TOP耐火材料窯爐應(yīng)用技術(shù)頻道開講啦，今天給大家分享的是關(guān)于氣化爐內(nèi)襯概況、損壞原因及如何延長壽命的知識。
1、氣化爐用高鉻耐火材料的發(fā)展概況在過去，對水煤漿氣化爐用高鉻耐火材料進(jìn)行研究的主要是美國、德國、法國等，并且主要從研究煤熔渣特性開始，因為水煤漿氣化爐的操作溫度通常比煤的灰熔點高50~100℃ ，氣化爐運行過程中大部分爐渣為液態(tài)。煤熔渣的堿度一般為0.4~1.0。Lim發(fā)現(xiàn)，對于該堿度范圍的煤熔渣，不同氧化物在其中的溶解度見圖1，以Cr2O3的溶解量為最少，表明Cr2O3材料對煤熔渣的抗侵蝕性能比較優(yōu)異。文獻(xiàn)中報道了煤灰渣對不同Cr2O3含量的耐火材料的侵蝕速率(見圖2)。隨著耐火材料中Cr2O3含量的增加，煤灰渣對耐火材料的侵蝕速率逐漸減小。曾采用鉻鐵礦與燒結(jié)鎂砂為原料制取含Cr2O3耐火材料，但抗渣試驗表明，該材料的抗煤灰渣侵蝕性較差，這主要是因為其中所含的Fe2O3的體積膨脹效應(yīng)致使耐火材料出現(xiàn)嚴(yán)重開裂。
20世紀(jì)80年代初期，奧地利Radex公司首先開發(fā)出一種鎂鉻尖晶石磚。與常規(guī)的鎂鉻磚不同，該磚采用高純Cr2O3和高純鎂砂替換鉻礦和燒結(jié)鎂砂。  由于采用了高純原料，該磚的常溫耐壓強(qiáng)度適中，高溫性能優(yōu)良，尤其是高溫壓蠕變率很低;在Texaco工藝示范裝置上試用表明，該磚蝕損率較低，但在使用過程中還是容易出現(xiàn)因過度膨脹而開裂的現(xiàn)象。
繼鎂鉻尖晶石材料之后，法國SAVOIE公司相繼開發(fā)了 Cr2O3-Al2O3-ZiO2-SiO2和Cr2O3-Al2O3-  ZiO2系材料。Cr2O3-Al2Os-ZrO2-SiO2材料因含有相當(dāng)數(shù)量的SiO2，大大弱化了該材料的抗渣侵蝕性。20世紀(jì)80年代后期，開始全面推廣應(yīng)用Cr2O3-AI2O3-  ZrO2材料，其Cr2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)由80%提高到85% ~ 90% ，主要有CRB-86和CRB-90兩個牌號。
在我國，隨著水煤漿加壓氣化技術(shù)的大量引進(jìn)，昂貴的進(jìn)口高鉻耐火材料亟需國產(chǎn)化。因此，我國在20世紀(jì)90年代初開始加大了氣化爐用Cr2O3-Al2O3  -ZrO2材料的研發(fā)力度，并于20世紀(jì)90年代末期獲得成功，實現(xiàn)了氣化爐用高鉻耐火材料的完全國產(chǎn)化。目前，國產(chǎn)高鉻耐火材料的使用壽命達(dá)18000 h  甚至20000 h以上，侵損速率(0.004 mm •h-1)僅是進(jìn)口高鉻耐火材料的1/7，并且價格只有進(jìn)口產(chǎn)品的二分之一。
2、氣化爐用耐火磚損壞原因分析針對氣化爐耐火磚的使用環(huán)境及使用情況，對其損蝕原因分析如下:
1)熔渣的侵蝕物中含有的Si、Al、Ca、Fe及其它微量金屬鹽類構(gòu)成了侵蝕物的成分，不同的煤種可形成不同種類的熔渣，熔渣通過對磚的滲透、熔解并與耐火磚的成分形成低熔點化合物，改變了磚的組成，低熔點化合物不斷地被沖刷，導(dǎo)致耐火磚不斷被熔解、滲透，從而被逐漸剝蝕，由氣流夾帶進(jìn)入激冷室，形成灰渣。2)熱應(yīng)力的破壞由于耐火磚的規(guī)格及尺寸存在著溫度梯度及爐殼的抑制作用，使耐火磚產(chǎn)生環(huán)向應(yīng)力，另外，耐火磚的不同成分其膨脹系數(shù)不同，也會在磚的內(nèi)部產(chǎn)生不同的熱應(yīng)力，頻繁開停車導(dǎo)致爐溫的大幅波動，也會使耐火磚的熱應(yīng)力發(fā)生急劇的變化而導(dǎo)致磚的表面產(chǎn)生裂紋，使耐火磚不斷被損蝕。3)操作工況的影響操作工況不穩(wěn)定如頻繁開停車、溫度壓力波動及一些操作失誤也會加劇耐火磚的損蝕，隨著操作溫度的升高，耐火磚的損蝕率將會增大。4)其它因素的影響由于煤種的不穩(wěn)定，導(dǎo)致渣的成分發(fā)生變化;燒嘴的裝配尺寸不合格，致使煤漿霧化效果不好;燒嘴在使用后期，盤管泄漏;爐磚筑砌質(zhì)量較差等其它因素也改變耐火磚的使用狀況。
3、如何延長氣化爐耐火材料的使用壽命?氣化爐用耐火材料的壽命主要與其質(zhì)量、砌體結(jié)構(gòu)和施工質(zhì)量以及操作上的維護(hù)保養(yǎng)有關(guān)。要延長耐火材料使用壽命首先要把好耐火磚質(zhì)量關(guān)。氣化爐用耐火材料各層有不同的使用要求，各層耐火磚應(yīng)在經(jīng)濟(jì)合理的原則下滿足這些要求。整個爐中磚型較多，各部位耐火磚尺寸要符合設(shè)計要求，表面要平整，盡量減少現(xiàn)場加工量。砌體結(jié)構(gòu)要合理，施工要精良。要求磚縫小穩(wěn)定性好，支承結(jié)構(gòu)和膨脹縫留得適當(dāng)，能經(jīng)受溫度、壓力的突然變化。操作管理上應(yīng)做到1、噴嘴適用。霧化角要適宜，以免火焰沖刷耐火砌體而導(dǎo)致?lián)p壞。2、升溫嚴(yán)格。新砌筑的爐子要嚴(yán)格按照升溫曲線的要求，有控制地逐步升溫烘烤，以免砌體因劇烈脫水劇烈脹縮而損壞。3、減少開停。盡量避免或減少不必要的開停次數(shù)，并實現(xiàn)前后工序均衡生產(chǎn)，以減少急冷急熱和壓力變化造成的耐火磚損壞。4、 調(diào)節(jié)平穩(wěn)。爐溫爐壓的升降力求平穩(wěn)，嚴(yán)禁超溫超壓，切忌急升急降。因為各層磚的溫度變化總是滯后于爐膛溫度的，越靠外層溫度變化越慢，如果短時間內(nèi)爐膛溫 度劇烈變化，磚層之間會因溫差太大產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力而造成耐火磚和磚縫破裂。壓力的突升突降會使耐火磚因各層磚間氣體壓力來不及平衡，壓力差增大而被破 壞。爐溫爐壓嚴(yán)重波動口于可能導(dǎo)致整個耐火砌體的崩塌。5、 防止水激。紅熱的耐火磚突然受水冷激會爆裂，因而應(yīng)嚴(yán)防帶水入爐。氣化爐進(jìn)水的原因大致是：鍋爐副產(chǎn)蒸汽帶水、重油帶水和噴嘴冷卻夾套漏水，急冷室或水氣 分離器水位過高，在突然停車時倒入爐內(nèi)，氣化爐出口管采用水冷套管的流程，倘出口管燒裂，則停車卸壓時冷卻水倒入爐內(nèi)。
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