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如何延长气化炉耐火材料内衬使用寿命?
发布时间:2019-10-29 浏览量:1180

气化炉是一个非常复杂的环境反应区,在这个区域的固体,液体,气体高速冲刷,强还原气氛和液体炉渣侵蚀,以及开停车时较大的温度和压力波动,都会对气化炉耐火材料造成影响,严重损害其使用寿命。

1.气化炉用耐火材料的性能:

(1)导热性好;

(2)良好的抗熔渣侵蚀性;

(3)较高的热态强度,以增强高温耐磨、耐冲刷性;

(4)更好的热震稳定性,以承受温度波动;

(5)好的体积稳定性,使气化炉在温度和压力波动的过程中,具有良好的完整性和密封性。

2.气化炉耐火材料损坏原因分析:

气化炉耐火材料损毁原因一般有两个方面,一个是熔渣侵蚀,另个方面是应力的破坏。下面从多个角度分析耐火材料损毁的原因:

(1)频繁启停窑车:

在操作期间,设备经常开启停止,这导致气化炉中的温差很大。在加热或冷却过程中,由于不同的上升和下降速率以及在热传递过程中耐火材料的不同膨胀或收缩系数,将发生耐火材料的相对位移。这种相对位移将在位移表面上产生摩擦剪切力并具有部分撕裂的效果,导致耐火材料的表面裂纹。这些表面裂纹在后来的反复开启和停止中逐渐膨胀,熔渣和还原介质在裂缝中的腐蚀和扩散导致耐火材料的局部表面剥落。

(2)炉温控制不当:

低炉温控制。低温控制是耐火材料损坏的直接原因。在较低温度下,炉渣的流动性变差,炉渣层逐渐积累并变厚。当渣层积聚到一定厚度时,大量的炉渣在重力作用下从炉中散裂,因此容易损坏固定炉渣层的耐火材料。炉温控制太高。温度过高的最直接表现是气化侧的蒸汽输出量立即上升。如果激冷量不足,则炉渣流动性将变好,在极端情况下,存在耐火材料垮渣的风险。最直观的温升,在烧嘴上,烧嘴罩会产生热应力,在烧嘴罩上形成帘状渣流,导致烧嘴局部燃烧损坏烧嘴罩,烧嘴罩一旦损坏泄漏,烧嘴罩下部耐火材料侵蚀损坏将迅速加速。

(3)配煤的影响:

各种煤的混合物中配煤不均匀,使煤在某个部位或一定时间段内燃烧更多灰分,此时,煤的灰熔点偏高。根据我国其他煤气化装置的运行经验,煤的灰分含量和灰熔点对炉渣的形成有很大影响。

(4)化学侵蚀:

气化炉的耐火材料主要由碳化硅含量高的粉末组成,因此必须有一些气孔。气化炉气化反应气体是H2和CO的主要成分,这两种气体具有很强的还原性,在扩散作用下,耐火材料表面的H2和CO在高温和SiO2耐火材料条件下渗透渗透, Al2O3与氧化物反应,反应破坏了耐火材料的结构,耐火材料中的固态SiO2的转化为气体SiO逸出,导致耐火材料气孔增大或裂纹加剧。

(5)耐火材料选择不当:

在气化炉中,由于各种部件的工作条件,温度,冲刷和腐蚀程度不同,选用耐火材料时也不同。不恰当的耐火材料选择会直接影响耐火材料的使用寿命。

(6)烘炉不到位:

气化炉的耐火材料砌建完工后,严格按照炉膛的相关要求进行烘炉工作。烘炉的目的是通过合理和科学的方法加热设备,使耐火材料能够完成一系列化学反应。一是为了去除耐火材料中吸附的水和部分结晶水。二是通过化学反应培养出一定的晶相结构,使耐火材料达到一定的理化性能。以免在驱动操作过程中,耐火材料中的水分迅速蒸发,由于其内应力的作用,使耐火材料产生大量的裂纹,裂纹和剥落等现象。

3.延长耐火材料使用寿命的措施:

(1)适用的喷嘴。喷涂角度应适合避免火焰冲刷耐火砖石造成的损坏。

(2)严格的温升曲线。新炉应严格按照加热曲线的要求建造,并逐步加热,以避免严重脱水和严重膨胀和收缩造成的砖石损坏。

(3)减少启动和停止。尽量避免或减少不必要的启停次数,并实现生产过程前后的平衡,以减少因耐火砖损坏造成的快速冷却和压力变化。

(4)稳定调整。炉温和压力的升降应保持稳定,禁止超过温度和压力。因为砖的每一层的温度变化总是滞后于炉子的温度,所以外层的温度变化越慢,如果炉子的温度在短时间内发生显着变化,砖层之间因为温差太大而不能产生由耐火砖和砖裂缝引起的巨大内应力。压力的突然上升和下降将使耐火砖被破坏,因为每层之间的气体压力太迟而无法平衡并且压差增加。炉温和压力的剧烈波动可能导致整个耐火砖石的坍塌。

(5)防止水冲击。红热的耐火砖遭受水冷却突然激发会爆裂,因此应严格防止取水进入炉内。水进入气化炉的原因大致如下:水蒸汽漏水,重油加水,锅炉副产品喷嘴冷却套,淬火室高水位或水煤气分离器,倒入水中。气化炉突然停止时,气化炉水冷管采用水冷套管的过程。


关键词:汽化炉 耐火材料
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