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耐火材料:气化炉内衬概况、损坏原因及如何延长寿命!

发布时间:2023/03/21 技术知识 标签:[db:标签]浏览次数:795

TOP耐火材料窑炉应用技术频道开讲啦,今天给大家分享的是关于气化炉内衬概况、损坏原因及如何延长寿命的知识。
1、气化炉用高铬耐火材料的发展概况在过去,对水煤浆气化炉用高铬耐火材料进行研究的主要是美国、德国、法国等,并且主要从研究煤熔渣特性开始,因为水煤浆气化炉的操作温度通常比煤的灰熔点高50~100℃ ,气化炉运行过程中大部分炉渣为液态。煤熔渣的碱度一般为0.4~1.0。Lim发现,对于该碱度范围的煤熔渣,不同氧化物在其中的溶解度见图1,以Cr2O3的溶解量为最少,表明Cr2O3材料对煤熔渣的抗侵蚀性能比较优异。文献中报道了煤灰渣对不同Cr2O3含量的耐火材料的侵蚀速率(见图2)。随着耐火材料中Cr2O3含量的增加,煤灰渣对耐火材料的侵蚀速率逐渐减小。曾采用铬铁矿与烧结镁砂为原料制取含Cr2O3耐火材料,但抗渣试验表明,该材料的抗煤灰渣侵蚀性较差,这主要是因为其中所含的Fe2O3的体积膨胀效应致使耐火材料出现严重开裂。
20世纪80年代初期,奥地利Radex公司首先开发出一种镁铬尖晶石砖。与常规的镁铬砖不同,该砖采用高纯Cr2O3和高纯镁砂替换铬矿和烧结镁砂。  由于采用了高纯原料,该砖的常温耐压强度适中,高温性能优良,尤其是高温压蠕变率很低;在Texaco工艺示范装置上试用表明,该砖蚀损率较低,但在使用过程中还是容易出现因过度膨胀而开裂的现象。
继镁铬尖晶石材料之后,法国SAVOIE公司相继开发了 Cr2O3-Al2O3-ZiO2-SiO2和Cr2O3-Al2O3-  ZiO2系材料。Cr2O3-Al2Os-ZrO2-SiO2材料因含有相当数量的SiO2,大大弱化了该材料的抗渣侵蚀性。20世纪80年代后期,开始全面推广应用Cr2O3-AI2O3-  ZrO2材料,其Cr2O3质量分数由80%提高到85% ~ 90% ,主要有CRB-86和CRB-90两个牌号。
在我国,随着水煤浆加压气化技术的大量引进,昂贵的进口高铬耐火材料亟需国产化。因此,我国在20世纪90年代初开始加大了气化炉用Cr2O3-Al2O3  -ZrO2材料的研发力度,并于20世纪90年代末期获得成功,实现了气化炉用高铬耐火材料的完全国产化。目前,国产高铬耐火材料的使用寿命达18000 h  甚至20000 h以上,侵损速率(0.004 mm •h-1)仅是进口高铬耐火材料的1/7,并且价格只有进口产品的二分之一。
2、气化炉用耐火砖损坏原因分析针对气化炉耐火砖的使用环境及使用情况,对其损蚀原因分析如下:
1)熔渣的侵蚀物中含有的Si、Al、Ca、Fe及其它微量金属盐类构成了侵蚀物的成分,不同的煤种可形成不同种类的熔渣,熔渣通过对砖的渗透、熔解并与耐火砖的成分形成低熔点化合物,改变了砖的组成,低熔点化合物不断地被冲刷,导致耐火砖不断被熔解、渗透,从而被逐渐剥蚀,由气流夹带进入激冷室,形成灰渣。2)热应力的破坏由于耐火砖的规格及尺寸存在着温度梯度及炉壳的抑制作用,使耐火砖产生环向应力,另外,耐火砖的不同成分其膨胀系数不同,也会在砖的内部产生不同的热应力,频繁开停车导致炉温的大幅波动,也会使耐火砖的热应力发生急剧的变化而导致砖的表面产生裂纹,使耐火砖不断被损蚀。3)操作工况的影响操作工况不稳定如频繁开停车、温度压力波动及一些操作失误也会加剧耐火砖的损蚀,随着操作温度的升高,耐火砖的损蚀率将会增大。4)其它因素的影响由于煤种的不稳定,导致渣的成分发生变化;烧嘴的装配尺寸不合格,致使煤浆雾化效果不好;烧嘴在使用后期,盘管泄漏;炉砖筑砌质量较差等其它因素也改变耐火砖的使用状况。
3、如何延长气化炉耐火材料的使用寿命?气化炉用耐火材料的寿命主要与其质量、砌体结构和施工质量以及操作上的维护保养有关。要延长耐火材料使用寿命首先要把好耐火砖质量关。气化炉用耐火材料各层有不同的使用要求,各层耐火砖应在经济合理的原则下满足这些要求。整个炉中砖型较多,各部位耐火砖尺寸要符合设计要求,表面要平整,尽量减少现场加工量。砌体结构要合理,施工要精良。要求砖缝小稳定性好,支承结构和膨胀缝留得适当,能经受温度、压力的突然变化。操作管理上应做到1、喷嘴适用。雾化角要适宜,以免火焰冲刷耐火砌体而导致损坏。2、升温严格。新砌筑的炉子要严格按照升温曲线的要求,有控制地逐步升温烘烤,以免砌体因剧烈脱水剧烈胀缩而损坏。3、减少开停。尽量避免或减少不必要的开停次数,并实现前后工序均衡生产,以减少急冷急热和压力变化造成的耐火砖损坏。4、 调节平稳。炉温炉压的升降力求平稳,严禁超温超压,切忌急升急降。因为各层砖的温度变化总是滞后于炉膛温度的,越靠外层温度变化越慢,如果短时间内炉膛温 度剧烈变化,砖层之间会因温差太大产生巨大的内应力而造成耐火砖和砖缝破裂。压力的突升突降会使耐火砖因各层砖间气体压力来不及平衡,压力差增大而被破 坏。炉温炉压严重波动口于可能导致整个耐火砌体的崩塌。5、 防止水激。红热的耐火砖突然受水冷激会爆裂,因而应严防带水入炉。气化炉进水的原因大致是:锅炉副产蒸汽带水、重油带水和喷嘴冷却夹套漏水,急冷室或水气 分离器水位过高,在突然停车时倒入炉内,气化炉出口管采用水冷套管的流程,倘出口管烧裂,则停车卸压时冷却水倒入炉内。
综上所诉,上面就是TOP耐火材料窑炉应用技术小编整理的关于气化炉内衬概况、损坏原因及如何延长寿命相关内容,欢迎关注耐材厂家技术频道。