[00244146]新型干煤粉气化组合烧嘴研究开发及工业化应用
交易价格：
面议
类型：
非专利
技术成熟度：
正在研发
交易方式：
许可转让
联系人：
张益民
所在地：宁夏回族自治区银川市
- 服务承诺
- 产权明晰
-
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
- 如实描述
技术详细介绍
1、课题来源与背景
目前神华宁煤世界首套工业化的单台日投煤2000吨的GSP干煤粉气化组合烧嘴由德国西门子公司独家供货，为打破国外技术垄断，神华宁夏煤业集团有限责任公司通过"单台日投煤2200吨干煤粉全套气化技术自主开发" 科技创新项目，对干煤粉气化组合烧嘴进行自主研发的工业化应用。
2、研究内容及性能指标
通过对原进口烧嘴存在的问题进行深入分析，本项目主要从一体化烧嘴的设计、三合一在线火焰检测系统的设置、烧嘴冷却水夹套的开发应用和煤粉与氧气混合效果改进与优化几方面开展实验研究，主要包含以下四个方面的技术内容：
1）一体化烧嘴的设计研究
2）三合一在线火焰监测系统的开发
3）烧嘴冷却水夹套的改进与优化
4）煤粉与氧气混合效果的改进与优化
通过对组合烧嘴的设计研发，使其性能达到如下指标：
1）合成气有效气含量≥94%；
2）点火烧嘴端面一次使用寿命达到50天以上；
3）煤粉烧嘴端面无烧损情况出现；
4）气化炉运行热损2-3MW，无水冷壁烧损现象。
3、技术的创造性与先进性
依托大型能源化工基地，通过对原进口烧嘴存在的问题进行深入分析，本项目主要从一体化烧嘴的设计、三合一在线火焰检测系统的设置、烧嘴冷却水夹套的开发应用和煤粉与氧气混合效果改进与优化几方面开展实验研究，取得了以下的技术成果：
（1）采用高能量点火方式，能够克服低温、积水、积灰结焦等不良运行环境，将高能点火器的优势使用到现有点火烧嘴中，优化设计的点火烧嘴，解决了点火烧嘴点火不稳定，可靠性低的技术难题。
（2）开发设计了新型三合一火焰检测系统，为气化炉实时操作提供可靠的视频化检测手段。针对高温、高压气化炉燃烧反应难以实时检测的问题，提出了一种在小视窗条件下对气化炉的燃烧进行实时监控，既能提供火焰的检测信号，又能提供火焰的图像和温度，为气化炉的稳定运行提供可靠信号的一体化装置。
在气化炉烧嘴尾部安装"一体化在线火焰监测系统",既能提供火焰检测信号（开关量用于连锁，模拟量用于显示火焰强度），又能提供火焰图像视频和火焰温度。通过工业摄像头可以进行上述问题的判断，较好地解决了上述问题，同时也可以在装置正常运行过程中实时监测气化炉膛内的燃烧情况。
（3）点火烧嘴冷却水夹套流通面积增大， 冷却水冷却方式由对流结构改为螺旋式强制旋流，流速提高，点火烧嘴冷却水夹套材质由厚壁管改为薄壁管。提高了水侧对流换热系数，降低了烧嘴端面向火侧金属壁面的温度，该温度可以控制在 T+100℃（T为冷却水温度）左右。
（4）煤粉与氧气混合效果改进与优化：保证煤粉颗粒与氧气能够充分混合，一方面将低速、直流的煤粉射流进行卷吸，提供给煤粉一定的旋转动量；二是利用高速旋转氧气射流的卷吸作用，将煤粉均匀的弥散在整个炉膛中心，防止煤粉管道不均匀导致的偏烧现象。煤粉颗粒在炉内的均匀性和湍流混合效果明显均匀；煤粉旋转半径小，煤粉燃烧时高温火焰半径变小，高温火焰贴近炉膛膜式水冷壁可能性减小，有利于膜式水冷壁挂渣。
4、技术的成熟度、适用范围和安全性
本成果实现了干煤粉气化组合烧嘴在日投煤量2000吨的气化炉型上的工业运行试验，运行过程平稳，烧嘴各项性能表均由于进口烧嘴，采购成本降低，节约设备购置费，年增加利润近5000万元。目前公司已于2014年2月在年产50万吨煤基聚丙烯气化装置上实现自主知识产权的干煤粉气化组合烧嘴全面的工业化应用，该技术可在国内甚至国外干煤粉气化项目中推广应用，对我国综合利用能源、拓展干煤粉气化煤化工具有重大的经济意义和战略意义。
5、存在的问题
（1）点火烧嘴的使用寿命尚有提升空间，需要继续深入研究，开展新材料应用研究；
（2）三合一在线火焰检测装置：视频监控效果受天气影响较大，故障率较高，需要进一步改进。
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