~3600
13 22:20 27 14:31 车
气化炉烧嘴技术研究 技术研究报告
二OO七年五月
一、国内外现状 目前兖矿鲁化的烧嘴正常使用时间为80～90天，在国内同行业中处
于领先水平。比国际水平还有一定的差距，所以要降低水煤气制备的成 本，只有在烧咀的制造和修复技术方面进行突破。从1994年至今，兖矿 鲁化一直在摸索研发该部件的技术突破，也总结了很多的经验，为了进 一步创出高科技的新型耐磨烧嘴，特组织对烧嘴的结构，材料，制作、
握不好容易产生焊接裂纹和焊接变形，有可能造成喷头报废（因该 类材料焊接性能较差，且不宜进行多次重复焊接）。 （3）焊后的热处理也很关键，这关系到焊接应力的消除，尺寸、形状误 差的控制，以及烧咀机械性能的保证，如强度、硬度、耐高温、耐 冲刷、耐磨损性能。 （4）严格控制焊后机械加工精度，使其达到满足生产需求的机械性能 参数。
碳与气化剂（氧气、蒸汽）间的反应；3）反应生成气体彼此间进行的
反应；4）生成的气体与气化剂、固定碳之间的反应。
原煤经湿磨制浆后成为63％（wt）左右的水煤浆，经过隔膜泵泵送
与纯氧（98％）一起进入德士古喷嘴，煤浆经喷嘴雾化与氧气在气化炉
内发生部分氧化反应生成水煤气（合成气）。本装置气化炉压力
3.0Mpa，温度1300℃左右。合成气出气化炉后，经文氏管、洗涤塔增湿
二、气化炉烧嘴原运行状况 煤气化作为一种洁净煤技术，为我国煤化工行业的可持续发展提供
了技术保证，但气化炉烧嘴的使用寿命短一直是制约气化炉长周期运行 的难题，原烧嘴的最长运行周期为101天，正常为90天左右，烧嘴到使 用后期存在煤浆喷头磨损大，雾化效果差，容易造成煤浆偏流现象，制 约系统长周期运行，且煤渣中含碳量较高，直接影响经济效益。每次更 换烧嘴时也将损失一定量煤浆与合成气。 三、国内外研究现状
寿命造成一定程度的影响。
在新型烧嘴使用期间，需要加强机电化仪各专业的综合管理力度，
尽量减少气化炉的停车次数，减少对新型烧嘴的影响和冲击。
六、项目实施后的运行调试
该烧嘴于2006年8月29日在B炉上使用，至2007年1月13日更换退
出，累计运行151天(3625小时15分)，期间开停车5次(4次连投)，烧嘴
在使用期间自身未发生异常。运行时间见表1。
表1 新型烧嘴运行时间统计
投料次
停车原 运行时间
投料时间 停车时间
数
因
(h)
累计运行时 间(h)
2006-8- 2006-10- 仪表故
1
1508.02 1508.02
29 13:11 31 9:12 障
2006-10- 2006-11- 仪表故
2
235.18
383
695 1372
平 35.2 45.6 81.1 385 18.125 382.5 697.25 1368
均
运行 时间
H2
(天) v%
56~60 36 86~90 36.12
表2： 新型烧嘴运行数据
CO CO+H2 CH4 CO2 v% v% ppm v%
比氧耗 m3/km3有
效气
氨日 产量 （醇折 氨）
359 694.5 1351
平均 35.74 46.055 81.74 351.15 18.1 354.25 701.65 1350
分析比较以上数据，新型烧嘴比原烧嘴碳转化率提高～1％、比
氧耗下降7％、吨氨耗煤下降1.3％，合成氨产量提高0.63％，结论是新
型烧嘴主要运行参数均优于原烧嘴，更重要的是新型烧嘴的主要优势在
80～90天，在国内同行业中处于领先水平。比国际水平还有一定的差 距，所以要降低水煤气制备的成本，只有在烧咀的制造和修复技术方面 进行突破。从1994年至今，兖矿鲁化一直在摸索研发该部件的技术突 破，也总结了很多的经验，为了进一步创出高科技的新型耐磨烧嘴，特 组织对烧嘴的结构，材料，制作、焊接，修复进行系统攻关。 二、项目立项
t
吨氨 耗煤 kg/t
46
82 592 18
352
720 1352
46 82.12 304 17.87 343 696.8 1350
116~120 35.85 46.31 82.16 259 18.54 363 695.3 1347
145~149 35.6 45.91 81.71 249.6 18
气化炉烧嘴技术研究 工作总结
兖矿鲁南化肥厂 二OO七年五月
目录
验收材料之一：项目概述 1、 总论 2、 气化炉烧嘴原运行状况 3、 国内外研究的现状 4、 项目建设的目的和意义 5、 研究开发的主要内容和目标
验收材料之二：工作报告 一、项目提出的背景 二、项目立项 三、项目技术研究过程 四、项目实施过程 五、项目实施过程中的难点及解决措施 六、项目实施后的运行调试 验收材料之三：技术研究报告
1、 国内外现状 2、 现有装置的调查与测试 3、 主要设备配置 四、项目实施过程 五、关键技术及创新点
验收材料之四：工业应用报告 一、目前情况简介 二、项目实施情况 三、工艺流程及主要工艺指标 四、项目考核过程描述 五、项目运行考核结论 验收材料之五：经济效益和社会效益分析 一、经济效益分析 二、社会效益分析
除尘后送往后工序，用于制合成氨或甲醇。灰渣经锁灰斗收集，定期排
出系统。黑水经闪蒸回收热量，再沉降处理返回系统使用。
四、新型烧嘴完善技术研究
1、新型烧嘴的工作原理
烧嘴是将煤浆和氧气混合的设备，在烧嘴的端部煤浆和氧气的混合
物以较高的速度离开烧嘴头部，同时会对烧嘴头部产生磨损，磨损程度 决定了烧嘴的使用寿命，要想延长其使用寿命，必须从减轻煤浆对喷头 的磨损着手解决。为了最大限度减轻气化过程中对烧嘴喷头的磨损，一 般烧嘴头部均选用新材料制作，也有将烧嘴中煤浆和氧气混合形式由预 混改为预膜。使煤浆与氧气混合形式由预混改变为预膜，从而减少煤浆 对烧嘴的直接磨损，同时可提高产量。 2、新型烧嘴研究的主要内容 （1）首先将更换下的待修烧嘴进行清洗，详细测量、记录尺寸； （2）选择合适的焊接工艺技术。保证该类材料焊接的质量，焊接技术掌
该项目被集团公司列为2006年度的维持简单再生产投资计划，研 究项目总投资为3.4万元。 三、项目技术研究过程
1、首先将更换下的待修烧嘴进行清洗，详细测量、记录各部分磨 损尺寸；
2、选择合适的焊接工艺技术。采用TIG焊接技术，保证该类材料焊 接的质量，焊接技术掌握不好容易产生焊接裂纹和焊接变形，有可能造 成喷头报废（因该类材料焊接性能较差，且不宜进行多次重复焊接）。
31 11:29 10 6:40 障
1743.2
2006-11- 2007-1- 电网掉3Βιβλιοθήκη 1517.40 3260.6
10 12:17 12 17:41 电
2007-1- 2007-1- 仪表故
4
11.25
3271.85
13 7:56 13 19:11 障
5
2007-1- 2007-1- 计划停 328.18
的“水煤浆加压气化及气体净化制合成氨新工艺”荣获国家科技进步一等 奖，形成了我厂独有的生产技术。
1990年鲁化在国内第一个引进美国德士古水煤浆加压气化技术的基 础上，经过消化、吸收和创新，于2002年新上第三台气化炉，该装置 完全立足于国内，国产化率达到100％。多年来，我们不断实施技术创 新占领煤化工技术制高点。
3、焊后的热处理也很关键，这关系到焊接应力的消除，尺寸、形 状误差的控制，以及烧咀机械性能的保证，如强度、硬度、耐高温、耐 冲刷、耐磨损性能。
4、严格控制焊后机械加工精度，使其达到满足生产需求的机械性 能参数。
随着我国水煤浆气化技术迅速发展，也将会有大量的烧嘴需要检 修，市场前景非常乐观，其社会效益和经济效益非常显著。 四、项目实施过程
气化炉烧嘴技术研究 工作报告
二OO七年五月
一、项目提出的背景 1990年鲁化在国内第一个引进美国德士古水煤浆加压气化技术的
基础上，经过消化、吸收和创新，于2002年新上第三台气化炉，该装 置完全立足于国内，国产化率达到100％。多年来，我们不断实施技术 创新占领煤化工技术制高点。
烧嘴属于易损件，其材料采用INCONEL600和YRS188耐高温、耐冲 刷、耐腐蚀、耐磨损Ni基特殊钢材，价格比较昂贵，多数是美国进口 （每套进口价约40万元人民币），目前兖矿鲁化的烧嘴正常使用时间为
此研究主要内容是：兖矿鲁化对工艺烧嘴的易损部件进行优化设 计，采用新型耐磨材料，并委托华东理工大学制造该材料。通过采用镶 嵌耐磨材料达到耐温，耐蚀、耐冲刷，提高烧嘴的使用寿命；另外改变 原有修复工艺，不切割一次氧喷头，整体修复端面，降低备件费用，
改造使用的主要材料有煤浆喷头、托套、喷头。 预计使用寿命达150天以上，比目前使用烧嘴增加三分之一左右的使 用寿命，实现历史性突破。
2006年6月，根据改造后的新型烧嘴方案，重新加工制作了新型烧
嘴，2006年8月29日在德士古气化炉的B炉上使用，至2007年1月13日更
换退出，连续使用151天，创国内外烧嘴运行的最高纪录。
五、项目实施过程中的难点及解决措施
新型烧嘴在运行期间，因外部故障出现5次(4次连投)系统停车，烧
嘴在使用期间自身未发生异常，但是系统运行的波动对新型烧嘴的使用
效气
产量 （醇 折 氨）
吨氨 耗煤 kg/t
t
4.1 35.5 45.5 81 598 18.5
386
700 1360
4.15 35 46 81 350 17.9
381
696 1370
4.30 35.9 45 80.9 300 18.1
384
698 1370
5.15 35.6 45.9 81.5 292 18
烧嘴属于易损件，其材料采用INCONEL600和YRS188耐高温、耐冲 刷、耐腐蚀、耐磨损Ni基特殊钢材，价格比较昂贵，多数是美国进口 （每套进口价约40万元人民币），目前兖矿鲁化的烧嘴正常使用时间为 80～90天，在国内同行业中处于领先水平。比国际水平还有一定的差 距，所以要降低水煤气制备的成本，只有在烧咀的制造和修复技术方面 进行突破。从1994年至今，兖矿鲁化一直在摸索研发该部件的技术突 破，也总结了很多的经验，为了进一步创出高科技的新型耐磨烧嘴，特 组织对烧嘴的结构，材料，制作、焊接，修复进行系统攻关。