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在正常生产时炉口耐火衬里的温度较高
 点击数:1110次 添加时间:2016-12-30 [打印] [返回] [收藏]
    损坏原因造成气化炉炉口耐火衬里损坏的主要原因有以下几点。热应力太大。由于德士古烧嘴冷却盘管的冷却作用,使炉口砖上部保持相对较低的温度,而炉口砖下部由于受炉膛内的高温辐射和高温气体对流的影响,保持着较高的温度。正因为上、下两端的温差很大,易造成炉口砖热应力过大而开裂。
    开停车次数过多。在正常生产时炉口耐火衬里的温度较高,而在停车时(特别是在吊烧嘴的情况下)由于受烧嘴冷却盘管的冷却作用(或大量冷空气的进入)使炉口耐火衬里的温度急剧下降,开车后温度又很快上升。一次开停车相当于一次急冷急热。据检测结果,刚玉砖急冷急热4次就产生裂纹。而从1983年底投用至1991年4月第五次停工大修期间,2台气化炉累计开停车195次,每台气化炉平均19.4d开停车1次。如此频繁的开停车造成刚玉砖频繁的急冷急热而损坏严重。另外,在停车时,炉内充满水蒸气,由于烧嘴冷却盘管的冷却作用,易在炉口部位产生冷凝水,冷凝水、炭黑、炉渣等的侵蚀,易引起刚玉砖的剥落和浇注料的因失效、炭化而跑损。
    炉顶膨胀缝过小。在实际使用中,发现炉口损坏的刚玉砖和浇注料高出法兰面,陶纤毡被压成扁片状。这说明原设计炉顶40mm的膨胀缝高度不够,理论上计算也证明膨胀缝偏小。这样,就造成刚玉砖膨胀受阻而受到强大的压力,容易损坏。
    改进措施自1988年1月开始,对气化炉炉口耐火衬里采取了改进措施,并根据使用效果逐步加以改进。经过反复试验,最后采取了以下较为完善的措施。炉口刚玉砖由三环改为五环,将单块炉口砖的高度由123mm改为70mm,从而减小了刚玉砖的热应力,降低了刚玉砖开裂的可能性;炉口刚玉砖所用的灰浆由烧结温度要求很高的氧化铝火泥改为烧结温度相对较低的第三层保温砖火泥,并将炉口刚玉砖与转角砖的结合面由平面改为榫槽面,以避免从该部位窜气。
    在炉口砖与壳体间的环隙内浇注50mm高的白刚玉,对耐火浇注料进行封闭。刚玉中加入不锈钢丝作骨架,以保证浇注刚玉的整体强度。在浇注刚玉上方再砌筑隔热砖,对浇注料进行双重封闭,防止浇注料跑损。根据所用刚玉砖的膨胀系数,计算出整个刚玉砖衬里的轴向膨胀量,选取合适的膨胀缝高度,使炉顶膨胀缝高度趋于合理,以避免耐火衬里膨胀受阻而产生强大的压力。
    使用效果自1992年6月开始,气化炉炉口耐火衬里较完整地采用上述措施后,炉口耐火衬里使用情况有了根本的好转,炉口砖开裂和浇注料跑损现象已基本消除,炉口外壁超温报警现象也得到了消除。燃烧室耐火衬里的改进措施使用情况从各次大修对气化炉耐火衬里的检查情况来看,气化炉拱顶部和筒体上部刚玉砖减薄量不大(一般在1030mm,剩余厚度在80110mm),而筒体中、下部刚玉砖由于受烧嘴火焰的强烈冲刷,减薄速度很快,使用不到8000h刚玉砖已所剩无几,甚至没有。如二号气化炉在1989年和1990年2次因筒体下部刚玉砖减薄至零,淄博电动滚筒引起上部刚玉砖塌落,被迫提前进行大修。1990年至1991年度刚玉砖的减薄速率也高达平均每月10mm左右,难以保证1个生产周期。
    损坏原因造成渣油气化炉刚玉砖损坏的原因主要有以下几点。熔损。气化炉所用原料渣油中所含的Ni、V、Ca、Na、Fe、Mg等多种杂质与刚玉砖成份Al2O3起反应,形成低熔点化合物,在操作温度下呈熔融状态而流失,其流失量随工艺操作温度的提高和工艺气体流速的增加而增大。剥落。气化炉原料中所含的杂质通过刚玉砖的开口气孔渗入砖内,岩棉与砖组份反应,生成新的矿物质。由于热膨胀系数不同或发生体变效应(如V2O3遇O2生成V2O5,体积增大40%),在炉温波动特别是开停车、清渣、吊烧嘴的情况下,于不同矿物质的交界处产生裂纹并不断扩大,最后以片状或块状剥落。温度波动越大,开停车次数越多,剥落量也越多。
    偶然事件造成的损坏。如烧嘴喷口损坏、烧嘴冷却水盘管漏水、烧嘴安装不对中、过氧超温、激冷环损坏、激冷水溢进燃烧室等。刚玉砖等耐火材料质量差、施工砌筑质量不过关、烘炉质量差等。改进措施在对以上几个方面进行攻关的同时,对耐火衬里方面进行了改进。气化炉耐火衬里更换的原因是燃烧室筒体下部刚玉砖损坏或减薄严重,而此时筒体上部和拱顶部刚玉砖的厚度仍然较大,因此只要增加熔损减薄最快的筒体下部刚玉砖的厚度,延长该部位刚玉砖的使用寿命,就可以延长整个气化炉耐火衬里的使用寿命。
    结语通过数年的努力,在采取了以上改进措施后,气化炉炉口耐火衬里容易损坏导致炉口外壁超温、燃烧室筒体下部刚玉砖使用寿命短、热电偶孔外壁容易超温等问题得到了基本解决,大大减少了因气化炉原因造成的减负荷生产和停车检修。再通过渣油品种的合理调配、工艺操作的优化、衬里砌筑质量和洛阳耐火材料研究院生产的刚玉砖质量的提高,使气化炉加厚刚玉砖的使用寿命已满足2年一修的需要,使困扰化肥生产的这一主要问题得到了解决,为大化肥装置的安稳长满优生产创造了良好的条件。(来源:中国耐火材料网)