘴端部的伸入深度及環(huán)隙與實際運行不匹配。燒嘴使用每個周期后，端部即便沒有漏，也是存在龜裂的情況，在維保單位維修過程中是否存在材質選用及焊接等質量問題。需要設備專業(yè)的人更加深入進行分析，同時與設計院溝通確認擴容后實際運行狀況，是否需要更改燒嘴尺寸。

4、結束語

綜上，考慮煤質在氣化爐中反應形成的渣的流動性對燒嘴壓差波動影響較大，燒嘴處的掛渣在燒嘴口流動不暢，使燒嘴口反應流場發(fā)生改變，長時間運行使燒嘴頭部處于高溫沖刷，進而造成頭部磨損泄漏。

對于目前此種狀況，若市場煤種無法改變，則更多需要考慮燒嘴的優(yōu)化，一方面使用更加耐沖刷的材質，目前使用的材質有更大的優(yōu)化空間。另一方面根據目前氣化負荷，同時增加氧氣、煤漿流量的流速，不是一味增加氧流速，避免造成爐溫高，耐火磚腐蝕速率大。氣化爐擴容后環(huán)隙增大，在相同流量下流速降低，目前的負荷與擴容前的流速需要再次確認下，或者通過增加中心氧量適當拉長火焰，降低燒嘴頭部溫度。