การวิเคราะห์องค์ประกอบหลายประการของความเสียหายของวัสดุทนไฟวัสดุบุผิวในเครื่องทำก๊าซผสมน้ำผสมถ่านหิน

ในปัจจุบัน ภาระการดำเนินงานของหน่วยการทำให้เป็นแก๊สในสารละลายน้ำถ่านหินโดยทั่วไปอยู่ที่ 95 เปอร์เซ็นต์ ~ 110 เปอร์เซ็นต์ และการดำเนินการที่มีภาระสูงมีผลกระทบอย่างมากต่อระบบ จากการดำเนินการเมื่อเร็วๆ นี้พบว่าเนื่องจากโหลดเครื่องเติมแก๊สเพิ่มขึ้นเป็น 15 เปอร์เซ็นต์ อายุการใช้งานของอิฐทนไฟจึงสั้นลงอย่างมาก และอายุการใช้งานของอิฐทรงกระบอก A/B gasifier (อิฐช่องเผา - K) เหลือเพียง ประมาณ 3,700 ชม. และเมื่อเปลี่ยนอิฐทนไฟจะเหลือน้อยกว่า 1/3 ของทั้งหมด (ผู้ผลิตอิฐทนไฟต้องการให้เปลี่ยนอิฐทนไฟเมื่อเหลือ 1/3) และอิฐทนไฟได้รับความเสียหายอย่างหนัก .

การวิเคราะห์อย่างครอบคลุมเพื่อยืดอายุการใช้งานของอิฐทนไฟควรปรับเปลี่ยนจากประเด็นต่อไปนี้

โครงสร้างสนามการไหล

อย่างที่เราทราบกันดีว่า คุณภาพของเอฟเฟกต์การทำให้เป็นละอองนั้นพิจารณาจากความเร็วและมุมของวัสดุที่ออกจากหัวเผา ซึ่งออกซิเจนหลักมีบทบาทสำคัญ อิฐทนไฟทำให้เกิดการกัดเซาะอย่างรุนแรง ขอแนะนำว่าอัตราการไหลของออกซิเจนหลักของหัวเผาอยู่ในช่วงตั้งแต่ 120 ถึง 150 เมตร/วินาที

ข้อมูลที่ผู้ได้รับสิทธิบัตรระบุไว้คือ อัตราการไหลของออกซิเจน 8949 ลบ.ม./ชม. สอดคล้องกับแรงดันแก๊สซิไฟเออร์ 6.3 เมกะปาสคาล อัตราการไหลของออกซิเจนหลัก 130 ม./วินาที และอัตราการไหลของออกซิเจนส่วนกลาง 120 ม./วินาที ด้วยความเข้มข้นของสารละลายถ่านหินที่เพิ่มขึ้น อัตราการไหลของออกซิเจนของเตาเผา C สูงถึง 9600 ลบ.ม./ชม. เพื่อให้แน่ใจว่าอัตราการไหลของออกซิเจนหลักอยู่ในช่วงที่แนะนำ แรงดันแก๊สซิไฟเออร์ที่สอดคล้องกันควรเป็น 6.8MPa แต่ถังแรงดันไม่อนุญาตให้ใช้แรงดันเกิน ไม่สามารถทำได้ (แรงดันปัจจุบันคือ 6.5MPa)

ตามพารามิเตอร์การทำงานปัจจุบัน มีการคำนวณว่าอัตราการไหลของออกซิเจนหลักสูงถึง 145m/s และอัตราการไหลของออกซิเจนส่วนกลางคือ 114m/s (เงื่อนไขการคำนวณ: มุมการดีดวัสดุ 50 องศา อุณหภูมิ 22 องศา อัตราส่วนออกซิเจนส่วนกลาง 16.6 เปอร์เซ็นต์ ). เนื่องจากความแตกต่างของหัวเผาแต่ละอัน จึงมีความเบี่ยงเบนบางอย่างในความเร็วการไหล แต่ช่วงของการเบี่ยงเบนน้อยกว่า 5 เมตร/วินาที ในระหว่างการดำเนินการหน่วยแก๊สซิฟิเคชันของบริษัทแห่งหนึ่ง อิฐทนไฟได้รับความเสียหายอย่างหนักเมื่ออัตราการไหลของออกซิเจนหลักอยู่ที่ 95 ม./วินาที และ 145 ม./วินาที ตามเงื่อนไขปัจจุบัน เมื่อระบบโหลดถึง 110 เปอร์เซ็นต์ อัตราการไหลของออกซิเจนหลักจะสูงถึง 148m/s ซึ่งเบี่ยงเบนอย่างมากจากดัชนีกระบวนการ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นในฤดูร้อน อัตราการไหลของออกซิเจนหลักจะเปลี่ยนแปลงมากขึ้น (ดูตารางที่ 1 สำหรับความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันระหว่างอัตราการไหลของออกซิเจนกับอุณหภูมิของท่อส่งออกซิเจนและความดันของแก๊สซิไฟเออร์)

ตามการคำนวณอุณหภูมิท่อส่งออกซิเจนในปี 2014 (อุณหภูมิสูงสุดในฤดูร้อนคือ 37 องศา และอุณหภูมิต่ำสุดในฤดูหนาวคือ 17 องศา) ในฤดูร้อน อัตราการไหลของออกซิเจนหลักจะสูงถึง 16 เมตร/วินาที ในปี 2014 เตาเผา A ทำงานตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึงตุลาคม โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นฤดูกาลที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น ในขณะที่เตาเผา B มีเวลาเดินเครื่องตั้งแต่เดือนสิงหาคมถึงธันวาคม และอุณหภูมิขณะเดินเครื่องก็ต่ำลง เตา A ทำงานเป็นเวลา 3,716 ชั่วโมงในสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิสูง ในขณะที่เตา B ทำงานได้เพียง 1,960 ชั่วโมงในสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิสูง ภายใต้สภาวะการทำงานเดียวกัน อัตราการไหลของออกซิเจนหลักของเตา A เร็วกว่าของเตา B 10 เมตร/วินาที เมื่อเปลี่ยนอิฐทนไฟ พบว่าความหนาของอิฐทนไฟที่เหลืออยู่ในเตา B สูงกว่า 3 ซม. ที่อยู่ในเตาเผา ก.

ในเดือนกันยายน 2012 เครื่องผลิตก๊าซทำงานที่โหลด 100 เปอร์เซ็นต์ อัตราการไหลของออกซิเจนสูงสุดคือ 8800m³/h ความดันของระบบถูกควบคุมที่ 6.5MPa และอัตราการไหลของออกซิเจนหลักถูกควบคุมที่ 120~125m/s ผลของอิฐทนไฟนั้นดี เนื่องจากการรับน้ำหนักของระบบในช่วงแรกต่ำ อิฐทนไฟจึงมีการสึกกร่อนน้อยกว่า ตั้งแต่เริ่มดำเนินการไปจนถึงการเปลี่ยนอิฐทนไฟในเตาเผา C เป็นครั้งแรก ภาระโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 95 เปอร์เซ็นต์ ~105 เปอร์เซ็นต์ และอายุการใช้งานของอิฐทรงกระบอกถึง 10,000ชม.

จะเห็นได้จากการใช้งานจริงว่าอัตราการไหลของออกซิเจนหลักสูง อิฐทนไฟสึกกร่อนอย่างรุนแรง และอายุการใช้งานสั้นลง จากการวิเคราะห์ อัตราการไหลของออกซิเจนสามารถลดลงได้อีกโดยการเปลี่ยนขนาดของหัวเผาเท่านั้น

อุณหภูมิในการทำงาน

อุณหภูมิในการทำงานที่เหมาะสมเอื้อต่อการก่อตัวของฟิล์มตะกรันบนอิฐทนไฟที่ผนังด้านในของแก๊สซิไฟเออร์เพื่อป้องกันอิฐทนไฟ เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่า เหนืออุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสม อัตราการสึกกร่อนของอิฐโครเมียมสูงจะเพิ่มขึ้น 4 เท่าสำหรับทุกๆ 100 องศาที่เพิ่มขึ้น จุดหลอมเหลวเถ้าของถ่านหินเพิ่มขึ้น และอุณหภูมิในการทำงานที่สอดคล้องกันของเครื่องผลิตแก๊สจะเพิ่มขึ้น จุดหลอมเหลวเถ้าของถ่านหินถูกกำหนดโดยสัดส่วนของสารที่เป็นกรดและด่างในถ่านหิน อัลคาไลน์ออกไซด์มีผลทำให้จุดหลอมเหลวของเถ้าถ่านหินลดลง ยิ่งมีอัลคาไลน์ออกไซด์มากเท่าใด จุดหลอมเหลวของเถ้าก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม อัตราการสึกกร่อนที่เร็วที่สุดของอิฐทนไฟมักจะเป็นอัลคาไลน์ออกไซด์ (อัตราการสึกกร่อนของแคลเซียมออกไซด์ต่ออิฐทนไฟจะมากกว่าเหล็กออกไซด์) ดังนั้นในการผลิตก๊าซซิฟิเคชัน ไม่ใช่ว่าจุดหลอมเหลวของเถ้ายิ่งต่ำเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น . โรงงานและบริษัทของเราเป็นประเภทเดียวกัน การบรรทุกไม่แตกต่างกันมากนัก การไหลของออกซิเจนอยู่ที่ประมาณ 10,000 ลบ.ม./ชม. จุดหลอมเหลวเถ้าของถ่านหินดิบที่ใช้คือ 1,180 องศา และอุณหภูมิในการทำงานคือ 1,250 องศา ในปัจจุบัน อุณหภูมิการทำงานของเครื่องผลิตแก๊สของบริษัทเราอยู่ที่ 1320~1350 องศา เมื่อเปรียบเทียบกับจุดหลอมเหลวเถ้าของถ่านหินดิบที่บริษัทของเราใช้นั้นต่ำกว่ามาก และยังมีที่ว่างสำหรับลดอุณหภูมิในการทำงาน แม้แต่อุณหภูมิในการทำงานหลังการผสมถ่านหินก็ควรจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1250 องศา ดังนั้น บริษัทของเราสามารถลดอุณหภูมิเตาเผาปัจจุบันลงได้ 30~50 องศา เพิ่มปริมาณก๊าซที่มีประสิทธิภาพในก๊าซได้ 0.5 เปอร์เซ็นต์ ปริมาณ CO₂ ที่ 16.5 เปอร์เซ็นต์ และปริมาณมีเทนที่ 900×10⁻⁶

นอกจากนี้ยังมีความไวต่อความแตกต่างของแรงดันที่พอร์ตตะกรันมากเกินไประหว่างการทำงาน เมื่อพบว่าความแตกต่างของความดันที่พอร์ตตะกรันเพิ่มขึ้น อัตราการไหลของออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นแบบสุ่มสี่สุ่มห้า และอัตราการไหลของออกซิเจนเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิของเตาเผาเพิ่มขึ้น ตอนนี้เพิ่มออกซิเจน 1 ตัว (16 ลบ.ม.) ในแต่ละหัวเผา อุณหภูมิในการทำงานของแก๊สซิไฟเออร์จะเพิ่มขึ้น 5 องศา การเพิ่มออกซิเจน 5 ตัวหมายความว่าอุณหภูมิของเตาจะเพิ่มขึ้น 20~30 องศา และอัตราการสึกหรอของอิฐทนไฟหลังจากผ่านไป 8 ชั่วโมง ลักษณะการทำงานเหมือนกับอิฐทนไฟชนิดไม่มีออกซิเจน ปริมาณการสึกหรอ 2d

วิธีตัดสินว่าข้อบ่งชี้ของความแตกต่างของแรงดันที่ทางออกของตะกรันเป็นจริงหรือไม่ คุณสามารถอ้างอิงการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์กระบวนการอื่นๆ และทำการวิเคราะห์อย่างครอบคลุม เพื่อที่จะตัดสินความแตกต่างของแรงดันที่เกิดขึ้นจริงที่ทางออกของตะกรันได้อย่างถูกต้อง

พอร์ตของตะกรันถูกปิดกั้น ความแตกต่างของความดันของพอร์ตตะกรันจะเพิ่มขึ้น และเวลาตอบสนองรองจะนานขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาณ CO ในขั้นตอนการเติมออกซิเจนให้กับความแตกต่างของความดันพอร์ตตะกรันหลายครั้ง พบว่าแม้ว่าความแตกต่างของความดันพอร์ตของตะกรันจะเพิ่มขึ้น แต่ปริมาณ CO ไม่เพิ่มขึ้น แต่ปริมาณ CO2 ใกล้เคียงกับ 18 เปอร์เซ็นต์ ตามองค์ประกอบของก๊าซ แรงดันพอร์ตตะกรันสามารถตัดสินได้ ความแตกต่างไม่ได้เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ไม่ว่าความแตกต่างของแรงดันของพอร์ตตะกรันจะเพิ่มขึ้นหรือไม่ก็สามารถตัดสินได้โดยพิจารณาจากความแตกต่างของแรงดันของถังล็อค ความแตกต่างของแรงดันระหว่างถังล็อคกับแก๊สซิไฟเออร์ และระดับของเหลวของแก๊สซิไฟเออร์ . เมื่อตะกรันอุดปากแล้วจริงๆ ควรทำให้เย็นลงทันเวลาหลังการรักษาตามปกติ โดยทั่วไป การดำเนินการระบายความร้อนสามารถทำได้ 8 ชั่วโมงหลังจากความแตกต่างของความดันที่พอร์ตตะกรันกลับสู่ปกติ โปรดทราบว่าการระบายความร้อนไม่ควรช้าเกินไป เนื่องจากกระบวนการทำความเย็นดำเนินต่อไปนานเกินไป ซึ่งจะทำให้อิฐทนไฟสึกหรอมากขึ้น หากระบบด้านหลังมีความผันผวนของแรงดันระบบควบคุมมากเกินไป สถานการณ์นี้จะทำให้อิฐทนไฟหลุดเป็นก้อน

คุณภาพถ่านหิน

ถ่านหินบางประเภทไม่เหมาะสำหรับเครื่องสร้างแก๊ส สรุปจากประสบการณ์จริงหลายปี สรุปได้ว่าในกระบวนการผสมถ่านหิน ความแตกต่างระหว่างจุดหลอมเหลวเถ้าของถ่านหินสองก้อนควรน้อยกว่า 100 องศา เพราะยิ่งความแตกต่างของจุดหลอมเหลวเถ้าของถ่านหินทั้งสองยิ่งมาก ยิ่งส่งผลกระทบต่อแก๊สซิไฟเออร์มากขึ้นเท่านั้น เมื่อความแตกต่างระหว่างจุดหลอมเหลวเถ้าของถ่านหินทั้งสองก้อนมากเกินไป เนื่องจากปริมาณคาร์บอนในถ่านหินที่ไม่สอดคล้องกัน อุณหภูมิในเครื่องผลิตก๊าซจะผันผวนอย่างมาก และองค์ประกอบของก๊าซก็จะผันผวนอย่างมากเช่นกัน เมื่อคุณภาพถ่านหินเปลี่ยนแปลง ปริมาณคาร์บอนในถ่านหินจะเปลี่ยนไป และเมื่อปริมาณคาร์บอนลดลง อัตราส่วนออกซิเจนต่อถ่านหินที่แท้จริงของ Gasifier จะเพิ่มขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่อัตราการไหลของออกซิเจนดั้งเดิมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ฟิล์มตะกรันของอิฐทนไฟค่อนข้างบางซึ่งไม่สามารถป้องกันผลกระทบที่สอดคล้องกันบนอิฐทนไฟซึ่งจะทำให้การสึกกร่อนของอิฐทนไฟแย่ลง เมื่อคุณภาพถ่านหินเปลี่ยนแปลง ความเข้มข้นของสารละลายถ่านหินจะเปลี่ยนก่อนที่สภาวะการทำงานของเครื่องผลิตก๊าซเป็นเวลา 8 ชั่วโมง เมื่อความหนืดและความเข้มข้นของสารละลายถ่านหินเปลี่ยนแปลงอย่างมาก (ความลื่นไหลของสารละลายถ่านหินเปลี่ยนแปลง) ผู้ปฏิบัติงานควรให้ความสนใจกับความแตกต่างของความดันในช่องปากของตะกรันและการเปลี่ยนแปลงของตัวอย่างตะกรัน

โหลดการผลิต

การเปลี่ยนแปลงของปริมาณการผลิตจะส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของอิฐทนไฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเริ่มต้นและหยุดทำงาน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในเครื่องผลิตแก๊สซิไฟเออร์และการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศโดยรอบจะส่งผลกระทบร้ายแรงต่ออายุการใช้งานของอิฐทนไฟ และอุณหภูมิของเตาจะเปลี่ยนแปลงกะทันหัน เมื่อการควบคุมไม่ดี ช็อกจากความร้อนในเครื่องผลิตก๊าซจะรุนแรง และอิฐทนไฟจะหลุดออกเป็นก้อน การสตาร์ทและหยุดบ่อยครั้ง เครื่องผลิตแก๊สจะเกิดความร้อนช็อกอย่างรุนแรงในขณะที่ทำการชาร์จ และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในทันทีของพื้นผิวอิฐทนไฟจะมากเกินไป ซึ่งจะทำให้อิฐทนไฟหลุดออก ปริมาณการผลิตเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 90 เป็นร้อยละ 105 และอายุการใช้งานของอิฐทนไฟบนพื้นผิววัสดุทนไฟสั้นลงร้อยละ 18

คุณภาพอิฐทนไฟและคุณภาพงานก่ออิฐ

คุณภาพของอิฐทนไฟเองจะส่งผลต่ออายุการใช้งาน จากการเปรียบเทียบการทำงานของอิฐ 90 ก้อนและอิฐ 95 ก้อน ไม่ใช่เรื่องยากที่จะพบว่ายิ่งเนื้อหาของโครเมียมในอิฐทนไฟสูงเท่าใด ความต้านทานการกัดกร่อนก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น แต่ปริมาณโครเมียมที่มากเกินไปจะลดความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของอิฐทนไฟ และทำให้ง่ายต่อการทำวัสดุทนไฟ อิฐหลุดเป็นก้อน ในปัจจุบัน ผลการใช้อิฐ 90 ก้อนค่อนข้างดี และผลการใช้อิฐ 95 ก้อนไม่เหมาะอย่างยิ่ง

หากมีปัญหาเกี่ยวกับคุณภาพการก่ออิฐของอิฐทนไฟ อายุการใช้งานของอิฐทนไฟจะสั้นลงอย่างมาก และอิฐทนไฟอาจหลุดร่อนภายในหนึ่งสัปดาห์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชันของสารละลายถ่านหินและน้ำที่ค่อยๆ เติบโตอย่างค่อยเป็นค่อยไป ปรากฏการณ์ของการสึกกร่อนอย่างรุนแรงของอิฐทนไฟเนื่องจากปัญหาเกี่ยวกับคุณภาพการก่ออิฐจึงไม่ค่อยเกิดขึ้น

ขนาดหัวเตา

สำหรับอิฐทนไฟในเตาเผา อิฐทนไฟในท้องถิ่นได้รับความเสียหายอย่างร้ายแรงแทนที่จะระเหยเป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าโครงสร้างของหัวเผาไม่มีเหตุผล และควรปรับปรุงขนาดของหัวเผา

จากการตรวจสอบอิฐทนไฟในเตาพบว่าการชำรุดของอิฐทนไฟเป็นรูปซาลาเปา คือ ตรงกลางมีขนาดใหญ่และขอบบุ๋ม จากการวิเคราะห์รูปแบบความเสียหายของอิฐทนไฟในปัจจุบันของบริษัท ขนาดของช่องว่างของหัวเตานั้นไม่มีเหตุผลอย่างร้ายแรง เพื่อป้องกันการสึกกร่อนของอิฐทนไฟเหมือนขนมปังนึ่งควรเปลี่ยนช่องอีพ็อกซี่ของหัวเตา ในเดือนเมษายน 2014 หัวเตาถูกสร้างขึ้นใหม่ และเส้นผ่านศูนย์กลางของปลายด้านนอกของช่องด้านนอกของหัวฉีดได้ขยายจาก 41 มม. ก่อนหน้านี้เป็น 42 มม. หลังจากการเปลี่ยนแปลง อัตราการไหลของออกซิเจนหลักของหัวเผาสามารถลดลงเหลือ 10 เมตร/วินาที และอายุการใช้งานของอิฐทนไฟจะยาวนานขึ้นอย่างมาก

บทสรุป

การเปลี่ยนขนาดของหัวเผาทำให้อายุการใช้งานของอิฐทนไฟดีขึ้นอย่างมาก เพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานของอิฐทนไฟ ควรพยายามควบคุมอุณหภูมิ ควบคุมจำนวนการเริ่มและหยุด ควบคุมอุณหภูมิการทำงานของเครื่องผลิตก๊าซอย่างเคร่งครัด<1250 ° C, and prevent the furnace temperature from rising due to human judgment errors; Continue to change the size of the burner. Through theoretical calculation, the main oxygen channel of the burner is expanded to 43mm, and the main oxygen flow rate is expected to be reduced to 125m/s, which can play a decisive role in prolonging the service life of the refractory brick.