水煤浆气化炉烧嘴故障维修方法探究

张文波　秦清（兖矿鲁南化肥厂，山东　滕州　277527）

水煤浆气化炉烧嘴故障维修方法探究

张文波秦清（兖矿鲁南化肥厂，山东滕州277527）

水煤浆气化炉是重要的工业生产设备，在工业化工领域有着广泛的应用。其烧嘴可谓是整个气化炉的七寸要害，保障烧嘴的正常运行对水煤浆气化炉的正常运行起到画龙点睛的作用。水煤浆气化炉的烧嘴工作环境恶劣，程序操作严格，材料质量考究。基于此，各种各样的原因综合在一起，导致了水煤浆气化炉的烧嘴在运行中可能出现种种故障。笔者根据多年来从事水煤浆气化工作的经验，试以此文探究水煤浆气化炉烧嘴常见故障，及其原因和维修方法。

1　烧嘴冷却水盘管故障

1.1烧嘴冷却水盘管故障原因

水煤浆气化炉烧嘴的工作温度为1400℃。为了保护烧嘴的正常工作，经过特殊处理的脱盐水需要经过冷却器冷却至34℃左右，再经由烧嘴冷却盘管作用于烧嘴，达到降温的目的。在这一过程当中，可能存在以下两种情况。一是冷却水盘管在低温状态下，其表面被腐蚀，进而导致焊缝开裂的故障；二是烧嘴工作环境高温高压，同时还有水煤浆的不断磨损和硫化氢的腐蚀，在气化炉渣口不通畅情况下，就易造成热辐射、热冲击等强对流在烧嘴外喷头施加不利影响，最终导致烧嘴外喷头耐热应力加剧和腐蚀、疲劳、减薄，直至脱落，造成烧嘴冷却水盘管故障。

1.2烧嘴冷却水盘管故障维修方法

针对第一种情况，需将烧嘴冷却水盘管与喷头冷却水夹套的焊接点断开，将烧嘴冷却水盘管尾部从与冷却水母管连接端摘下来。切除烧嘴冷却水盘管头部已经被侵蚀变薄的部分，采用材质为H188的焊丝，手工氩弧焊煨制头部弯头，要注意焊制部分要与烧嘴冷却水盘管切除部分尺寸相同。先将焊缝倒出坡口，再在烧嘴喷头冷却水夹套进出口上实施角焊缝焊接。

针对第二种情况，改进烧嘴冷却水盘管与烧嘴的焊接连接方式。可以适当的预留一寸左右的烧嘴冷却水盘管，将其与喷头冷却水夹套直接锻造在一起，保证其二者紧密相连。在焊接时，避免热应力对喷头冷却水夹套热胀冷缩的不利影响。

2　烧嘴中喷嘴磨损

2.1烧嘴中喷嘴磨损原因

水煤浆系内含大量煤碳颗粒的高黏度流体，其对烧嘴中喷嘴磨损极其严重。水煤浆的标准质量分数为60%，黏度为1.2 Pa·s，粒度分布:2.36mm为100%、1.16mm为98%、0.35mm为95%、0.074mm为35%、0.047mm为30%。满负荷时烧嘴正常压差为0.45MPa，在水煤浆压差降低时，烧嘴压差变为0.25MPa的低压。烧嘴中喷嘴正常厚度为0.4cm，经过长时间的磨损将变薄，甚至如纸片一般。产生这一现象的直接原因有：一是水煤浆黏度过大；二是烧嘴中喷嘴材质耐磨性不够，硬度不强。

2.2烧嘴中喷嘴磨损维修方法

烧嘴中喷嘴磨损维修方法主要是从降低水煤浆黏度、提升烧嘴中喷嘴材料硬度和耐磨性两个方法入手。前者通过填入一些改变黏度的专门添加剂，控制添加剂的使用量，改变磨煤机磨棒的配比，从而降低水煤浆粘度至1.0Pa·s。后者主要通过向烧嘴中喷嘴添加耐磨耐腐材料，保证了烧嘴在运行过程中不受水煤浆的冲击和腐蚀。与此同时，还可以对烧嘴中喷嘴进行热处理。通过以上的改造，大幅度降低烧嘴中喷嘴的磨损程度，保证水煤浆气化炉的正常运转。

3　烧嘴外喷头龟裂

3.1烧嘴外喷头龟裂原因

水煤浆是包含了多种矿物质的混合物，其中就有大量的腐蚀性元素，尤其是硫化氢等物质经过高温高压后，易与烧嘴中的合金部分发生化学反应，从而导致烧嘴外喷头龟裂，材料腐蚀严重，甚至脱落。导致烧嘴外喷头龟裂原因分为烧嘴外喷头的内因和水煤浆质量的外因。烧嘴外喷头的内因是冷却腔冷却水的分布不平衡，甚至冷却水供应量严重不足，导致烧嘴外喷头集聚大量的热量不能够及时散发，进而产生热应力；水煤浆质量的外因是水煤浆中的煤煤质较差，未经脱硫或脱硫不彻底。含硫元素的化学物质，与喷头中金属材料中镍元素发生反应，在超过1250℃时，会严重腐蚀烧嘴中喷头。当然，还存在人为的操作不当等原因。当烧嘴中喷嘴长期处于低负荷运行状态下，喷头处水煤浆流速缓慢，烧嘴对外喷头造成腐蚀；在烧嘴高负荷运转时，中心供氧量过大，在中心氧作用下，烧嘴对外喷头形成冲击力。

3.2烧嘴外喷头龟裂维修方法

针对烧嘴外喷头龟裂的内因，我们可以采用耐腐蚀性耐冲击性好的材质打造烧嘴外喷头，可以适当的在烧嘴外喷头表面进行喷涂等技术处理。喷涂材料可选择有较好的机械加工性能，与基体结合强度高的耐腐耐磨材料，从而在整体上提升烧嘴外喷头的强度；针对烧嘴外喷头龟裂的外因，我们可以严格把控原料煤的灰熔点，实时监测渣口压差，避免热辐射产生的冲击作用，保证气化炉压强正常。与此同时，规范生产管理秩序，落实生产责任制，适度提高系统的运行负荷，使气化炉的中心氧供应量保持在合理范围内。

4　结语

水煤浆气化炉的烧嘴使用寿命短，已经成为了制约水煤浆气化炉发展的严重瓶颈。要想提高水煤浆气化炉连续运行周期，首先要排除水煤浆气化炉烧嘴故障，提高烧嘴运行时间。我们要在技术上努力创新，积极总结生产实践经验，并致力于将最新的科研成果转化为生产力。与此同时，提高操作者的劳动技能，加强培训和经验总结交流。保障水煤浆气化炉的烧嘴正常运转，排除烧嘴故障，是水煤浆气化炉安全生产的重要环节。只要我们掌握了人防加技防的圭臬，预防为主，防治结合，早发现，早排除，就可以保障水煤浆气化炉尤其是其烧嘴的正常运行，节约成本，提高效率，创造价值。

张文波（1987年5月）男，汉，山东邹城人，兖矿鲁南化肥厂，助理工程师，大学本科，设备管理