德士古气化炉向火面砖使用状况优化

煤炭加工与综合利用34COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATIONNo.12，2014德士古气化炉向火面砖使用状况优化肖光辉(神华包头煤化工有限公司神华新疆煤化工分公司，新疆米东830019)摘要:德士古气化炉向火面砖的使用状况和寿命对气化装置的稳定运行至关重要。通过工业上向火面砖的实际使用状况，分析向火面砖使用寿命缩短的原因，探索达到或超过向火面砖设计使用寿命的方法。关键词:煤炭气化;德士古气化炉;向火面砖;使用寿命;优化中图分类号: TQ546文献标识码: A文章编号: 1005-8397 (2014) 12-0034-03神华包头煤制烯烃项目是以煤炭为原料生产聚表2向火面砖在气化炉各个部位的设计使用寿命烯烃产品"。气化装置采用GE水煤浆加压气化技使用寿命h术。该项目气化炉设计7台，5开2备。气化炉操拱顶1400作压力6.5 MPa,操作温度约1 280°C,单台气化炉筒体耗水煤浆量85 m/h。从2010年开车以来，气化装锥底4 00-06000置一直保持着满负荷运行，运行状况平稳。但是，渣口3 500~4 000在气化炉的运行中也暴露出- -些问题， 尤其是向火面砖使用寿命未达到设计使用寿命，大大制约着气化炉的稳定运行，缩短单台气化炉运行周期，增加2运行状况分析了维修费用。下面讨论向火砖的相关问题。气化炉向火面砖各部位实际使用寿命见表3。1砖材质从表中可以看出:(1)2号和4号炉为原始开车时最先开车的神华包头煤制烯烃项目气化炉向火面砖采用气化炉。通过这两个气化炉的运行指导其它气化北京利尔股份有限公司耐火材料，向火面砖材质炉的开车。由于刚开车时很多条件都不稳定，气参数见表1。向火面砖在气化炉各个部位的设计化炉开停车次数多，尤其对简体砖的损伤很大，使用寿命见表2。使得2号和4号炉向火面砖的使用寿命大大缩短。表1向火面砖材质参数(2)1号炉渣口砖第三次砖使用寿命远小于项目单位指标@ (Cr2O,) %≥86.平均水平。原因是该砖在砌筑时施工质量不好，∞(Zr02) 1%5~7在更换工艺烧嘴时发现渣口砖部分脱落，重新砌表面密度/g . cm2≥4.2砖使用。显气孔率1%≤17(3)为保证气化炉能安全平稳运行，根据耐常温耐压强度/MPa≥120火砖的设计使用寿命和实际运行状况，更换简体蠕变率(0.2 MPa, 1 500个下24h)/%≤0.4向火面砖时，气化炉内所有耐火砖全部更换，更热鼹次数(1 100C，水冷) 1次≥换锥底向火面砖时-并将渣口砖更换。(4)渣口、锥底、简体向火面砖基本已达收稿日期: 2014-11-04作者简介:肖光辉(1988- -),男，重庆人，2012 年毕业于到或超过设计使用寿命.拱顶向rk面砖未达到设石河子大学化学工程与工艺专业，工学学士，神华包头煤化工有计使用寿中国煤化工=稳定运行，在限公司神华新疆煤化工分公司助理工程师。更换筒体确MHCNM H G时间的拱顶砖.2014年第12期肖光辉:德士古气化炉向火面砖使用状况优化5更换，另外一个原因是由于烧嘴和中心氧比例问主要因素。题，导致拱顶返混严重，磨损加剧。表4上湾、补连塔、瓷窑湾煤质分析(5)向火面砖的使用寿命受煤质和操作温度水分1%灰分1%挥发分1% 固定碳 1%的影响很大，对于煤质较差，灰熔点较高，运行上湾4.5~5.6 7.2~123 26.7~ 29.1 57.8 ~ 60.8温度高的情况，运行经验表明，当气化炉的操作补连塔6.1~9.0 9.2~19.2 27.6~ 34.2 49.7~ 56.15温度以1 400 C为基点时，每变化10 C则耐火砖瓷窑湾5.6~9.1 8.6~13.6 31.6~33.1 49.8~ 52.9.的使用寿命变化10%，运行温度升高50 C持续3~5d，拱顶炉砖寿命将明显缩短，甚至造成折表5上湾、 补连塔、瓷窑湾煤灰熔点指标断、脱落、砖缝开裂等情况.煤源变形温度/C 软化温度/C半球温度/心C流动温度/'C表3向火面砖实际使用寿命h| 10011501220部位卜连塔 1 1201 260炉号拱顶筒体锥部渣口瓷窑湾1 1201 1301 1501 1601号第一次14 1443 828第二次10578 135783 3684 668通过对表4、表5的分析可知，煤的品质相对较稳定，气化炉操作温度-般高于灰熔点第三次3 7551 30150~100 C，维持在1 210~1 370 C.气化装置所2号第一次 626162613 5073507使用的煤大部分都来自补连塔，由于长期维持较第二次521510 2862 038高的操作温度，使向火面砖的损坏加剧。并且,5 2152418补连塔煤质相对不稳定，其灰分最大达到20%, .3号第一次82494139渣口易发生堵塞。为保证顺利排渣，大幅度提高第二次11 50211 5024110了气化炉操作温度，以提高灰渣的流动性，使得第三次.6 5224928向火面砖烧蚀和磨损进一步加剧，导致向火面砖4号第一次664166413 769使用寿命缩短。烧嘴磨损后，为提高烧嘴雾化效第二次60779 9162872果，提高中心氧比例，使得拱顶返混严重，拱顶11 24514 3563 048向火面砖磨损加剧。5号第一次12 3384 3093.2煤渣的 机械磨损(2]3387气化炉在运行过程一直处于高温 、高压状态。46423642.在此状态下，向火面砖自身会产生塑性变形而发6号第一次 928292823531生破坏。气化炉操作温度-般维持在 1 300 C左第二次11895 11 89557523752右，在此温度下抗冲刷磨损能力远小于常温状态5617下。高速气流及其夹带的固体颗粒直接冲刷向火面砖，使向火面砖磨损。熔渣沿向火面砖表面流7号第一次13 7733579下，对向火面砖表面磨损严重。尤其操作不稳定，11 3523 124炉壁挂渣不好，以渣抗渣能力减弱更为明显。另7 0703218外，工艺烧嘴偏喷时，对向火面砖的局部冲刷、磨损严重，寿命缩短。3损坏原因分析3.3 熔渣的侵蚀3.1煤质对向 火面砖的影响向火面砖铬含量越高，抗渣性能越好，所以神华包头煤制烯烃项目气化装置使用的煤来向火面砖选择Cr0.为主材质.但纯的Cr2O,不自上湾、补连塔、瓷窑湾。其煤质分析见表4,易烧结致密中国煤化工渗透。所以，灰熔点指标见表5。煤质是影响向火面砖寿命的在向火面砖1HCNMH G灰渣的主要.