浅析水煤浆多喷嘴气化烧嘴泄漏的原因

曹鑫

摘要：通过对水煤浆多喷嘴气化炉各运行周期的对比，在煤质、工艺操作、烧嘴材质及结构等方面分析烧嘴泄漏的原因。鉴于水煤浆气化技术对煤质要求的局限性，加之市场煤源紧张的现状，提出延长气化烧嘴使用寿命的措施。

关键词：水煤浆;多喷嘴;气化炉;烧嘴泄漏

1、煤质方面

A炉：2020.1.1-2020.3.5运行64天。

期间使用煤种：2020.1.1-2020.1.8煤种①：煤种②7：3;2020.1.8-2020.1.11煤种①：煤种②6：4;2020.1.11-2020.2.3煤种③：煤种②5：5;2020.2.3-2020.3.1煤种③：煤种②：煤种①2：1：3;2020.3.1-2020.3.2煤种③：煤种②：煤种①2：1：1;2020.3.2-2020.3.5煤种③：煤种②5：5。

B炉：2020.3.5-2020.5.8运行64天。

期间使用煤种：2020.3.5-2020.3.11煤种③：煤种②5：5;2020.3.11-2020.3.30煤种③：煤种②：煤种④3：2：1;2020.3.30-2020.4.13煤种③：煤种②5：5;2020.4.13-2020.4.21煤种③：煤种②：煤种④3：2：1;2020.4.21-2020.5.8煤种③：煤种②：煤种④5：4：1。

A炉：2020.5.8-.2020.6.24，运行47天。

期间使用煤种：2020.5.8-2020.5.11煤种③：煤种②：煤种④5：4：1;2020.5.11-2020.5.13煤种③：煤种②4：6;2020.5.13-2020.6.24煤种③：煤种②：煤种⑤4：5：1。

B炉：2020.6.24.2020.9.3，运行71天。

期间使用煤种：2020.6.24-2020.6.27煤种③：煤种②：煤种⑤4：5：1;2020.6.27-2020.8.22煤种③：煤种②：煤种①2：1：3;2020.8.22-2020.9.3煤种③：煤种②：煤种⑥3：2：1。烧嘴压差运行稳定。

A炉：2020.9.3-2020.12.5（9.15-9.29為中修时间），运行68天。

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

B炉：2020.12.5-2021.1.15，运行40天。

期间使用煤种：2020.12.5-2021.1.6煤种③：煤种①：煤种⑦5：3：2;2021.1.6-2021.1.8煤种③：煤种⑧：煤种⑦5：3：2;2021.1.8-2021.1.11煤种③：煤种⑧：煤种⑦3.6：5：1.4;2021.1.11-2021.1.15煤种⑧：煤种②：煤种⑦5：3：2。烧嘴压差运行稳定。

A炉：2021.1.15-2021.3.19，运行64天。

期间使用煤种：2021.1.15-2021.1.21煤种⑧：煤种②：煤种⑦5：3：2;2021.1.21-2021.1.26（煤种⑧：原煤4：1）：煤种②：煤种⑦5：3：2;2021.1.26-2021.2.22煤种③：煤种②：煤种⑦5：3：2;2021.2.22-2021.3.3 煤种⑨：煤种②：煤种⑦5：3：2;2021.3.3-2021.3.19 煤种⑨：煤种②：煤种⑦6：2.4：1.6。1月27日后压差波动增大。A1烧嘴3月17日发生轻微泄漏。

B炉：2021.3.19-2021.4.30，运行43天。

期间使用煤种：2021.3.19-2021.3.30煤种⑨：煤种②：煤种⑦6：2.4：1.6;2021.3.30-2021.4.9 煤种⑨：硫磺沟：煤种⑦5：3：2;2021.4.9-2021.4.20 煤种⑨：硫磺沟：煤种⑦6：2.4：1.6;2021.4.20-2021.4.28 煤种⑨：煤种③：煤种⑦6：2.4：1.6;2021.4.28-2021.4.29 煤种③：煤种②：煤种⑦3：3：2;2021.4.29-2021.4.30煤种③：煤种②：煤种⑦5：3：2。B1、B4波动大，4月19日后，整体波动大。4月27日B4烧嘴泄漏。

A炉：2021.4.30-2021.6.7，运行38天。

期间使用煤种：2021.4.30-2021.6.5煤种③：煤种②：煤种⑦5：3：2;2021.6.5-2021.6.7煤种③：煤种②：煤种⑦4.3：4：1.7。A1烧嘴压差波动大，5月27日后整体波动大。6月5日A1烧嘴于发生轻微泄漏。

从2020-2021年气化炉运行状况上来看，2020年未发生烧嘴泄漏的情况，运行周期都能保持到60天以上，自从2021年1月26日以后，由于煤种①的供应问题，使用煤种中未掺烧煤种①与煤种③，从此开始加入煤种⑨与煤种⑦，且煤种③、煤种②、煤种⑦的掺烧煤未曾使用。

不考虑各煤种煤质的数据变化，烧嘴泄漏频繁前后差异就在于使用了煤种⑦，即便是2020年底掺烧煤种⑦时，煤种①与煤种③也占的比例较高。煤种①、煤种③、煤种⑦的掺烧煤可能在一定程度上在气化炉反应中渣流动较好，而煤种③、煤种②、煤种⑦的掺烧煤不如煤种①、煤种③作为主煤时渣的流动性。由于煤浆在气化炉中的反应较为复杂，仅通过数据可能与实际运行有所偏差，因此以上通过使用煤种的统计与烧嘴泄漏前后时间的关系上，存在一定的联系。

2、操作方面

通过烧嘴泄漏后对气化炉内的检查发现，泄漏烧嘴处的通道前部形成的堵渣相对不均匀，存在气化炉内的气流在烧嘴头部形成窝火，从而加快了烧嘴头部的高温及冲刷。在日常气化运行操作时，烧嘴压差波动时，往往通过加氧，一方面起到熔渣，使烧嘴附近的挂渣更为均匀，另一方面是使烧嘴煤浆喷出后的反应区能够更加靠近炉中心。通过加氧后烧嘴压差有所好转也能反映出问题。而在加氧过程中由于煤浆浓度、煤质等一直处于变化的状态，对于氧量的控制提出了更苛刻的要求。同时由于气化炉扩容改造，中心氧孔板的通过量受限，目前流量已调整至相对较大，比例在16%左右，相对于15%-20%的标准及所用的煤质来说可能偏低，具体将中心氧调大是否会缓解烧嘴压差的波动，目前也无法尝试。

3、结构及维修

在气化炉扩容后，对于喷嘴相对烧嘴端部的伸入深度及环隙与实际运行不匹配。烧嘴使用每个周期后，端部即便没有漏，也是存在龟裂的情况，在维保单位维修过程中是否存在材质选用及焊接等质量问题。需要设备专业的人更加深入进行分析，同时与设计院沟通确认扩容后实际运行状况，是否需要更改烧嘴尺寸。

4、结束语

综上，考虑煤质在气化炉中反应形成的渣的流动性对烧嘴压差波动影响较大，烧嘴处的挂渣在烧嘴口流动不畅，使烧嘴口反应流场发生改变，长时间运行使烧嘴头部处于高温冲刷，进而造成头部磨损泄漏。

对于目前此种状况，若市场煤种无法改变，则更多需要考虑烧嘴的优化，一方面使用更加耐冲刷的材质，目前使用的材质有更大的优化空间。另一方面根据目前气化负荷，同时增加氧气、煤浆流量的流速，不是一味增加氧流速，避免造成炉温高，耐火砖腐蚀速率大。气化炉扩容后环隙增大，在相同流量下流速降低，目前的负荷与扩容前的流速需要再次确认下，或者通过增加中心氧量适当拉长火焰，降低烧嘴头部温度。