Texaco氣化爐錐底磚使用壽命影響因素分析及對策

工業(yè)爐石油化工設備技術(shù),2014.35(4)●27●Petro-Chemical Equipment TechnologyTexaco氣化爐錐底磚使用壽命影響因素分析及對策李聿營(yíng)(中國石油化工股份有限公司齊魯分公司第二化肥廠(chǎng)，山東淄博255400)摘要:簡(jiǎn)要介紹了 齊魯分公司Texaco氣化爐錐底磚的結構特點(diǎn)以及使用情況,結合對錐底磚蝕損的機理分析,找出了耐火磚的材料性能、原料煤的質(zhì)量、氣化爐的操作工況、錐底磚的砌筑質(zhì)量以及工藝燒嘴、激冷環(huán)的運行狀況等方面是影響Texaco氣化爐錐底磚使用壽命的關(guān)鍵因素，并提出減少和控制錐底磚蝕損的對策措施。關(guān)鍵詞:Texaco氣化爐錐底磚 蝕損機理 使用壽命 影響因素對策Texaco水煤漿加壓氣化是潔凈煤氣化技術(shù).之一,具有高效、低污染、易自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn),核心設備-氣化爐是整個(gè)裝置中關(guān)鍵設備,其內襯耐火材料的質(zhì)量直接影響到氣化爐的操作穩定性和使用壽命,尤其是錐底耐火磚運行工況極其惡劣,圖1Texaco氣化爐錐底磚結構示意高溫(1 350 "C)、高壓(6. 5 MPa) ,強還原氣氛和表1錐底磚的成分及理化性能指標液態(tài)酸性排渣,伴隨著(zhù)固體、液體、氣體的高速沖刷，且在開(kāi)停車(chē)時(shí)有較大的溫度和壓力波動(dòng)等,導成分質(zhì)量組成理化性能指標致其使用壽命比較短,平均壽命在3 000~4 000Cr2O390. 280氣孔率，%15.2SiO20.074體積密度/(g.cm-3) 4. 34h。因此,有必要對錐底磚使用壽命的影響因素ZrO2 + HFO24.220常溫耐壓強度/MPa進(jìn)行深人的分析研究,找出減少和控制錐底磚蝕Fe2O30. 180耐火度/C≥1 800損的對策措施,延長(cháng)其使用壽命,實(shí)現煤氣化裝置的長(cháng)周期安全經(jīng)濟運行。1.2Texaco氣化爐錐底磚的使用情況分析1Texaco氣化爐錐底磚的結構特點(diǎn)及使用情況1.2.1運行工況分析1.1錐底磚的 結構特點(diǎn)Texaco氣化爐內水煤漿和純氧發(fā)生半氧化Texaco水煤漿氣化爐向火面耐火襯里主要還原反應,以制取合成氣;齊魯分公司煤氣化爐操有三部分組成:拱頂磚、筒體磚和錐底磚(如作壓力為6.5 MPa,操作溫度控制在1 350 C以圖1)。其中錐底磚位于燃燒室底部,通過(guò)激冷環(huán)下,人爐煤量為42 t/h,排灰渣量為4.2 t/h。錐與激冷室相連接,是熔渣和粗煤氣的排出通道;其底磚位于氣化爐的底部，高溫液態(tài)酸性熔渣伴隨主要作用是收集熔渣,保護托磚板和激冷環(huán)免受高流速粗煤氣體經(jīng)錐底排渣口出氣化爐燃燒室，熔渣的燒蝕磨損。由于錐底磚運行工況惡劣,更其使用條件最為苛刻，是蝕損最為嚴重的部位,且換頻繁,在結構設計上相對獨立,便于快速更換;在開(kāi)停車(chē)時(shí)有較大的溫度和壓力波動(dòng)。從與錐渣口采用三層“滴水檐”設計,對激冷環(huán)進(jìn)行有效收稿日期:2014-01-21.地隱蔽技術(shù)保護。齊魯分公司Texaco煤氣化爐錐底磚使用洛作者簡(jiǎn)介:李建營(yíng),男，1994年畢業(yè)于大連理工大學(xué)化工機械專(zhuān)業(yè).碩1中國煤化工工作,已發(fā)表論陽(yáng)耐火研究院90高鉻磚,其主要成分質(zhì)量組成及文10余篇，:YHCNMHG工程師。理化性能指標如表1。Email: qlehjdb@ 163. com.第35卷第4期李律營(yíng).Texaco氣化爐錐底磚使用壽命影響因素分析及對策●31.壓,并利用固溶反應,實(shí)現基質(zhì)與骨料的緊密結煤的灰熔點(diǎn)偏高,所以CaO含量也不宜過(guò)低。合,鎖住骨料顆粒,防止被沖刷流失,提高高鉻磚另外,穩定的煤質(zhì)可以避免氣化爐操作參數的熱態(tài)強度,抵抗高速熔渣和氣流沖刷磨損，減輕的頻繁調整,減少爐溫的大幅波動(dòng)，保證Texaco因外應力沖擊而導致的破壞;煤氣化爐的平穩運行,降低錐底磚承受的交變熱4)減少低溫相和玻璃相含量,提高晶粒間的應力引起的損傷,有效地延長(cháng)耐火材料的使用直接結合程度;合適的氧化鋯加人粒度和加入量，壽命。避免結構疏松,改善熱震的穩定性,減少由于熱應4.4 控制錐底磚的砌筑質(zhì)量力的作用而引起的剝落損傷;嚴格執行筑爐技術(shù)標準，重點(diǎn)關(guān)注砌筑過(guò)程5)選用施工性能好,粘結強度高和抗侵蝕性中的質(zhì)量控制要點(diǎn):能優(yōu)良的氧化鉻火泥,以減少灰縫處的沖蝕損傷。1)保證筑爐環(huán)境溫度不低于一5 C;4.2優(yōu)化工藝操作參數2)澆注料施工及耐火泥漿調制用水為飲用1)通過(guò)調整氧煤比,控制好氣化爐操作溫度水,水溫在10~25 C為宜;其pH值在7.0~7.5，在1300~1 350 C,比煤灰熔點(diǎn)高50 C,使耐火氯離子濃度不大于2.5 mg/L;磚表面能形成--層薄的熔渣,“以渣抗渣”增強錐3)耐火磚砌筑采用人工抹灰擠壓法,保證灰底磚抗沖蝕作用;同時(shí)要保持氣化爐內的氧化還縫均勻飽滿(mǎn);上下、內外層之間灰縫必須相互錯原性氣氛,避免過(guò)氧操作,降低熔渣對耐火磚的開(kāi),不允許出現內外貫通橫向連成直線(xiàn)的情況,上.侵蝕。下兩層磚不應有重縫;2)在保證工藝燒嘴結構尺寸符合設計要求4)嚴格控制以下參數:耐火磚橫向灰縫≤的前提下,控制工藝燒嘴中心氧的比例在17. 5%1.0 mm,豎向灰縫≤1.8 mm,同心度土5 mm。.左右,在保證燒嘴的壓差和霧化效果的同時(shí),隨燒5結誤嘴運行時(shí)間逐步降低中心氧比例,可以避免火焰通過(guò)對錐底磚的蝕損機理的研究,找到了影過(guò)長(cháng)引起的錐底溫度升高,減輕對錐底磚的燒蝕。響其使用壽命的關(guān)鍵因素,從提高錐底耐火磚的3)改善激冷水質(zhì),降低激冷水中灰渣固體顆使用性能、選擇合適的煤種、優(yōu)化工藝操作參數以.粒含量,減少對激冷環(huán)的沖刷磨損,確保激冷環(huán)長(cháng)及控制砌筑施工質(zhì)量等幾個(gè)方面加以改進(jìn),使錐周期運行;控制好激冷水系統的pH值,降低系統底磚的使用壽命超過(guò)4 500 h,不斷提高Texaco總堿度,減少Ca2+、Mg2+生成CaCO3、MgCO3，煤氣化裝置長(cháng)周期穩定經(jīng)濟運行的水平。減緩激冷水系統的結垢,確保激冷水量穩定。4)嚴格控制氣化爐的生產(chǎn)負荷,在不影響正參考文獻:常運行的條件下,盡量降低操作溫度;通過(guò)延長(cháng)工[1] 王剛，方旭,孫紅剛，等.改善水煤漿氣化爐內襯耐藝燒嘴、激冷環(huán)的使用壽命,以及控制激冷水系統火材料抗侵蝕性能的探討[J].煤化L,2009,(4):的結垢堵塞,減少氣化爐開(kāi)、停車(chē)次數,減輕錐底45-47磚在使用過(guò)程中受到的熱沖擊而造成熱震損壞。[2] 尹潤生,朱德先,耿可明,等，水煤漿氣化爐內襯熱面高鉻材料的選擇[J].耐火材料,2009,43(1):73-4.3選擇合適的煤種灰分含量、灰熔點(diǎn)及粘溫特性是Texaco煤[3]' 羅慶洪.德士古氣化爐耐火磚壽命損耗模式分析氣化工藝原料煤最關(guān)鍵的控制因素,決定了氣化[J].西部煤化工,2004.(1):19-21爐的溫度控制、排渣性及耐火磚的長(cháng)周期使用等。4] 宋林喜.水煤漿氣化操作條件對高鉻耐火材料的影灰分含量低、灰熔點(diǎn)低、粘溫性好的煤比較適合響[J].耐火材料,2001 ,35(3):155-157Texaco水煤漿氣化工藝。另外，爐渣中的CaO[5] 王文西,耿可明,潘俊,等.使用條件對氣化爐內襯對耐火磚的侵蝕相對其他氧化物較為突出,考慮材料壽命的影響[J].大氮肥,2008,31(6) :367-370選擇煤中CaO含量低的煤種,尤其選擇CaO含[6] 邵明才水煤漿加壓氣化爐耐火磚的探討CJ].煤量比較低的優(yōu)質(zhì)煤,但煤中CaO含量低又會(huì )導致.礦現代化中國煤化工TYHCNMH G.