氣化爐耐火磚砌筑形式及壽命影響介紹

氣化爐的耐火磚為何要采用多層砌磚形式？

這是由于氣化爐工藝和結(jié)構(gòu)兩方面的要求所決定的。(1)氣化爐的耐火磚須具備保護(hù)殼體和在爐內(nèi)形成高溫空間減少熱損失兩種作用。因此采用預(yù)燒制的不同品種的耐火磚分層砌筑。里層磚要求耐高溫、抗侵蝕，外層磚要求保溫性能好并且質(zhì)地疏松、多孔隙。為此，里層采用剛玉磚或一級高鋁磚，外層采用硅藻土磚，在這兩者之間，從里往外溫度逐漸下降，耐火度要求逐步降低而保溫性能要求逐步升高，故而依次砌筑普通高鋁磚、粘土磚和輕質(zhì)粘土磚。(2)中型氨廠的油氣化均為加壓操作。當(dāng)壓力波動時，多層砌磚的磚允許足夠氣體通過灰縫，使磚兩側(cè)的壓力平衡。而單層澆鑄的耐火磚是氣密的，壓力的平衡是靠爐子加熱時磚中產(chǎn)生的收縮裂縫來實(shí)現(xiàn)的。由于氣化爐內(nèi)溫度高，這種單層磚發(fā)生裂縫危害是很大的。故澆鑄磚只有在爐頂和爐底局部要處才采用。通體澆鑄的磚可用在常壓氣化爐。(3)外層耐火磚采取質(zhì)地疏松、多孔隙的磚型，除了出于保溫需要外，還由于在加壓氣化爐的操作中貼近外殼處有蒸汽冷凝問題。因外亮溫度已低于煤氣的露點(diǎn)，從里層磚串透過來的煤氣中的水蒸汽在此冷凝。這種現(xiàn)象叫蒸汽的截留。當(dāng)爐子迅速減壓時，這部分截留而又冷凝的蒸汽，便會以該溫度下的飽和蒸汽壓力爆發(fā)出來，使保溫層破壞。采用疏松多孔的保溫層可以通過孔道容納釋放出來的蒸汽，再者，疏松材料的單位體積的熱容量也較小，冷凝水得不到足夠的蒸發(fā)熱量，從而大大減輕了蒸汽截留現(xiàn)象的危害。

氣化爐用耐火磚壽命影響因素

氣化爐用耐火磚壽命影響因素主要由以下組成：

1、拱頂耐火磚結(jié)構(gòu)

由于四噴嘴氣化爐爐內(nèi)撞擊流股的沖刷作用，氣化爐拱頂部分耐火磚在運(yùn)行中損壞為嚴(yán)重，可將拱頂結(jié)構(gòu)由原半球形改為橢圓，對爐內(nèi)氣流有更好的導(dǎo)流作用，避免其對拱頂耐火磚的直接沖刷，可延長拱頂磚的使用壽命。

2、耐火磚材質(zhì)

向火面磚選用90鉻鋁鋯磚或者95鉻鋁鋯磚俗稱高銘磚，鉻鋁鋯磚具有很好的熱態(tài)穩(wěn)定性能及抗高溫蠕變性能。背襯磚選用鉻剛玉磚，位于向火面磚背后，對氣化爐耐火材料整體起至關(guān)重要的支撐作用，鉻剛玉磚具有強(qiáng)度大、化學(xué)穩(wěn)定性好、良的熱振穩(wěn)定性和高溫蠕變的性能。隔熱磚選擇氧化鋁空心球磚，氧化鋁空心球磚具有很好的抗腐蝕性氣體的侵蝕能力和緩沖熱應(yīng)力能力。

3、筑爐質(zhì)量和日常維護(hù)

行業(yè)公認(rèn)，氣化爐筑爐質(zhì)量對耐火磚的壽命影響尤為重要，引入的施工隊?wèi)?yīng)具有工業(yè)爐的砌筑資質(zhì);人員要進(jìn)行培訓(xùn)，考試合格后方可允許進(jìn)入現(xiàn)場施工，同時應(yīng)認(rèn)真熟悉襯里圖紙及有關(guān)技術(shù)資料。在運(yùn)輸、保存過程中，應(yīng)做好耐火磚的防雨、防潮和保護(hù)，防止其受潮、扭曲、裂紋、缺棱掉角。耐火材料的砌筑一般順序?yàn)橄绕鐾搀w、再砌拱頂、后砌錐底和渣口部分，目的是為了防止在砌筑筒體或拱頂磚時發(fā)生掉落，從而砸壞錐底或渣口耐火磚。在砌筑耐火磚之前,還應(yīng)對氣化爐金屬內(nèi)壁進(jìn)行清理打磨，確保爐壁光潔。砌筑時，要求拱頂磚層與層之間灰縫為1.5 

mm,環(huán)向磚之間灰縫為1.2 mm,其他灰縫均名2.0 mm, 灰縫須飽滿。壁而垂直偏差為±2mm/m,拱頂耐火磚內(nèi)徑偏差<4 ~6 

mm,要求拱頂同一截面內(nèi)徑偏差< ± 5 mm，筒體內(nèi)徑偏差< ± 6 mm，渣口內(nèi)徑偏差< ±2 

mm。燒嘴磚處于整臺氣化爐內(nèi)襯磚中的重點(diǎn)部位，要求4只噴嘴的中心線偏差姿±2 mm且須在爐體中心線處相交。爐襯的垂直度公差為±1 mm/m，總高度誤差≤±6 

mm。

4、烘爐

特別是原始烘爐對耐火磚的使用壽命起著決定性的作用，須嚴(yán)格按照耐火磚廠商提供的烘爐曲線進(jìn)行升溫和恒溫,恒溫時間只能延長不能縮短，上下爐膛的溫差應(yīng)控制< 

100℃ ; 

否則停止升溫，加大抽引蒸汽量，提高爐內(nèi)負(fù)壓，通過拉長火焰來縮小上下爐膛的溫差。原始烘爐應(yīng)按照降溫曲線進(jìn)行降溫，檢查烘爐質(zhì)量。毎次停車后應(yīng)檢查對耐火磚的使用情況,根據(jù)其損耗情況，總結(jié)出其損耗少的運(yùn)行工況，并推算出其的使用周期,安排更換耐火磚的計劃。

5、煤質(zhì)

應(yīng)選擇灰分低(8%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))、內(nèi)水低(≤7%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))、全水低(≤3%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))、 灰熔點(diǎn)低(1100℃為宜，且灰渣黏溫特性較好)、 

可磨性好、活性好的煤種。灰分含量高(>8%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))，不僅煤耗、氧耗升高，而且灰渣量增大加劇了耐火磚的沖刷、侵蝕;內(nèi)水越低，越有利于制得高濃度的水煤漿;灰熔點(diǎn)越高，控制的爐溫就會越高，耐火磚的損耗也就越快。目前，配煤技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用，對擴(kuò)大煤種的選取范圍起到了積作用;可磨指數(shù)低，有利于磨制粒度更細(xì)的煤漿,增大了反應(yīng)表面積，提高了霧化效率。

6、氣化爐操作溫度的控制

原則是在保證液態(tài)排渣的基礎(chǔ)上選擇較低的操作溫度。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道:在氣流床氣化爐排渣順暢條件下，熔融灰渣黏度在25 ~40 Pa ? 

S為宜;當(dāng)灰渣黏度<25 Pa ? S 時，爐壁掛渣開始減薄;當(dāng)灰渣黏度<3 Pa ? S時， 

爐內(nèi)壁很難形成掛渣層，不能形成以渣抗渣的機(jī)理保護(hù)耐火磚，此時耐火磚與強(qiáng)酸性的水煤氣直接接觸，侵蝕、剝落加劇;當(dāng)灰渣黏度>40 Pa ? S 

時，灰渣流動性減弱，在渣口積累造成渣口堵塞。 在實(shí)際操作中，可根據(jù)煤的灰熔點(diǎn)確定氣化爐操作溫度范圍。

7、霧化效果

當(dāng)煤漿粒度或黏度不合理、中心氧占總氧氣量比例不合適以及燒嘴長時間運(yùn)行磨損嚴(yán)重造成環(huán)隙變大或者偏噴時，霧化效果就會迅速下降，造成碳轉(zhuǎn)化率降低、在燒嘴平而上碳原子和氧原子反應(yīng)加劇而生成較多二氧化碳,放出更多的熱量，爐膛上下溫差擴(kuò)大，易引發(fā)局部過氧、爐壁超溫、渣口堵塞甚至攛擊流股直接沖刷氣化爐內(nèi)壁，引發(fā)災(zāi)難性后果。

8、開停車次數(shù)

投料時,煤漿入氣化爐，爐溫劇降，隨后因氧氣進(jìn)入氣化爐與煤炭、可燃性氣體發(fā)生燃燒反應(yīng)，爐溫又驟然升高，很容易造成爐內(nèi)超溫、爐磚剝落，使耐火磚壽命大大縮短。此外，開停車、系統(tǒng)置換、合成氣并氣、切氣時，都會引起爐溫和系統(tǒng)壓力波動，造成耐火磚受熱應(yīng)力不均勻而損壞。

9、氣化爐負(fù)荷

負(fù)荷越大，氣化爐內(nèi)空速越大，對耐火磚的沖刷亦越大，因此，在當(dāng)負(fù)荷增大時，也應(yīng)該根據(jù)“系統(tǒng)壓力負(fù)荷對照表”相應(yīng)提高系統(tǒng)壓力?；以吭龃?，會加劇對耐火磚的沖刷、侵蝕，須嚴(yán)禁超負(fù)荷運(yùn)行。

10、系統(tǒng)工況

氣化爐內(nèi)由六大流場組成,任何能夠改變流股的因素均可能導(dǎo)致氣流對耐火磚的直接沖刷。 

生運(yùn)行過程中，操作人員和技術(shù)人員都應(yīng)密切注意氣化爐的渣口壓差變化、煤漿流量、氧氣流量的波動情況以及系統(tǒng)壓力的波動情況，養(yǎng)成記錄工藝參數(shù)和對比參數(shù)趨勢變化的良好習(xí)慣。若發(fā)生變化,應(yīng)分析其原因，作出相應(yīng)的處理，將問題消滅在萌芽狀態(tài)。在正常狀態(tài)下，氧氣流量自調(diào)時波動< 

100m3/h(標(biāo)態(tài))，煤漿的壓力和流量波動也應(yīng)盡可能小，系統(tǒng)前、后壓力應(yīng)盡量保持穩(wěn)定， 高允許氧氣壓力波動幅度±0.03 

MPa、高氣化爐壓力波動幅度±0.02 MPa。

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