Газифікатор є основним обладнанням пристрою газифікації водно-вугільної суспензії під тиском, а якістьвогнетривка цеглав газифікаторі є основним фактором, що впливає на робочий цикл газогенератора. Для роботи газифікатора потрібна висока температура і високий тиск. Кисень і вугільний шлам розпилюються в газифікатор через технологічний пальник. Вплив спрею утворює 6 зон потоку з різними характеристиками, що посилює розтирання вогнетривкої цегли та викликає різку зміну температури печі під час пуску та зупинки. Тому футерівка повинна мати високу стійкість до ерозії шлаку та проникність, високу міцність у гарячому стані та хорошу об’ємну стабільність при високій температурі. Піч газифікатора розділена на три частини, верхня частина - це склепіння, середня частина - циліндрична частина, а нижня частина - це дно конуса та частина гирла шлаку. Три частини незалежні одна від одної, що сприяє видаленню або заміні кожної частини. Швидкість корозії вогнетривкої цегли в різних частинах неоднакова. За досвідом експлуатації встановлено, що вогнетривка цегла в склепінчастій частині має більшу швидкість абляції.
Завдяки дослідженню розподілу поля потоку в газифікаторі та структури вогнетривкої вогнетривкої цегли в поєднанні з умовами роботи в печі, причини зносу вогнетривкої цегли були проаналізовані в багатьох аспектах та вжиті відповідні заходи.
01 Структурні причини проектування
1. Недостатня товщина облицювальної цегли в склепінні. Товщина облицювальної цегли 200 мм. При зменшенні товщини вогнетривкої цегли до 1/3 початкової товщини цегла закінчує термін служби і не може бути використана. Відповідно до фактичної швидкості стоншування цегли склепіння на місці, можна побачити, що мала товщина вогнетривкої вогнетривкої цегли та швидка швидкість стоншування є ключовими причинами короткого терміну служби загальної вогнетривкої цегли. Після удосконалення вогнетривку цеглу в склепінчастій частині нового газифікатора було замінено з початкових трьох шарів на двошарову, внутрішній шар – вогнезахисна цегла, крайній шар – цегла для важкого лиття, а опорна цегла – у середній шар були скасовані. Після трансформації вогнетривка цегла замінила оригінальну підкладку, тим самим збільшивши товщину вогнетривкої облицювальної цегли, збільшивши швидкість абляції та, таким чином, подовживши термін служби вогнетривкої вогнетривкої цегли в частині склепіння.
2. Конструкція закладної цегли необґрунтована. Заглушка виконана у вигляді циліндра. Його основною ущільнювальною поверхнею є сторона заглушки, а цегла B є ущільнювачем. Конструкційний зазор становить 2 мм. Насправді при виготовленні та кладці вогнетривкої цегли є певні похибки. Особливо після використання газифікатора, вторинна установка закупорювальної цегли не може повністю очистити розплавлений шлак на ущільнювальній поверхні вогнетривкої цегли. Вставна цегла - це лиття, а похибка виробничого розміру становить близько 2 мм. Відповідно до наведених вище ситуацій, фактичний зарезервований проміжок заглушки становить більше 4 мм, інакше його неможливо встановити гладко. Через великий зазор ефект герметизації поганий, і горловина склепіння неодноразово перегрівається. Термін служби збірних частин склепіння газифікатора невеликий. Конструктивну форму ущільнювальної цегли верхньої частини газифікатора змінено: 1) Збірні частини верхньої частини газогенератора змінено з оригінального циліндричного типу втулки на конічний тип втулки. 2) Блок B потовщений, розмір отвору для попереднього нагрівання зменшено, а отвір для попереднього нагрівання змінено з циліндричного отвору на конічний. Конструкцію блоку A, розташованого поруч із блоком B, змінено на блок A1, щоб захистити блок B. 3) Завдяки неодноразовим перевіркам і оглядам вогнезахисної цегли газифікатора було виявлено, що цегла склепіння від B до K зазнала занадто швидкої корозії, що було слабким місцем газифікатора. Ми переробили й удосконалили вогнетривку цеглу для склепіння, змінивши оригінальну вогнетривку цеглу для склепіння з однієї канавки для матері та дитини на дві та додавши лінію захисту від ерозії цегляного шва. Завдяки вищезазначеній трансформації явище витікання газу та перегрівання в шийці склепіння було ефективно покращено, подовжуючи термін служби збірних частин склепіння газифікатора.
02 Сировинні причини
1. Вплив температури плавлення вугільної золи Простіше кажучи, температура плавлення золи - це температура, при якій зола плавиться. Кремній, алюміній, залізо, магній, калій, кальцій, сірка, фосфор та інші елементи, що містяться у вугіллі, а також карбонати, силікати, сульфати та сульфіди складають зольність вугілля. Температура плавлення золи вугілля визначає робочу температуру газогенератора. Якщо температура плавлення золи низька, робоча температура є відносно низькою, що сприяє захисту вогнетривкої цегли; якщо температура плавлення золи висока, робоча температура повинна бути відносно високою, а теплове випромінювання в печі є великим, що прискорює термічну ерозію вогнетривкої цегли. Величина температури плавлення золи пов'язана зі складом золи. Чим більше в золі частка SiO2 і Al2O3, тим вище температура її плавлення; і чим вище частка лужних компонентів, таких як Fe2O3 і MgO, тим нижча температура плавлення. Його можна регулювати додаванням флюсу. Більшість вугільного зольного шлаку є кислим шлаком, і флюс часто регулюється лужним CaO або CaCO3, що утворюються в результаті піролізу. Технологію змішування вугілля також можна використовувати для контролю температури плавлення вугільної золи, що надходить у піч. Температура плавлення золи газифікованого вугілля зазвичай контролюється нижче 1300 градусів.
2. Вплив в'язкості золи У новому газогенераторі з декількома форсунками використовується скидання рідкого шлаку. Робоча температура підвищується, а в'язкість золи знижується, що сприяє витоку золи. Однак, якщо в'язкість золи занадто низька, вогнетривка цегла буде безпосередньо контактувати з високотемпературним газом, і ерозія та лущення посиляться; якщо робоча температура низька, в'язкість золи збільшується, що не сприяє потоку золи, і легко накопичувати шлак і блокувати рот шлаку. Тільки при роботі в межах оптимального діапазону в'язкості на поверхні вогнетривкої цегли може утворюватися певної товщини золошлакового захисного шару, який продовжує термін служби вогнетривкої цегли, не закупорюючи горловину шлаку. Тому, щоб запобігти розмиванню вогнетривкої цегли високотемпературним газом, необхідно підтримувати шар зольної плівки на поверхні вогнетривкої цегли. Таким чином, оптимальна робоча температура нового газифікатора з декількома соплами протилежно визначається відповідно до в’язкісно-температурних характеристик золи, а загальна в’язкість нижче 250P.
Причини роботи процесу
1. Вихід кисню з пальника необґрунтований. Нерозумна швидкість потоку кисню не тільки вплине на ефект розпилення, але й прискорить ерозію вогнетривкої цегли біля пальника. Контролюйте навантаження та тиск газифікатора, не змінюючи загальну структуру газифікатора. Відповідно до результатів і розрахунків експерименту з гарячою формою Східно-Китайського університету науки і технологій сформульовано робоче навантаження, що відповідає технологічним пальникам різних розмірів збірки при різних робочих тисках. Зробіть швидкість потоку кисню меншою або рівною 140 м/с.
2. Частий запуск і зупинка газифікатора призведе до різкої зміни температури печі, що спричинить різку зміну термічної напруги вогнетривкої вогнетривкої цегли, що призведе до появи тріщин у футерівці печі, посилення швидкості ерозії вогнетривкої вогнетривкої цегли та зниження терміну служби вогнетривкої цегли. Умови роботи повинні підтримуватися стабільними, щоб уникнути коливань і мінімізувати кількість часу запуску та зупинки газифікатора.
3. Робоча температура Робоча температура газифікатора, як правило, контролюється на рівні 50-100 градусів вище точки плавлення золи, щоб забезпечити повну газифікацію вугілля та безперебійне вивантаження шлаку. Якщо температура надто низька, зола та шлак не можуть бути скинуті гладко, що спричиняє блокування гирла шлаку; якщо температура занадто висока, зола та шлак посилять ерозію та проникнення вогнетривкої цегли. З кожним збільшенням робочої температури на 100 градусів швидкість ерозії вогнетривкої цегли зростатиме в 3-4 разів. Надмірна температура призведе до зменшення вмісту Cr2O3 у вогнетривкій цеглі, що призведе до пошкодження конструкції. Тому слід суворо контролювати робочу температуру. Нижня межа температури повинна бути вище температури, що відповідає в'язкості шлаку 250P; верхньою межею температури має бути температура, що відповідає в’язкості шлаку 30-50P, і слід уникати великих температурних коливань.
4. Робочий тиск. Коливання робочого тиску впливатимуть на з’єднання вогнетривкої вогнетривкої цегли, викликаючи газифікацію вогнетривкої вогнетривкої цегли та скорочуючи термін служби вогнетривкої вогнетривкої цегли. Тому, коли система запускається та зупиняється, вона повинна працювати відповідно до кривої підвищення та зниження тиску, щоб уникнути надто швидкого збільшення та зниження тиску; у нормальній роботі тиск має підтримуватися стабільним, щоб уникнути його коливань.
