如何管控气化炉耐火砖的使用寿命?

作者: 来源: 浏览次数:1216 日期:2018-07-26

如何更好的管控气化炉耐火砖的使用寿命?金诺耐才小编告诉你~

耐火砖质量与砌筑

选择具有合格资质,行业业绩较好的公司耐火材料,耐火砖的使用寿命与炉砖的砌筑质量有很大的关系。从生产经验上看,选择高质量的耐火砖和好的砌筑施工,耐火砖减薄到50mm不脱落,虽然筒体温度有升高,但依然在可控范围内,不影响生产,有利于生产装置的长周期运行和检修成本的降低。

气化炉耐火砖结构气化炉烘炉要点

气化炉耐火材料衬里施工完毕后,在点火烘炉前应进行自然干燥养护,其干燥程度主要取决于环境温度和经历的时间。一般要求施工完成后经7天左右的自然干燥养护,方可加热干燥,进行烘炉。如果放置时间过长,火泥和浇注料会粉化。即便经历正常的烘炉后,材料的结合强度都会大幅降低。这样会给气化炉得运行带来隐患。在气化炉运行过程中,砖缝是薄弱部位。如果烘炉没有控制好,在中后期的运行过程,气化炉耐火砖表面容易形成蜂窝状的孔洞,大大缩减了耐火砖的使用寿命。浇注料可能会开裂,有窜气超温的风险。

烘炉的目的有三:一是去除砖及火泥、浇注料等耐材带入的水分;二是致密砖或其它炉料中某些成分的物理化学变化。三是钢壳及内衬耐火材料在高温下产生的应力合理释放。组分越多或其它物理化学变化越大,烘炉速度应该越小,并在有利于排水温度时段增长保温时间,以免耐火材料在烘炉中出现开裂或剥落,导致炉衬寿命的降低或显著下降。因此要根据设计要求及现场条件制定烘炉制度及升温曲线。

自然干燥养护后,炉衬中仍有大量的水分,耐火材料中含有的大量游离水和结晶水必须在烘炉时排出。耐火材料表面水分在80~110 ℃时大量蒸发,此后排水速度减缓。随着温度继续升高,到300 ℃左右时,游离水和结晶水不断排除,到600 ℃时完成晶型转化和聚合作用,1100 ℃左右时达到设计要求的烧结强度,完全释放热应力。为充分排除深层的游离水和结晶水并完成晶型转化,必须在不同温度段恒温一段时间。

经过降温后,需要专人进炉对耐火砖进行检查,检查合格后,再进行二次烘炉,使炉砖积蓄热量,确保投料时煤浆入炉瞬间燃烧。烘炉时,80~300 ℃这个阶段是烘炉的关键阶段,这主要因为水在110 ℃时变为水蒸汽,此阶段脱水量大,脱水速度快,排出水分速度对耐火材料的影响很大,如果水分排出太快,内部残存水分扩散速度不及表面蒸发速度,内部水也会受热变成蒸汽,产生膨胀,致使材料发生龟裂,降低粘结强度,使材料强度削弱,因此应适当延长这段时间的保温。这个阶段最理想的情况是等速干燥,即材料表面水分的蒸发量与材料内部水分的排出量相当。

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从80 ℃升温到600 ℃时,应有缓慢的升温速度,升温速度过快,耐火材料表面干燥也就快,大量气化水分无法排出,会产生破坏性蒸汽压力,使耐火材料产生裂纹或开裂。温度到300 ℃时,结合水和结晶水变为气体,从气孔排出。因而,要有足够的烘炉时间,才能彻底排除结晶水。

原则上整个烘炉过程中,炉温只能上升,不能下降。若升温过快,超过当天升温计划,只能保温或减慢升温速度,严禁急升急降;升温达不到当天计划时,严禁急切追赶计划,应缓慢地接近计划值,尤其在晶型转化和聚合作用温度区域,更要严格按计划升温和恒温。

600 ℃以后,材料中的游离水和结晶水排出完毕,此后升温速度略有加快,但仍不要超过升温曲线所给出的范围。此时的耐火材料最忌温度的急剧波动。由此可能会造成高铬砖中间被拉断或砖与砖之间产生细小砖缝以及砖体产生细小裂纹。出现上述现象是由高铬砖内部两种应力共同作用而导致的。一个是外应力,因为高铬砖在高温下会产生一定的体积膨胀,个体的膨胀会导致整个内衬沿直径和高度方向产生膨胀力。由于耐火材料是非均质材料,故而此膨胀力是不均匀且无固定方向和位置。当冷却收缩时,高铬砖会受到各个方向的拉力,在拉应力的作用下产生不规则和不固定的断裂纹或斜裂纹;另一个是内应力,高铬砖中的氧化锆会产生马氏体相变,即单斜晶型向立方晶型转变,高铬砖体积膨胀,产生内应力。另外气化炉达到热平衡时,高铬砖冷热面温差约为250℃,烘炉过程中由于未达到热平衡,冷热面温差估计在400℃以上,这样冷热面的热膨胀失匹,产生较大的内应力,也会产生不规则不固定的细小裂纹。所以严格的温度控制是必要的。气化炉运行生产操作

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针对不同的外部条件和耐火砖损伤消耗的不同规律,我们把气化炉耐火砖的损伤分为块状剥落、烧蚀损坏、冲蚀损坏、化学侵蚀等。在气化炉生产运行中,冲蚀和化学侵蚀是不可避免的,唯有保持向火面耐火砖上适当厚度的渣层,使其以渣抗渣、阻断高温还原气体与其直接接触,达到减轻损耗的目的。

这就要求技术人员与操作人员具有丰富的经验,结合煤质分析数据中的灰熔点和粘温特性曲线。合理把控气化炉操作温度,防止炉温过高,导致气化炉向火面砖挂渣差,加重耐火砖损失;同时要兼顾渣口压差,预防堵塞、气化炉憋气超温            

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