四喷嘴气化炉的操作与改进
王德胜
［新能凤凰（滕州）能源有限公司，山东 滕州277527］
［摘 要］针对1 500 t/d四喷嘴气化炉运行中出现的烧嘴冷却水盘管破裂、烧嘴冷却水系统联锁失效、烧嘴尺寸不适合、气化炉堵渣、合成气带水、渣池泵磨损严重等问题，分 析与探讨技改及操作优化措施，以实现装置的高效、清洁生产。
［关键词］ 四喷嘴气化炉；烧嘴；气化炉堵渣；合成气带水；渣池泵磨损；改进
［中图分类号］ TQ 546 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004-9932（2015）05-0047-03
新能凤凰（滕州）能源有限公司采用国内拥有自主知识产权的对置式四喷嘴水煤浆加压气化装置，共有3台气化炉，采用2开1备，设计单炉投煤量1 500 t/d，压力6.5 MPa，温度1 350 ℃，年产720 kt甲醇。运行期间出现了各种问题，导致开停车较频繁及设备的磨损，而后期又将负荷提到108%，也在一定程度上对系统的运行造成不利影响。现就系统运行中出现的一些问题及其处理作一总结，供业内同行参考。
1 工艺烧嘴系统问题及改进
1.1 烧嘴冷却水盘管破裂
工艺烧嘴的良好运行是整个装置长周期稳定运行的关键。烧嘴直接处于1 300 ℃以上的气化炉中，其冷却水盘管起到关键的保护作用。开车初期，烧嘴冷却水盘管出现破裂，拔出工艺烧嘴检查发现破裂多在盘管靠近喷嘴的焊缝处。经研究，发现在维修工装、拆工艺烧嘴的时候盘管的角焊缝容易出现碰撞损伤，气化炉高温热辐射也会产生影响。为此，在烧嘴上下设置2块挡板（如图1），同时在安装烧嘴之前将其头部包裹一层材料（主要成分为Al2O3）。改进后效果明显，烧嘴冷却水盘管很少发生破裂。
图1烧嘴设置挡板状貌
1.2 烧嘴冷却水系统联锁失效
原设计烧嘴冷却水系统为三选二联锁：出口温度高高（60 ℃），入口压力高高（3.2 MPa），入口流量低低（6 m3/h）［1］。当盘管破裂时，合成气由于其压力高会进入破裂的盘管内；烧嘴冷却水入口设有单向阀，盘管破裂会使烧嘴冷却水入口流量大大减少，同时入口压力增高；盘管破裂后，烧嘴冷却水出口处大量高温合成气渗入，造成出口温度增高。但在实际运行中发现，这3个联锁反应不是很灵敏，盘管破裂后联锁未触发，导致烧嘴烧穿。查看其他工艺参数发现烧嘴冷却水出口流量变化明显。经过车间开事故分析会并与厂家讨论，决定加入烧嘴进出口流量差这一联锁，即烧嘴进出口流量差低低（≤-6 m3/h），也即变成了四选二联锁。设置这一联锁还有一个好处，当气化炉刚开车时，气化炉压力低于烧嘴冷却水压力，盘管如果在安装时损坏，进出口流量差高高（≥6 m3/h），又增加这一选一联锁，在开车时投用，气化炉升压高于烧嘴冷却水压力后切除，再投用另一个联锁（即烧嘴进出口流量差低低联锁）。
1.3 工艺烧嘴尺寸变更
随着气化装置运行趋于稳定，操作人员水平的提高，公司决定将负荷逐渐提高到108%。负荷提高后，如果还用原来的烧嘴，会造成进料流速变快，尤其是氧气管线流速过快，会加速工艺烧嘴喷头的磨损，容易造成烧嘴偏喷；同时，还会改变原有的流场，加速耐火砖磨蚀，不利于气化炉的长周期运行。通过与华东理工大学交流，制订了工艺烧嘴尺寸变更后单个烧嘴不同压力下对应的负荷（氧流量），见表1。
更多内容请见《中氮肥》2015年第5期