首页>>行业资讯>>水煤浆气化炉耐火材料内衬磨损因素

水煤浆气化炉耐火材料内衬磨损因素

2022-04-02 17:01:24
气化炉在1300~1400℃的高温下运行,加上开启和更多的停车,因此衬里需要足够高的耐火性和良好的热稳定性。目前,高铝砖(一级或二级)常用于国内常压和微压气化炉。操作压力高的(0.8-lmpa以上)多采用刚玉砖。
 

过去,美国、德国、法国等主要研究水煤浆气化炉的高铬耐火材料,主要研究煤渣的特性,因为水煤浆气化炉的运行温度通常高于煤的灰熔点50~100℃,气化炉运行过程中的大部分炉渣为液体。

法国SAVOIE公司继镁铬尖晶石材料之后,先后开发了Cr2o3-Al2o3-ZiO2-SiO2和Cr2o3-Al2o3-ZiO2系材料。Cr2o3-Al2os-ZrO2-SiO2材料大大削弱了该材料的抗渣侵蚀性,因为它含有相当数量的SiO2。20世纪80年代末,Cr2o3-AI2o3-ZrO2材料开始全面推广应用。

煤渣的碱度一般为0.4~1.0。Lim发现,对于碱度范围内的煤渣,不同氧化物的溶解度不一样,Cr2o3的溶解度最小,说明Cr2o3材料对煤渣具有优异的耐腐蚀性。
耐火衬里结构,一般有水平砌体和垂直砌体两种形式,实际采用哪种砌体方法,根据耐火砖的质量,目前主要采用水平砌体结构。

气化炉耐火材料容易损坏的是从内层到火面的耐火砖。耐火砖的工作条件非常恶劣:高达1700℃、化学气体侵蚀、炭黑腐蚀、重油灰溶解渣腐蚀和温度压力的剧烈变化,因此需要使用特殊的耐火砖。目前常用的是刚玉砖或高铝砖。如果耐火砖质量好,使用得当,其使用寿命可达三年以上。如果停车频繁,操作不稳定,其使用寿命将缩短。如果发生超温或压力剧变等事故,耐火砖可能会严重损坏或坍塌。由于气化炉各部分的工作条件不同,炉下部的耐火砖通常使用寿命较长,其次是中部或上部的耐火砖,炉头部分的耐火砖。

分析气化炉耐火砖损坏的原因
根据气化炉耐火砖的使用环境和使用情况,分析其损蚀原因如下:
1)熔渣的侵蚀性物质中所含的Si、Al、Ca、Fe等微量金属盐构成侵蚀性物质的成分。不同的煤可以形成不同种类的熔渣。熔渣通过对砖的渗透、熔化和与耐火砖的成分形成低熔点化合物,改变了砖的组成,低熔点化合物不断被冲刷,导致耐火砖不断熔化和渗透,逐渐被剥蚀,从气流夹带进入激冷室,形成灰渣。
2)热应力损伤由于耐火砖的规格和尺寸具有温度梯度和炉壳抑制作用,使耐火砖产生环向应力,此外,不同成分的膨胀系数不同,也会产生不同的热应力,频繁停车导致炉温度波动,也会使耐火砖热应力急剧变化,导致砖表面裂缝,使耐火砖不断损坏。
3)操作条件影响操作条件不稳定。如果频繁停车,温度压力波动和一些操作错误也会加剧耐火砖的腐蚀。随着操作温度的升高,耐火砖的腐蚀率将会增加。
4)由于煤种不稳定,其他因素的影响导致渣成分的变化;燃烧器的装配尺寸不合格,导致煤浆雾化效果差;燃烧器使用后期,盘管泄漏;炉砖质量差等因素也改变了耐火砖的使用。

影响衬里寿命的因素
炉内最内层(即工作面层)与火焰直接接触的耐火砖的使用寿命约为1~2年。除了炉压、操作温度和工艺气体的变化影响耐火砖的使用寿命外,原料油中的微量金属如钒和镍也有很大的影响,特别是金属钒最有可能渗透到耐火砖中。钒(V)和三氧化二铝(AL203)反应产生低熔点矿物质,Al2o3.V和Mgo.Fe2o3.Cao在高温下相互固化。这种低熔点矿物质聚集在基体上,因为它与氧化铝晶粒的热膨胀率不同,导致耐火砖表面脱落。
如果气化过程中产生的炭黑较多,则会沉积在耐火砖的热表面,使砖的相互结合变差,砖的强度消失并脱落。实践证明,原油气化比油气化对砖的损伤较轻。油中微金属含量低的比含量高的对砖的损伤轻。此外,真空残渣油(含2.2%~2.6%炭黑)的气化更为严重。因此,砖的质量对炉衬的使用寿命有很大影响。如果使用含量超过98%Al203的高密度刚玉砖,可使用两年以上。

气化炉耐火砖块状剥落
块状脱落是气化炉耐火砖损失和寿命影响最大的情况。减少或消除块状脱落可大大提高耐火砖的使用寿命。当耐火砖表面深度超过1.5mm且有一定面积的块状凹坑时,认为耐火砖的损坏主要是块状脱落;当小于1.5mm时,我们认为是由烧蚀引起的深层腐蚀,导致块状脱落的因素如下。
1.砖与砖之间的相对位移。
由于气化炉加热或冷却过程中各层砖的冷却速率不同,在热位移过程中受到不同的约束和阻力,砖与砖之间的相对位移。
这种相对位移会在砖和砖的位移表面产生摩擦剪切力,并产生部分撕裂效果,导致耐火砖的表面裂纹。这些表面裂纹在未来的每个位移中扩展,由于熔融炉渣和还原介质在裂纹中的腐蚀分散,导致耐火砖表面脱落,砖的位移过程也加速了裂纹中炉渣的腐蚀。

2.砖缝和炉渣腐蚀。
耐火砖之间的砖缝不仅为高温熔融炉渣在运行状态下的渗透和腐蚀提供了通道,而且这种炉渣腐蚀也促进了砖缝的不断增加。这两种效果都增加了炉渣与耐火砖旁边接触的表面,并使耐火砖在每次热导致的膨胀周期缩短过程中承受过度应力。砖缝中的炉渣不仅沿径向,而且沿耐火砖的周向方向腐蚀炉砖。特别是当耐火砖旁边有周向裂纹时,周向腐蚀速度更快,使耐火砖表面块脱落。因此,耐火砖周向裂纹对耐火砖寿命的影响和效果大于径向裂纹。
烘炉是水煤浆气化炉正常运行的重要环节。

在水煤浆气化炉启动之前,我们都必须进行烘炉。由于现场条件、维护周期、燃料等因素的影响,没有更好的烘炉。这种情况包括以下情况:
1、未烘烤到指定温度;
二、不按曲线保温;
三、未按指定时间烘炉。
一般来说,不按烘炉曲线操作。
一是去除砖、火泥、浇注料等耐材料带来的水分;
二是细砖或其它炉中某些成分的物理化学变化。
三是在高温下合理释放钢壳及内衬耐火数据的应力。

成分越多或其他物理化学变化越大,烘炉速度越小,有利于排水温度时增加保温时间,避免烘炉内耐火数据开裂或脱落,导致烘炉衬里寿命下降或明显下降。因此,烘炉系统和加热曲线应根据规划要求和现场条件制定。耐火数据织物施工完成后,应在点火烘炉前进行自然无聊的维护。其无聊程度主要取决于环境温度和经验时间。

一般要求施工完成后7天左右的自然干燥维护,可加热干燥,干燥。如果放置时间过长,火泥和浇筑材料将被粉碎。即使在经历了正常的烘炉后,数据的组合强度也会显著降低。这将给气化炉的运行带来危险。在气化炉的运行过程中,砖缝是一个较薄的部分。如果烘炉控制不当,在中后期运行过程中,气化炉耐火砖的外观容易形成蜂窝孔,大大降低了耐火砖的使用寿命。浇筑材料可能会开裂,存在气体超温的风险。
 首页  电话  厂家实景  沟通