文章編號(hào): 1007-046X (2015) 03-0031-03固廢利用德士古氣化爐向火面磚使用情況探究The Industrial Use of Texaco Gasifier in Refractory Brick Production肖光輝神華新疆煤化工分公司，新疆烏魯木齊830019摘要:德士古氣化爐向火面磚的使用情況和壽命對(duì)氣化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要,通過工業(yè)上向火面磚的實(shí)際使用情況,分析向火面磚使用壽命縮短的原因,探索出達(dá)到或超過向火面磚設(shè)計(jì)使用壽命的方法。關(guān)鍵詞:德士古;氣化爐;向火面磚;壽命中圖分類號(hào): TU996.8文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A0前言頂14000h;筒體12000h;錐底4000- 6 000h;渣口3 500~-4 000 h。神華包頭煤制烯烴項(xiàng)目是以煤炭為原料生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品”。氣化裝置采用GE水煤漿加壓氣化技術(shù),該項(xiàng)目2向火面磚 運(yùn)行情況分析氣化爐設(shè)計(jì)7臺(tái),5開2備。氣化爐操作壓力6.5MPa,操作溫度約1 280°C ,單臺(tái)氣化爐耗水煤漿量85 m/h。從2.1向 火面磚實(shí)際運(yùn)行情況2010年開車以來,氣化裝置-直保持著滿負(fù)荷運(yùn)行,運(yùn).氣化爐向火面磚各部位實(shí)際使用壽命見表2。行狀況平穩(wěn),但在氣化爐的運(yùn)行中也暴露出-些問題,表2向火面磚 實(shí)際使用壽命尤其向火面磚使用壽命未達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命,大大制約爐號(hào)拱頂簡體錐部渣口著氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行,縮短單臺(tái)氣化爐運(yùn)行周期,增加第一次14 1443 828維修費(fèi)用。下面討論向火面磚的相關(guān)問題。號(hào)第二次10 57813 5783 3684668.第三次37551 3016 2616 203 5071向火面磚材質(zhì)2號(hào)第二次521510 28620385 215241882498 2494 139神華包頭煤制烯烴項(xiàng)目氣化爐向火面磚采用北京利11 50241104 1106 5224 92爾股份有限公司耐火材料,向火面磚材質(zhì)參數(shù)見表1。6 641; 6413 769表1.向火面磚材質(zhì)參數(shù)1號(hào)第二次6077287211 24514 3563 0483048.項(xiàng)目單位指12 3384 309Cr20.%≥86_3 387ZrO2%5-746423642.體積密度/gcm2≥4.29 2822823531顯氣孔率1%≤17118951 8955 7523 752常溫耐壓強(qiáng)度/MPa≥12056174 189蠕變( 0.2MPa, 1 500°C下24h)/%≤0.4中國煤化工3579熱震次數(shù)(1 100C ,水冷)1次≥6[YHCNMH G3 124向火面磚在氣化爐各個(gè)部位的設(shè)計(jì)使用壽命為:拱3 2183/2015粉煤灰312.2運(yùn)行情況分析通過表3表4分析可知，煤的品質(zhì)相對(duì)較穩(wěn)定,(1)2號(hào)和4號(hào)爐為原始開車時(shí)最先開車的氣化爐， 氣化爐操作溫度-般高于灰熔點(diǎn)50 ~ 100K ,維持在通過這兩個(gè)氣化爐的運(yùn)行指導(dǎo)其他氣化爐的開車。由于1210~1370°C。氣化裝置所使用的煤大部分都來自補(bǔ)剛開車時(shí)很多條件都不穩(wěn)定,氣化爐開停車次數(shù)多,尤連塔,由于長期維持較高的操作溫度使向火面磚的損其對(duì)簡體磚的損傷很大，使得2號(hào)和4號(hào)爐向火面磚的壞加劇，并且補(bǔ)連塔煤質(zhì)相對(duì)不穩(wěn)定，其灰分最大達(dá)使用壽命大大縮短。到20%,渣口易發(fā)生堵塞。為保證順利排渣大幅度提(2)1號(hào)爐渣口磚第三次磚使用壽命遠(yuǎn)小于平均水平，高氣化爐操作溫度,以提高灰渣的流動(dòng)性,使得向火原因是該磚在砌筑時(shí)施工質(zhì)量不好,在更換工藝燒嘴時(shí)面磚燒蝕和磨損進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致向火面磚使用壽命發(fā)現(xiàn)渣口磚部分脫落,重新砌磚使用。縮短。燒嘴磨損后,為提高燒嘴霧化效果,提高中心(3)為保證氣化爐能安全平穩(wěn)運(yùn)行,根據(jù)耐火磚的設(shè)氧比例，使得拱頂返混嚴(yán)重,拱頂向火面磚磨損加劇。計(jì)使用壽命和實(shí)際運(yùn)行情況,更換筒體向火面磚時(shí),氣化爐內(nèi)所有耐火磚全部更換,更換錐底向火面磚時(shí)一并.3.2 煤渣的機(jī)械磨損021 .將渣口磚更換。氣化爐運(yùn)行過程-直處于高溫高壓狀態(tài),在此狀態(tài)(4)渣口、錐底、筒體向火面磚基本已達(dá)到或超過下,向火面磚自身會(huì)產(chǎn)生塑性變形而發(fā)生破壞。氣化爐設(shè)計(jì)使用壽命,拱頂向火面磚未達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命，原操作溫度-般維持在1300°C左右,在此溫度下抗沖刷磨因是為保證氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行,在更換筒體磚時(shí)將還能繼損能力遠(yuǎn)小于常溫情況下。高速氣流及其夾帶的固體顆續(xù)使用-段時(shí)間的拱頂磚更換,另外一個(gè)原因是由于燒粒直接沖刷向火面磚,使向火面磚磨損。熔渣沿向火面嘴和中心氧比例問題,導(dǎo)致拱頂返混嚴(yán)重,磨損加劇。磚表面流下對(duì)向火面磚表面磨損嚴(yán)重。尤其操作不穩(wěn)定，(5)向火面磚的使用壽命受煤質(zhì)和操作溫度的影響爐壁掛渣不好,以渣抗渣能力減弱時(shí)更為明顯。另外,很大。對(duì)于煤質(zhì)較差、灰熔點(diǎn)較高、運(yùn)行溫度高的情況,工藝燒嘴偏噴時(shí)對(duì)向火面磚的局部沖刷、磨損嚴(yán)重,壽使用壽命縮短運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,當(dāng)氣化爐的操作溫度以1命縮短。400°C為基點(diǎn)時(shí),每變化10 K則耐火磚的使用壽命變化10% ,運(yùn)行溫度升高50K持續(xù)3~ 5d,拱頂爐磚壽命將3.3熔渣的侵蝕明顯減少甚至造成折斷、脫落、磚縫開裂等情況。向火面磚鉻含量越高,抗渣性能越好。向火面磚選擇Cr203 為主材質(zhì),但純的Cr203 不易燒結(jié)致密(3),氣孔3向火面磚損壞原因分析率較高,渣易滲透。所以在向火面磚中引入Al203 材料,灰渣的主要成分為SiO、Ca0、 FeO、 Al,203 Mg0、 K20、3.1煤質(zhì)對(duì) 向火面磚的影響Na20等。熔渣中的FeO組分侵入向火面磚, Fe'2 取代了氣化裝置使用的煤來自上灣、補(bǔ)連塔、瓷窯灣,其向火面磚中的A1+3 ,這種置換作用導(dǎo)致磚體膨脹用,造成煤質(zhì)分析表見表3,灰熔點(diǎn)見表4,煤質(zhì)是影響向火面磚向火面磚脆裂。發(fā)生脆裂的向火面磚在爐內(nèi)溫度變化較壽命的主要因素。大時(shí)會(huì)導(dǎo)致向火面磚脫落。煤灰渣易侵入向火面磚內(nèi)部,表3上灣、 補(bǔ)連塔、瓷窯灣煤質(zhì)分析表使向火面磚結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生改變,在實(shí)際的運(yùn)行中拆下參數(shù)水分1%灰分1%揮發(fā)分9%固定碳%的向火面磚被灰渣滲透厚度高達(dá)50mm,最易滲透向火上灣4.5~5.67.2~ 12.326.7~ 29.157.8~ 60.8面磚中的是Si02和Ca0 ,其次是Fe0和Al203,因此渣中補(bǔ)連塔6.1~9.09.2 ~ 19.227.6~ 34.249.7~ 56.15含有較高含量SiO2 和CaO對(duì)向火面磚的腐蝕也就越大。瓷窯灣5.6~9.18.6~ 13.631.6~33149.8~ 52.9由于熔渣的滲透將導(dǎo)致磚的變質(zhì)帶與原磚帶間不同的熱表4上灣、補(bǔ)連塔、瓷窯灣煤灰熔點(diǎn)膨脹系數(shù),當(dāng)溫度與壓力急劇變化時(shí),如開停車及發(fā)生變型溫度軟化溫度 半球溫 度流動(dòng)溫度操作故障時(shí),變質(zhì)帶與原磚帶間就將產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋;1 10011501 1601220這種裂紋在多中國煤化工擴(kuò)展加深直至.112012601270磚層剝落。因MHCNMHG下,開停爐次.11201 130.1150(下轉(zhuǎn)第35頁)32COAL ASH 3/2015次凍融循環(huán)均未發(fā)生破壞,不同含泥量混凝土抗凍性試3結(jié)論驗(yàn)結(jié)果見表6。由表6可知，無論是C35混凝土還是C50混凝土,隨含泥量的增加,混凝土抗凍性能變差。C35混從上述試驗(yàn)分析中可看出,砂子含泥量的大小對(duì)混凝土中砂子含泥量從1%增加到3%,彈性模量平均降低凝土工作性能、強(qiáng)度、收縮率和抗凍性能均有不同程度了3.54%;含泥量從3%增加到5%的情況下,彈性模量:影響。相同情況下,砂中含泥量超過3%對(duì)低標(biāo)號(hào)的混凝平均升高5.2%。 C50 混凝土中砂子含泥量從1%增加到土影響更顯著,而對(duì)高標(biāo)號(hào)影響相對(duì)較小，主要原因是3%和5% ,混凝土彈性模量增加了1.3%和3.8%。C35高標(biāo)號(hào)混凝土水泥用量大,含泥量適當(dāng)超過標(biāo)準(zhǔn),對(duì)混混凝土抗凍性能變化率要比C50混凝土抗凍性能變化率凝土影響不是很大。因此,砂中含泥的具體限值的確定大，砂中泥含量的增加對(duì)低標(biāo)號(hào)混凝土抗凍性的影響要應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土的工作性能要求、工程環(huán)境、設(shè)計(jì)強(qiáng)度大于高標(biāo)號(hào)混凝土。要求等綜合考慮,以確定一個(gè)合理的范圍。收稿日期:2015年1月29日(上接第32頁)數(shù)的增加將會(huì)加劇耐火磚的蝕損。另外,磚之間存在磚4結(jié)論縫,不但為高溫熔渣提供了通道,而且這種爐渣侵蝕本身也在使磚縫不斷加大,都使?fàn)t渣與耐火磚側(cè)面接觸的通過包頭公司氣化裝置向火面磚的實(shí)際使用情況和表面增大,并使耐火磚在每-次由于熱引起的收縮膨脹向火面磚損壞原因的分析,要提高向火面磚使用壽命應(yīng)循環(huán)過程中,使向火面磚側(cè)面遭受過度應(yīng)力。爐渣與磚采取如下措施。.縫中的侵蝕不僅沿著徑向,而且還沿著向火面磚的圓周(1)由于開停車時(shí)對(duì)向火面磚的損傷嚴(yán)重,要控制方向?qū)t磚產(chǎn)生侵蝕作用。特別是在向火面磚側(cè)面存在氣化爐開停車次數(shù)。周向裂紋時(shí),就會(huì)更快地發(fā)生周向侵蝕,使向火面磚表(2)嚴(yán)格控制氧煤比、控制氣化爐操作溫度、控制面發(fā)生塊狀剝落。好中心氧比例,避免氣化爐超溫、超負(fù)荷運(yùn)行。(3)控制氣化爐升溫和泄壓速率,以減小對(duì)向火面3.4 氣化爐泄壓[5]磚的熱震和壓力沖擊。氣化爐的正常操作壓力為6.5 MPa,操作溫度在1(4)采用灰熔點(diǎn)低、灰分含量低、SiO2 和Ca0含量300°C左右,爐內(nèi)合成氣在高溫高壓下極易滲入耐火磚組相對(duì)較低的煤作為氣化用煤?？椫?。在正常的泄壓情況下,由于泄壓速度慢,不會(huì)(5)嚴(yán)格把握氣化爐爐磚的砌筑質(zhì)量,嚴(yán)格按照爐造成磚的開裂和疏松;但當(dāng)氣化爐快速泄壓時(shí),滲入磚內(nèi)磚砌筑要求進(jìn)行爐磚的砌筑。的氣體來不及隨著爐內(nèi)壓力快速下降而滲出時(shí),就會(huì)造參考文獻(xiàn)成爐磚組織的開裂和疏松,使?fàn)t磚的抗蝕損能力降低,[1]馮長志唐煜等神華包頭煤制烯烴項(xiàng)目GE水煤漿氣化裝置試車總耐火磚內(nèi)部組織越疏松情況下,在工作時(shí)滲入的氣體就結(jié)[J].遼寧化工,2011,40(4): 49-51.會(huì)越多;氣化爐快速泄壓時(shí),對(duì)爐磚組織的損傷就越大。[2]李正強(qiáng)德士古水煤漿氣化爐耐火磚的蝕損[J].靜止設(shè)備與防腐蝕,20034)11-12.因此,嚴(yán)格控制氣化爐泄壓速度非常重要。[3] 王旭賓. 德士古煤氣化爐耐火磚問題探討[J].煤氣與熱力,1998,18(6):9-12.[4] 劉懷祥. 德士古煤氣化技術(shù)改造的思路及存在的問題探討[].內(nèi)蒙古3.5 向火面磚的砌筑質(zhì)量石油化工12118111-11向火面磚的砌筑質(zhì)量直接關(guān)系到向火面磚的運(yùn)行情[S] 羅慶洪.德士古氣化爐耐火磚壽命損耗模式分析[J].西部煤化工,2004(1):19-21.況。砌筑時(shí)灰縫應(yīng)s1.2mm,磚縫大會(huì)加速向火面磚的作者簡介:肖光輝,(1988- ),男,2012年畢業(yè)于石河子大學(xué)化學(xué) 工程與工藝損壞,另外若向火面磚預(yù)留的膨脹空間不足時(shí),爐內(nèi)升專業(yè),大學(xué)本科畢業(yè)后工作于神華包頭煤化工有限公司,現(xiàn)工作于神華新溫時(shí)磚之間由于阻力不同而發(fā)生相對(duì)位移,并可能導(dǎo)致疆煤化工分公司,助中國煤化I工東區(qū)神華新疆煤脫落。1號(hào)爐渣口磚由于砌筑質(zhì)量不合格在運(yùn)行1301h化工分公司。MHCNMH G后發(fā)生脫落現(xiàn)象。收稿日期:2015年1月29 日3/2015粉煤灰3