德士古气化炉耐火砖的选型、施工和应用

.第37卷第5期化肥工业2010年10月德士古气化炉耐火砖的选型、施工和应用高春雷,马飞,郝洪潮(兖州煤业榆林能化有限公司719000)摘要德士古气化炉耐火砖的使用寿命关 系着整个系统是否能够长周期、安全、稳定运行。从德士古气化炉的耐火砖的选型、施工、应用等方面进行分析,旨在找出气化炉耐火砖的最佳运行方式。关键词德士古气化炉 耐火砖选型施工应用Model Selection, Working and Application ofRefractory Bricks in Texaco GasifierGao Chunlei, Ma Fei, Hao Hongchao( Yulin Energy and Chemicals Co, Ld. of Yanzhou Coal Mine Co, Ltd. 719000)Abstract The service life of the refractory bricks in the Texaco gasifer has a bearing on the longcycle life, safe and steady operation of the entire system. An analysis is carried out of the model selec-tion, constructing and application of the refractories in the Texaco gasifier, with the aim of finding outthe optimum operating mode of the refractories in the gasifier.Keywords Texaco gasifier refractory brick model selection constructing application德士古水煤浆气化炉内为强还原性气氛,在(2)温度的快速变化将伴之产生张应力,造温度1320~1450C、压力2.8~8.7MPa的条件成所谓热震,有可能导致耐火材料出现裂纹,甚至下进行操作,高温煤熔渣顺着炉壁向下冲刷、侵发生断裂。气化炉每次投料时,氧气和煤浆瞬间蚀，使耐火材料的使用条件极为苛刻,炉内向火面的进入,对耐火砖都会产生- -定程度的热震,因此砖的选材直接影响气化炉的寿命。由于气化炉璧要求耐火砖能适应温度的急剧变化。承受较高压力,开停车时有较大温度和压力波动,(3)在高温及低温下,能承受较高的压应力。要求向火面砖同时具有高的抗渣侵蚀性、机械强(4)在高温及低温下,能承受冲刷力。度和良好的热震稳定性。传统的耐火材料不能满(5)能承受炉渣的侵蚀。足气化炉使用条件,只有高铬耐火材料对酸性煤(6)合成气中的co, H2,CO2,CH,和H20等熔渣具有良好的抗侵蚀性能。榆林能化有限公司成分都能渗人耐火材料中并与其发生作用,耐火德士古水煤浆气化炉的操作压力为6.5 MPa,日材料必须能够承受。处理煤量1 500 t,其耐火砖的设计施工和应用(7)耐火材料不仅能起高效隔离层的作用,总结如下。还需成为热的导体或吸收体。1.2 设计方案耐火砖的设计典型的气化炉耐火砖设计形式见图1。1.1 设计要求(1)气化炉拱顶部耐火内衬形状设计为球(1)由于气化炉在投料和停车时会有大量的形,不仅改善了气流循环方式,而且对拱顶衬里冲氮气进入燃烧室,局部温度会产生很大的变化，因刷起中国煤化工为子母口配合设此要求耐火砖有较宽的适用温度范围。计成HC N MH G上耐火砖在烧成本文作者的联系方式:gaochunlei_ 1999@9 163. com35第37卷第5期化肥工业2010年10月(5)保证筑炉环境温度不低于-5 C ,保证气化炉燃烧时内通风良好。(6)浇注料施工及火泥调制用水应为生活饮用水,水质应符合CB 5749- -1985《生活饮用水卫背衬砖隔热砖生标准》,其pH在7.0~7.5,其氯离子浓度不大热面砖于2.5 mg/L。(7)耐火材料不得直接接触地面,必须用木架将其架空,架空高度在80 mm以上。可燃性材料纤维涂抹料(8)按1:1比例制作4只高温热电偶模型。2.2 耐火砖的砌筑图1典型的气化炉耐火砖设计形式(1)在前3层砖砌筑前,先对砖进行表面抛和使用中产生局部裂纹,从而提高耐火砖的成品光或用耐火泥浆的厚薄进行校正,然后用垂直线率及使用寿命;在气化炉烘炉和运行中,可减少应检查炉膛的垂直度,要求每米炉膛长度上不能偏力集中,不易发生掉砖现象,延长拱顶使用寿命。离+1 mm或总体不超过+6 mm。(2)气化炉材质为SA387GR11CL2,按气化炉(2)调制耐火泥必须用专用机械进行搅拌。燃烧室设计壁温246 C、燃烧窒膨胀长度应根据耐火砖的种类,通过试验确认耐火泥稠度7 766.3 mm计,得出气化炉壳体整体膨胀量为和加水量,不应在调制好的耐火泥内任意加水和.20. 366 mm。根据耐火材料热膨胀基本计算公式，胶结料,添加的水必须是清洁的生活饮用水,水温得出拱顶热面砖的整体膨胀量为8.5 mm,其它部在10~25 C为宜,如达不到该条件则必须用热水位热面砖的整体膨胀量为35.5mm;即最终筑炉进行调制。调制好的耐火泥必须均匀,不得有未时,应保证烧嘴在冷态下内缩23.634mm,以保证搅开的耐火泥颗粒存在,以免影响砌筑质量。如气化炉在热态时的烧嘴头部与烧嘴室下边缘平齐。是冬季施工,为防止搅拌好的耐火泥冻结,应将其(3)由于3层耐火材料的膨胀系数各不相放在有暖气的室内存放。同,为保证不发生热应力集中而造成耐火砖的损(3)筒身部分的砌筑严格按以下顺序进行:坏,要求各交界处留有一定的膨胀量。通过计算抹纤维涂抹料隔热层→砌空心球保温砖→贴和参考其它兄弟企业的相关数据,确定了各部分1 mm厚聚乙烯地板膜- +砌铬刚玉背衬砖→贴预留的膨胀量:筒身部分高铬砖与铬刚玉砖之间3 mm厚聚乙烯地板膜-→砌高铬热面砖。各种耐预留3mm膨胀缝,铬刚玉砖与氧化铝空心球砖火砖按外高内低顺序阶梯形进行砌筑。之间预留2~3 mm膨胀缝;拱顶部分高铬砖与浇(4)砌筑时,每环、每层砖间均须错縫砌筑，注料之间预留3 mm膨胀缝,浇注料与炉壳之间每次砌筑铬刚玉砖的高度不得超过600 mm,空心预留30~60mm膨胀缝并逐渐增加,拱顶膨胀缝球保温砖的砌筑高度不得超过1200 mm。在简填充耐火纤维可塑料或耐火纤维毡。壁各层耐火砖的砌筑过程中,每砌3层砖就必须2耐火砖的施工测量1次水平度,检查各环砖内径是否与图纸相符,是否同心于炉中心线，如有误差必须随时调2.1准备工作整,还应经常检查砖层的高度,使层高保持在合理(1)熟悉图纸及技术文件,了解砌筑质量和的范围内。使用材料的要求。(5)所有砌体都采用挤浆法进行施工,灰缝(2)备齐砌炉用的工具、机具。均应填满泥浆,泥浆饱和度应为100%,灰缝均(3)检查托砖盘的平整度,要求整体平整度匀,砌体的垂直面和水平面均不能有通缝出现。达到+2mm,如误差过大应立即进行打磨找正，所有中国煤化工縫应≤1.2 mm,但不得用耐火泥进行找平。氧化YHCNMHG2.0mm。.(4)简体内表面彻底进行除锈处理。(6)砌砖时应采用橡胶锤进行修正,严禁用36第37卷第5期化肥工业2010年10月.铁锤等硬器敲打。如确实需用铁锤敲打,不得直始烘炉方式一般有2种:①将炉温升至800 C ;②接在耐火砖面上敲打,必须在耐火砖上垫木板。将炉温升至投料温度。榆林能化有限公司采用(7)砌体的泥浆固化后,不得用敲打的方法第2种方式进行烘炉。由于燃烧室较长,烘炉时来修正砌筑质量的缺陷。如要修正,必须重新抹的上下温差尽量控制在50~ 100 C,防止因局部耐火胶泥砌筑。各种耐火砖的灰缝要严格按设计过热产生应力集中而使耐火砖被损坏。降温时也要求执行。要严格按照降温曲线进行,禁止敞口自然降温。(8)耐火砖一般无需切割,但不同的制造过3.2耐火砖的日 常使用程会产生差异,因此砌筑每环的最后1块砖(通(1)控制耐火砖的最高使用温度常称为锁砖)有时需要切割,以使炉各环砖结合耐火砖的主要成分是Cr2O3 ,ZrO和Al2O,在紧密并使炉的每环砖达到规定的半径尺寸。但切高温下烧制而成,在气化炉正常操作温度范围内割后砖的宽度不能小于原始尺寸的1/2, 如果小具有良好的机械稳定性。按照常规操作,气化炉于1/2,则要切割2块砖,以确保宽度不超标。同炉砖表面会挂上一层渣,因此炉内的高温气流不样,在确定平整度的过程中或要达到规定的高度会与砖直接接触。如果炉温控制过高,则会出现(如拱顶的起始高度) ,砖的切割厚度也不能超过局部富氧区,造成此处无挂渣,气流直接冲击砖的最初厚度的1/2。表面,造成组织软化和强度下降,使耐火砖的使用(9)在砌筑安装热电偶砖的过程中,所有的寿命缩短。热电偶贯入砖都必须对准接盘中心线，在每个热(2)控制气化炉的运行负荷电偶接盘位置安装1个中心线固定装置,这样插系统稳定后一般会不同程度地提高气化炉的热电偶的砖可以与此固定装置对准。固定装置可运行负荷,其前提必须是已熟练操作,同时对加负采用事先做好的热电偶组装模型或实物。荷后磨煤机、烧嘴及燃烧室、渣口大小是否匹配有(10)由于气化炉的拱顶呈球形，砌筑难度清晰的认识。因为不进行如上分析和相关的匹配大,且拱顶部位每环砖的任何高度和经度的偏离工作,负荷增大后,磨煤机的负荷相应增加，煤的都会影响下一砖层的砌筑，甚至影响进料口的设粒度就很难保证。同时,烧嘴口处的环隙如不作计和整个气化炉的操作。因此,在每砌一环砖前，相应变动,则通过烧嘴头部物料的速度就会增加，都必须将该环砖进行预排,然后从炉膛上部接盘如果煤浆的粒度增大,则雾化效果变差,煤浆在炉处测量该层砖最上边缘的尺寸,并同时测量每块内的停留时间过短,产生的渣量增加,通过渣口的砖的半径,以确保砌筑尺寸准确。渣量也有所增加,从而对耐火砖(特别是渣口砖)的冲刷程度加剧。3耐火砖的使用(3)尽量减少开停车不置换联投次数3.1耐火砖的保养热稳定性(或称耐急冷急热性)可能是耐火(1)自然干燥材料中最难测定及估计的性能,严重的急冷急热耐火砖在正式使用前必须进行保养。在筑炉所产生的机械应力能使耐火材料发生灾难性的破施工全部结束后立即开始进行烘炉，即维持炉膛坏。如耐火砖中大颗粒与基体的热膨胀相差较内外温度不低于10 C ,使其自然干燥5~7 d。大,会造成耐火材料制品的基体出现显微开裂。(2)烘炉保养如前所述，每次系统投料,由于煤浆和氧气相对炉烘炉目的:去除吸收和结合的水分;进行所需砖来说都是冷态的,而且温差很大,投料的瞬间对要的化学变化;将各分界处的叮燃物质燃烬,使整耐火砖都是一次热震。另外,当系统发生停车且个炉膛的各种耐火砖成为“一-体”。在短时间内又能恢复生产时,往往选择联投。对烘炉时的加热速度、最高加热温度及加热时于德十古水煤将气化炉-一船采用置换联投或不间会改变耐火材料的晶体组织,进而影响耐火砖置换中国煤化工不当可能在炉的使用性能,因此应按照耐火砖制造商给定的烘内产;YHCNMHC发生震动,从而炉曲线进行烘炉,直至达到投料的工艺温度。原(下转第40页)37第37卷第5期化肥工业2010年10月嘴穿过环和垫片进人烧嘴法兰并用螺栓紧固。在3.6配管紧固烧嘴的过程中,必须先从63° ,171°, 189°和在确保模拟烧嘴正确的插入深度和良好的对297°的4个螺栓开始,用工具逐步均匀拧紧,以确中状态下,用模拟烧嘴代替真烧嘴进行配管,以避保连接稳固和受力均匀;其次,必须按照对角的顺免在配管过程中损坏烧嘴。连接管线之前,先拆序逐步增加拧紧力。另外,拧紧螺栓的过程也是下定位器以免损坏。由于开工点火烧嘴要插人和调整烧嘴头与烧嘴罩环向间隙的过程,因此在上拔出气化炉,所以其所配管线为金属软管。述操作过程中,气化炉内部应有专人用前端间隙3.7煤烧嘴的安装楔规即时测量烧嘴头与烧嘴罩环向间隙,并反馈上述工作完成后,煤烧嘴安装操作参照3.5。给气化炉外的安装人员。(收稿日期2010-03-01)owwoooo ooo o wwv0rr0000000000000000000000000(上接第37页)好施工前的准备工作,严把施工质量直接关系到导致出现砖缝加大、局部脱落等现象。耐火砖能否正常发挥功效;在自然风干和烘炉过程中,严格控制温度梯度变化至关重要;在使用过4结语程中,不能为了追求效益而去拼设备,技术人员和水煤浆气化炉耐火砖的使用寿命与企业的经操作人员需要合理优化操作条件,找到不堵炉、气济效益密切关联,因此以下几点必须引起重视:通体成分好、耐火砖使用寿命长的最佳操作点。过合理分析,得出最佳的设计方案是理论基础;做(收稿日期2009-11-16)影响。此外,双酶尿素在提高作物产量和改善作新型肥料双酶尿素研制开发成功物品质方面亦有明显的作用。我国尿素产能已明显供大于求,未来几年内双酶尿素可穴施、拋施、冲施或滴施，使肥料产能还将进一步增加,更加剧了供大于求的势态。中的营养成分更好地作用于作物的根部并被吸收为调整氮肥企业产品结构、提高市场竞争力,近期利用;也可进行叶面喷施,促进光合作用。多家尿素生产企业陆续推出了多肽尿素、硫包衣双酶尿素的研发成功,对提高肥料利用率和尿素、腐植酸尿素等新型尿素产品,双酶尿素就是推动普通尿素的升级换代具有重要意义。与传统其中具有广阔发展前景的一种新型尿素产品。尿素相比,双酶尿素利用率高、营养全面、速效长双酶尿素是在普通尿素生产过程中添加了多效、绿色环保,符合我国农业可持续发展的要求。肽金属蛋白酶、生物辅酶、双岐因子等营养成分加(川化集团有限责任公司成都工而成的一种草绿色颗粒状尿素新产品。主酶即610301汪家铭)多肽金属蛋白酶,辅酶即非金属生物酶。作物可100 kt/a风化煤制生物有机肥生产装置建以自我合成内源双酶,当作为外源的尿素中同时成投产加入了具有催化和调控功能的主酶和辅酶后,作物便可节省自我合成双酶所需要的时间和能量,新疆天海绿洲集团公司在新疆喀什地区麦盖这样不仅能加快作物的生长和成熟过程,而且还提县利用风化煤进行生物发酵转化技术建设的可大量节省为提供作物自我合成双酶所消耗的化100 kV/a生物有机肥装置于2010年7月20日投肥量,提高了肥料中各种养分的利用率,并能激活产。风化煤虽然失去了褐煤的一些燃烧特性,但土壤中被固化的氮磷、钾等多种养分而被作物重因富含腐楨酸等有机物,是生产生物有机肥的宝新吸收利用,真正实现了节肥增效的效果。贵资源。我国风化煤储量大、开采方便、成本低除了能提高肥料利用率和肥效外,双酶尿素廉,尤其是新疆更具有丰富的风化煤资源。把风还具有自主生物调控功能,能根据作物生长各个化煤变成肥料.对变废为宝.发居循环经济具有重过程中的不同需肥特性,自主调控各种养分的释大中国煤化工放速度,并且能提高作物的抗病性抗逆性和抵抗YHCNMHG责任公司成都.恶劣气候的能力,大大减少了各种灾害对作物的40