多噴嘴對置式氣化爐爐口塞的設計優(yōu)化與改造應用

2009年4月大氛配Apr.2009第32卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVvl.32No.2多噴嘴對置式氣化爐爐口塞的設計優(yōu)化與改造應用臧新民(山東華魯恒升化工股份有限公司,山東德州,253024)摘要多噴嘴對置式氣化爐的爐頂封堵磚一爐口塞嚴重制約著(zhù)氣化爐的長(cháng)周期運行,通過(guò)設計優(yōu)化提高了爐口塞的壽命,解決了制約氣化爐運行周期的問(wèn)題。關(guān)鍵詞多噴嘴對置式氣化 氣化爐爐口塞 優(yōu)化設計多噴嘴對置式水煤漿加壓氣化是我國擁有自主知識產(chǎn)權的氣化技術(shù)，噴嘴為4只水平兩兩對置分布,采用預膜式結構,其霧化夾角大,霧化效| 輕質(zhì)澆注料輕質(zhì)澆注料果好,又因采用對撞方式,其混合更加充分。通過(guò)15800h的實(shí)踐運行,該技術(shù)不但提高了有效氣體上層鋯鉻磚成分,而且反應完全,灰渣殘碳含量低,碳轉化率小d重質(zhì)澆注料TT高,單位煤漿產(chǎn)氣量也較單噴嘴氣化爐高。由于下層鋯鉻磚氣化爐拱頂封堵結構是殼體內澆注成型的,難以養護，使用時(shí)間短,不能重復使用,嚴重制約著(zhù)裝改造前澆注料封堵結構改造后異型磚封堵結構置的長(cháng)運行周期,影響著(zhù)經(jīng)濟效益。因此,對該氣圖1改造 前后封堵結構化爐拱頂結構進(jìn)行改造勢在必行。1現狀多噴嘴對置式氣化爐設備內徑φ1676 mm,燃燒室砌體高度6735mm,殼體采用80mm厚的SA387耐熱鋼,砌有556mm厚的高級耐火材料,以保護殼體,降低壁溫。該爐型頂部為預熱燒嘴，圖2改造前使用1個(gè)周期的封堵結構(整體)氣化爐運行時(shí)撤掉燒嘴,將爐口封堵嚴密。原設計采用的拱頂封堵一爐口 塞結構:在圓筒形金屬殼體內下部澆注重質(zhì)澆注料，上部澆注輕質(zhì)澆注料,內部分層配置保溫釘,如圖1所示。由于澆注料是在殼體內澆注成型,難以進(jìn)行養護,同時(shí)由于澆注料的含水量較大,易形成氣孔、氣泡，降低強度。該結構的爐口塞使用時(shí)間僅有7d左右，圖3改造前使用1個(gè)周期的封堵結構(端部)時(shí)間略長(cháng)拱頂就會(huì )出現超溫現象,而且該結構的中國煤化工。:00.020爐口塞不能重復使用,每次拔出后發(fā)現澆注料強MYHC N M H G專(zhuān)學(xué)歷， 工民建專(zhuān)業(yè)，度很低,鋼筋也被燒蝕,幾乎碳化,殼體嚴重燒損，工程師,國家-級注冊監理工程師.現在山東華魯恒升化工股份必須進(jìn)行更換。改造前使用1個(gè)周期的封堵整體有限公司設備動(dòng)力處工作。聯(lián)系電話(huà): 0534-2465141.2465116;和端部結構如圖2和3所示。13396276107。.136大氛阻2009年第32卷2原因分析好地考慮了熱膨脹,預留了膨脹縫,并在底部設置原設計的該封堵結構是在圓筒形金屬殼體內外翻突體,蓋過(guò)殼體,起到保護作用,金屬殼體材配置Cr2sNiza或0CrgNig耐熱鋼筋并澆注耐火澆注質(zhì)要求較低。料,僅考慮到便于施工的因素。事實(shí)上采用該結構澆注成型的形式,它的很多缺點(diǎn)被忽略:①現場(chǎng)澆注的結構,澆注料本身的特點(diǎn)決定了其含水量較高,在較短的時(shí)間內溫度驟然升溫至1350C以上,大量的水分只能從一個(gè)方向涌出,易形成氣孔，從而降低其高溫耐壓強度;造成澆注料崩落，影響生產(chǎn)運行。②澆注料澆注在圓筒形金屬殼體圖4改造后使用 1個(gè)周期異型磚封堵結構(整體)內,很難養護。③重質(zhì)澆注料內部配置較多的保溫釘,其熱膨脹系數與澆注料差別較大,易導致澆4性能對比注料裂紋。④澆注料與金屬殼體間緊密結合,沒(méi)這種機制成型、高溫燒結的封堵磚與原磚相有間隙，制約澆注料的膨脹。⑤圓筒形金屬殼體比,具有以下優(yōu)點(diǎn):端部向火面與澆注料平齊,很容易被燒壞脫落,從1)制造于專(zhuān)業(yè)耐火材料廠(chǎng), 經(jīng)過(guò)上千噸的壓而使得澆注料崩落。力機壓成型，常溫耐壓強度非常高,通常都在100MPa以上,具有較高的機械強度。其高溫性能3改進(jìn)措施根據上述情況，提出并設計了一種新型的異好,具有較強的抗熔渣侵蝕的能力,體積密度達到型磚封堵結構。該新型封堵結構應用長(cháng)達2個(gè)4.26g/cm3 ,是澆注料的1.5倍以上。2)由于經(jīng)過(guò)高溫燒結,已有的游離水和結晶月,從拔出的封堵磚觀(guān)察,向火面完整、光滑、強度水大部分被排出,晶相變化也已趨于穩定。高(圖4),從根本上解決了此前由于封堵磚超溫3)該結構磚的鉻含量(Cr203≥86%)遠高于導致一周一停車(chē)的狀況。該結構“一種氣化爐爐澆注料(Cr203≥12%)?？谌币勋@得國家知識產(chǎn)權局頒發(fā)的實(shí)用新型專(zhuān)4)使用周期超過(guò)1個(gè)月,并可循環(huán)使用,一利。具體改進(jìn)措施如下:①下部用高溫燒結、機制般使用2~3個(gè)周期。成型的封堵磚代替澆注料。②封堵磚與掛鉤鋼筋5)不需烘爐養護,直接裝配使用,方便快捷。及殼體間設置1mm的膨脹縫,并用耐火泥漿封從2005年5月采用該結構的封堵磚以來(lái),近好。③圓筒形金屬殼體端部比封堵磚的向火面短3a運行實(shí)踐證明，它比澆注料的型式優(yōu)越得多，50 mm,同時(shí)封堵磚向外翻起突邊，蓋過(guò)殼體，很好完全能夠滿(mǎn)足氣化爐的運行周期要求,值得推廣地保護了金屬殼體不被過(guò)早燒壞脫落。④由于較應用。DESIGN OPTIMIZATION AND REVAMP OF TOP EXIT PLUG FORGASIFIER WTTH OPPOSED NOZZLESZang Xinmin( Shandong Hualu Hengsheng Chemical Co.，Ltd. ，Dezhou ,253024)Abstract The top exit plug, blocking brick, of the gasifier with opposed nozzles seriously re-stricted long tem operation of the gasifier. The life of the top exit plug was prolonged through designoptimization, solving the problem restricting operating中國煤化工Key words: gasifier with opposed nozzles, gasifie:HC N M H Gmization