耐火材料：氣化爐內襯概況、損壞原因及如何延長壽命！

TOP耐火材料窯爐應用技術頻道開講啦，今天給大家分享的是關于氣化爐內襯概況、損壞原因及如何延長壽命的知識。
1、氣化爐用高鉻耐火材料的發展概況在過去，對水煤漿氣化爐用高鉻耐火材料進行研究的主要是美國、德國、法國等，并且主要從研究煤熔渣特性開始，因為水煤漿氣化爐的操作溫度通常比煤的灰熔點高50~100℃ ，氣化爐運行過程中大部分爐渣為液態。煤熔渣的堿度一般為0.4~1.0。Lim發現，對于該堿度范圍的煤熔渣，不同氧化物在其中的溶解度見圖1，以Cr2O3的溶解量為最少，表明Cr2O3材料對煤熔渣的抗侵蝕性能比較優異。文獻中報道了煤灰渣對不同Cr2O3含量的耐火材料的侵蝕速率(見圖2)。隨著耐火材料中Cr2O3含量的增加，煤灰渣對耐火材料的侵蝕速率逐漸減小。曾采用鉻鐵礦與燒結鎂砂為原料制取含Cr2O3耐火材料，但抗渣試驗表明，該材料的抗煤灰渣侵蝕性較差，這主要是因為其中所含的Fe2O3的體積膨脹效應致使耐火材料出現嚴重開裂。
20世紀80年代初期，奧地利Radex公司首先開發出一種鎂鉻尖晶石磚。與常規的鎂鉻磚不同，該磚采用高純Cr2O3和高純鎂砂替換鉻礦和燒結鎂砂。  由于采用了高純原料，該磚的常溫耐壓強度適中，高溫性能優良，尤其是高溫壓蠕變率很低;在Texaco工藝示范裝置上試用表明，該磚蝕損率較低，但在使用過程中還是容易出現因過度膨脹而開裂的現象。
繼鎂鉻尖晶石材料之后，法國SAVOIE公司相繼開發了 Cr2O3-Al2O3-ZiO2-SiO2和Cr2O3-Al2O3-  ZiO2系材料。Cr2O3-Al2Os-ZrO2-SiO2材料因含有相當數量的SiO2，大大弱化了該材料的抗渣侵蝕性。20世紀80年代后期，開始全面推廣應用Cr2O3-AI2O3-  ZrO2材料，其Cr2O3質量分數由80%提高到85% ~ 90% ，主要有CRB-86和CRB-90兩個牌號。
在我國，隨著水煤漿加壓氣化技術的大量引進，昂貴的進口高鉻耐火材料亟需國產化。因此，我國在20世紀90年代初開始加大了氣化爐用Cr2O3-Al2O3  -ZrO2材料的研發力度，并于20世紀90年代末期獲得成功，實現了氣化爐用高鉻耐火材料的完全國產化。目前，國產高鉻耐火材料的使用壽命達18000 h  甚至20000 h以上，侵損速率(0.004 mm •h-1)僅是進口高鉻耐火材料的1/7，并且價格只有進口產品的二分之一。
2、氣化爐用耐火磚損壞原因分析針對氣化爐耐火磚的使用環境及使用情況，對其損蝕原因分析如下:
1)熔渣的侵蝕物中含有的Si、Al、Ca、Fe及其它微量金屬鹽類構成了侵蝕物的成分，不同的煤種可形成不同種類的熔渣，熔渣通過對磚的滲透、熔解并與耐火磚的成分形成低熔點化合物，改變了磚的組成，低熔點化合物不斷地被沖刷，導致耐火磚不斷被熔解、滲透，從而被逐漸剝蝕，由氣流夾帶進入激冷室，形成灰渣。2)熱應力的破壞由于耐火磚的規格及尺寸存在著溫度梯度及爐殼的抑制作用，使耐火磚產生環向應力，另外，耐火磚的不同成分其膨脹系數不同，也會在磚的內部產生不同的熱應力，頻繁開停車導致爐溫的大幅波動，也會使耐火磚的熱應力發生急劇的變化而導致磚的表面產生裂紋，使耐火磚不斷被損蝕。3)操作工況的影響操作工況不穩定如頻繁開停車、溫度壓力波動及一些操作失誤也會加劇耐火磚的損蝕，隨著操作溫度的升高，耐火磚的損蝕率將會增大。4)其它因素的影響由于煤種的不穩定，導致渣的成分發生變化;燒嘴的裝配尺寸不合格，致使煤漿霧化效果不好;燒嘴在使用后期，盤管泄漏;爐磚筑砌質量較差等其它因素也改變耐火磚的使用狀況。
3、如何延長氣化爐耐火材料的使用壽命?氣化爐用耐火材料的壽命主要與其質量、砌體結構和施工質量以及操作上的維護保養有關。要延長耐火材料使用壽命首先要把好耐火磚質量關。氣化爐用耐火材料各層有不同的使用要求，各層耐火磚應在經濟合理的原則下滿足這些要求。整個爐中磚型較多，各部位耐火磚尺寸要符合設計要求，表面要平整，盡量減少現場加工量。砌體結構要合理，施工要精良。要求磚縫小穩定性好，支承結構和膨脹縫留得適當，能經受溫度、壓力的突然變化。操作管理上應做到1、噴嘴適用。霧化角要適宜，以免火焰沖刷耐火砌體而導致損壞。2、升溫嚴格。新砌筑的爐子要嚴格按照升溫曲線的要求，有控制地逐步升溫烘烤，以免砌體因劇烈脫水劇烈脹縮而損壞。3、減少開停。盡量避免或減少不必要的開停次數，并實現前后工序均衡生產，以減少急冷急熱和壓力變化造成的耐火磚損壞。4、 調節平穩。爐溫爐壓的升降力求平穩，嚴禁超溫超壓，切忌急升急降。因為各層磚的溫度變化總是滯后于爐膛溫度的，越靠外層溫度變化越慢，如果短時間內爐膛溫 度劇烈變化，磚層之間會因溫差太大產生巨大的內應力而造成耐火磚和磚縫破裂。壓力的突升突降會使耐火磚因各層磚間氣體壓力來不及平衡，壓力差增大而被破 壞。爐溫爐壓嚴重波動口于可能導致整個耐火砌體的崩塌。5、 防止水激。紅熱的耐火磚突然受水冷激會爆裂，因而應嚴防帶水入爐。氣化爐進水的原因大致是：鍋爐副產蒸汽帶水、重油帶水和噴嘴冷卻夾套漏水，急冷室或水氣 分離器水位過高，在突然停車時倒入爐內，氣化爐出口管采用水冷套管的流程，倘出口管燒裂，則停車卸壓時冷卻水倒入爐內。
綜上所訴，上面就是TOP耐火材料窯爐應用技術小編整理的關于氣化爐內襯概況、損壞原因及如何延長壽命相關內容，歡迎關注耐材廠家技術頻道。