氣化爐耐火磚損毀蝕損的原因
由于向火面的耐火磚長期與爐內(nèi)高溫、熔渣以及一些還原性介質(zhì)接觸、難以避免熔渣向耐火磚的滲透。尤其當(dāng)氣化爐內(nèi)溫度出現(xiàn)波動,造成耐火磚表面的固定渣層消失,氣化爐內(nèi)的高速氣流夾帶的煤灰顆粒和熔渣便會沖刷向火面耐火磚,長期運行后,耐火磚的組成及結(jié)構(gòu)勢必會發(fā)生一些變化。影響耐火磚蝕損程度的因素主要包括:化學(xué)侵蝕、氣流沖蝕與熔渣磨損、熱應(yīng)力破壞后兩者是耐火磚蝕損的根本原因,而化學(xué)侵蝕會在一定程度上加劇由其引起的蝕損。
①化學(xué)侵蝕:煤的灰分中主要含有Si、AL、Ca、Fe及其他微量金屬鹽類,煤種不同,熔渣中各類組分(SiO2、AL2O3、TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O)的含量也就不盡相同。高溫條件下,磚體中的金屬氧化物Cr2o3、AL2O3會與熔渣中存在的CaO、Fe2O3、MgO、SiO2等形成熔點較低的化合物。這些低熔點化合物可以通過耐火磚固有的氣孔、晶格及液相空間滲入磚體內(nèi)部,在熱應(yīng)力及機械應(yīng)力作用下繼續(xù)擴大通道的面積和深度。滲入磚體中的灰渣成分不可能與向火面磚中Cr2I3骨架完全相同,不同成分的熱膨冷縮作用會導(dǎo)致在氣化爐降溫或升溫過程中將向火面磚的表層撐掉,造成剝離。
②氣流沖蝕與熔渣磨損:氣化爐內(nèi)的氣流速度較高,會夾帶灰渣顆粒直接沖刷和磨損爐壁,熔渣在耐火襯里的表面流動會形成剝離作用,這些均會導(dǎo)致耐火磚的損壞。耐火磚受損部位的分布與爐內(nèi)流場的分布關(guān)系密切,而爐內(nèi)流場與氣化爐燒嘴的結(jié)構(gòu)尺寸以及煤漿與氧氣的混合物所形成的霧化效果有關(guān)燒嘴的霧化角度越大,氣流及熔渣對爐壁耐火磚的沖刷就越嚴(yán)重,而且會發(fā)生頗為嚴(yán)重的燒蝕現(xiàn)象。此外,灰渣中CaO含量對耐火磚的蝕損也有較為明顯的影響。若熔渣中CaO含量較多,則熔渣的熔點偏低,不易在耐火磚的表面形成附著的穩(wěn)定的渣層,進而難以實現(xiàn)“以渣抗渣”的目的:但是熔渣中CaO含量過低,那么煤的灰熔點則偏高,這將影響氣化操作溫度。
③ 熱應(yīng)力劈壞無論事故引起的停車或正常檢修停車,都會對氣化爐的溫度造成很大波動。由于各層磚的升溫速率、膨脹系數(shù)、所受約束和阻力均不同,的環(huán)向和垂直方向均會有應(yīng)力產(chǎn)生。當(dāng)應(yīng)力大于向火面耐火磚的強度時,會導(dǎo)致耐火磚邊角處出現(xiàn)裂紋,并進一步導(dǎo)致熔渣的滲入,在磚體裂紋處形成滲透層。由于熔渣與耐火磚在膨脹系數(shù)等諸多物理化學(xué)性質(zhì)方面的差異,二者之間也會產(chǎn)生應(yīng)力,溫度的改變可能導(dǎo)致熔渣滲透層出現(xiàn)玻璃甚至整體脫落。