เครื่องทำให้เป็นแก๊สเป็นอุปกรณ์หลักของอุปกรณ์แปรสภาพเป็นแก๊สด้วยแรงดันของสารละลายน้ำถ่านหินและคุณภาพของอิฐทนไฟในเครื่องผลิตแก๊สเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อวงจรการทำงานของเครื่องผลิตแก๊ส การทำงานของเครื่องผลิตแก๊สต้องใช้อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง สารละลายออกซิเจนและถ่านหินจะถูกพ่นเข้าไปในเครื่องสร้างแก๊สผ่านหัวเผากระบวนการ ผลกระทบของสเปรย์ทำให้เกิดโซนการไหล 6 โซนที่มีลักษณะแตกต่างกัน ซึ่งจะทำให้การขจัดคราบอิฐทนไฟรุนแรงขึ้น และทำให้อุณหภูมิเตาเผาเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในระหว่างการสตาร์ทและปิดเครื่อง ดังนั้นการบุจึงจำเป็นต้องมีความต้านทานสูงต่อการกัดเซาะของตะกรันและการซึมผ่าน ความร้อนสูง และความเสถียรของปริมาตรที่อุณหภูมิสูงที่ดี เตาแก๊สซิไฟเออร์แบ่งออกเป็นสามส่วน ส่วนบนเป็นส่วนโค้ง ส่วนตรงกลางเป็นส่วนทรงกระบอก และส่วนล่างเป็นส่วนด้านล่างของกรวยและส่วนปากตะกรัน ทั้งสามส่วนเป็นอิสระจากกันซึ่งเอื้อต่อการถอดหรือเปลี่ยนแต่ละส่วน อัตราการกัดกร่อนของอิฐทนไฟในส่วนต่างๆ ไม่สอดคล้องกัน จากประสบการณ์การดำเนินงานพบว่าอิฐทนไฟในส่วนห้องนิรภัยมีอัตราการระเหยเร็วกว่า
จากการศึกษาการกระจายสนามการไหลในเครื่องผลิตแก๊สและโครงสร้างของอิฐทนไฟ รวมกับสภาพการทำงานในเตาเผา สาเหตุของการสึกหรอของอิฐทนไฟได้รับการวิเคราะห์ในหลาย ๆ ด้าน และดำเนินมาตรการที่เกี่ยวข้อง
01 เหตุผลในการออกแบบโครงสร้าง
1. ความหนาของอิฐทนไฟในห้องนิรภัยไม่เพียงพอ ความหนาของอิฐทนไฟ 200 มม. เมื่อความหนาของอิฐหันหน้าไปทางไฟลดลงเหลือ 1/3 ของความหนาเดิม อิฐจะมีอายุการใช้งานและไม่สามารถใช้งานได้ ตามความเร็วการทำให้ผอมบางที่แท้จริงของอิฐห้องนิรภัยที่ไซต์งาน จะเห็นได้ว่าความหนาบางของอิฐทนไฟและความเร็วการทำให้ผอมบางอย่างรวดเร็วเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้อายุการใช้งานสั้นของอิฐทนไฟโดยรวม หลังการปรับปรุง อิฐทนไฟในส่วน vault ของเครื่องผลิตแก๊สซิไฟเออร์ใหม่ได้เปลี่ยนจากเดิม 3 ชั้นเป็น 2 ชั้น ชั้นในเป็นอิฐทนไฟ ชั้นนอกสุดเป็นอิฐหล่อหนักได้ และอิฐหนุนใน ชั้นกลางถูกยกเลิก หลังจากการเปลี่ยนแปลง อิฐหันหน้าไปทางไฟได้เข้ามาแทนที่อิฐทนไฟแบบเดิม ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความหนาของอิฐหันหน้าไปทางไฟ ขยายอัตราการระเหย และช่วยยืดอายุการใช้งานของอิฐทนไฟในส่วนห้องนิรภัย
2. โครงสร้างของอิฐเสียบไม่สมเหตุสมผล อิฐเสียบถูกออกแบบให้เป็นทรงกระบอก พื้นผิวปิดผนึกหลักคือด้านข้างของอิฐเสียบและอิฐ B เป็นซีลช่องว่าง ช่องว่างการออกแบบคือ 2 มม. ในความเป็นจริงมีข้อผิดพลาดบางประการในการผลิตและการก่ออิฐอิฐทนไฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากใช้เครื่องผลิตแก๊ส การติดตั้งครั้งที่สองของอิฐเสียบไม่สามารถทำความสะอาดตะกรันที่หลอมละลายบนพื้นผิวปิดผนึกของอิฐทนไฟได้อย่างสมบูรณ์ อิฐเสียบเป็นแบบหล่อและข้อผิดพลาดขนาดการผลิตประมาณ 2 มม. จากสถานการณ์ข้างต้น ช่องว่างที่สงวนไว้จริงของอิฐเสียบมีค่ามากกว่า 4 มม. มิฉะนั้นจะไม่สามารถติดตั้งได้อย่างราบรื่น เนื่องจากช่องว่างขนาดใหญ่ ผลการซีลจึงไม่ดี และคอห้องนิรภัยก็ร้อนเกินไปซ้ำๆ อายุการใช้งานของชิ้นส่วนสำเร็จรูปของ gasifier vault นั้นสั้น รูปแบบโครงสร้างของอิฐปิดผนึกด้านบนของ gasifier ได้รับการแก้ไข: 1) ชิ้นส่วนสำเร็จรูปด้านบนของ gasifier เปลี่ยนจากประเภทบอสทรงกระบอกดั้งเดิมไปเป็นประเภทบอสทรงกรวย 2) อิฐ B มีความหนาขึ้น ขนาดของพอร์ตอุ่นจะลดลง และพอร์ตอุ่นจะเปลี่ยนจากรูทรงกระบอกเป็นรูทรงกรวย การออกแบบอิฐ A ใกล้กับอิฐ B ถูกเปลี่ยนเป็นอิฐ A1 เพื่อปกป้องอิฐ B 3) จากการตรวจสอบซ้ำและการสรุปอิฐหันหน้าไปทางไฟของเครื่องสร้างแก๊ส พบว่าอิฐห้องนิรภัย B ถึง K สึกกร่อนเร็วเกินไป ซึ่งเป็นจุดอ่อนของเครื่องสร้างแก๊ส เราได้ออกแบบและปรับปรุงอิฐทนไฟของห้องนิรภัย เปลี่ยนอิฐทนไฟของห้องนิรภัยแบบเดิมจากร่องแม่และเด็กหนึ่งเป็นสองร่อง และเพิ่มแนวป้องกันการสึกกร่อนของตะเข็บอิฐ จากการเปลี่ยนแปลงที่กล่าวมาข้างต้น ปรากฏการณ์ของก๊าซพัดผ่านและความร้อนสูงเกินไปที่คอห้องนิรภัยได้รับการปรับปรุงอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนสำเร็จรูปของห้องเก็บก๊าซ
02 เหตุผลด้านวัตถุดิบ
1. อิทธิพลของจุดหลอมเหลวของเถ้าถ่านหิน พูดง่ายๆ ก็คือ จุดหลอมเหลวของเถ้าคืออุณหภูมิที่เถ้าละลาย ซิลิคอน อลูมิเนียม เหล็ก แมกนีเซียม โพแทสเซียม แคลเซียม ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส และองค์ประกอบอื่นๆ ที่มีอยู่ในถ่านหินและคาร์บอเนต ซิลิเกต ซัลเฟต และซัลไฟด์ ถือเป็นปริมาณเถ้าของถ่านหิน จุดหลอมเหลวของเถ้าถ่านหินจะกำหนดอุณหภูมิการทำงานของเครื่องผลิตแก๊ส หากจุดหลอมเหลวของเถ้าต่ำ อุณหภูมิในการทำงานจะค่อนข้างต่ำ ซึ่งเอื้อต่อการป้องกันอิฐไฟ หากจุดหลอมเหลวของเถ้าสูง อุณหภูมิในการทำงานจะต้องค่อนข้างสูง และการแผ่รังสีความร้อนในเตาเผาจะมีขนาดใหญ่ ซึ่งจะช่วยเร่งการพังทลายของอิฐทนไฟด้วยความร้อน ขนาดของจุดหลอมเหลวของเถ้ามีความสัมพันธ์กับองค์ประกอบของเถ้า ยิ่งสัดส่วนของ SiO2 และ Al2O3 ในเถ้ามากขึ้น อุณหภูมิหลอมละลายก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย และยิ่งสัดส่วนของส่วนประกอบที่เป็นด่าง เช่น Fe2O3 และ MgO สูง อุณหภูมิหลอมเหลวก็จะยิ่งต่ำลง สามารถปรับได้โดยการเพิ่มฟลักซ์ ตะกรันเถ้าถ่านหินส่วนใหญ่เป็นตะกรันที่เป็นกรด และฟลักซ์มักถูกปรับด้วย CaO อัลคาไลน์หรือ CaCO3 ที่ผลิตโดยไพโรไลซิส เทคโนโลยีการผสมถ่านหินยังสามารถใช้เพื่อควบคุมจุดหลอมเหลวของเถ้าถ่านหินที่เข้าสู่เตาเผา โดยทั่วไปจุดหลอมเหลวของเถ้าของถ่านหินแปรสภาพเป็นแก๊สจะถูกควบคุมต่ำกว่า 1300 องศา
2. อิทธิพลของความหนืดของเถ้า เครื่องสร้างแก๊สแบบใหม่ที่มีหัวฉีดหลายหัวฉีดใช้การปล่อยตะกรันของเหลว อุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้นและความหนืดของเถ้าลดลงซึ่งเอื้อต่อการไหลของเถ้า อย่างไรก็ตาม หากความหนืดของเถ้าต่ำเกินไป อิฐทนไฟจะสัมผัสโดยตรงกับก๊าซอุณหภูมิสูง และการกัดเซาะและการลอกจะรุนแรงขึ้น หากอุณหภูมิในการทำงานต่ำ ความหนืดของเถ้าจะเพิ่มขึ้น ซึ่งไม่เอื้อต่อการไหลของเถ้า และง่ายต่อการสะสมตะกรันและปิดกั้นปากตะกรัน เฉพาะเมื่อใช้งานภายในช่วงความหนืดที่เหมาะสมที่สุดเท่านั้นที่สามารถสร้างชั้นป้องกันเถ้าหนาบางชั้นบนพื้นผิวของอิฐไฟ ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของอิฐไฟโดยไม่ปิดกั้นปากตะกรัน ดังนั้นเพื่อป้องกันการพังทลายของอิฐทนไฟด้วยก๊าซอุณหภูมิสูงจึงจำเป็นต้องรักษาชั้นฟิล์มเถ้าไว้บนพื้นผิวของอิฐทนไฟ ดังนั้น อุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของเครื่องผลิตแก๊สแบบใหม่ที่มีหัวฉีดหลายหัวฉีดจึงถูกกำหนดตามลักษณะความหนืด-อุณหภูมิของเถ้า และความหนืดทั่วไปต่ำกว่า 250P
เหตุผลในการดำเนินการกระบวนการ
1. อัตราการไหลของออกซิเจนออกจากหัวเผาไม่สมเหตุสมผล อัตราการไหลของออกซิเจนที่ไม่สมเหตุสมผลจะไม่เพียงส่งผลต่อผลกระทบของการทำให้เป็นละอองเท่านั้น แต่ยังเร่งการสึกกร่อนของอิฐไฟร์ใกล้กับเตาอีกด้วย ควบคุมภาระและความดันของเครื่องผลิตแก๊สโดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างโดยรวมของเครื่องผลิตแก๊ส จากผลลัพธ์และการคำนวณการทดลองแม่พิมพ์ร้อนของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี East China ได้มีการกำหนดภาระการปฏิบัติงานที่สอดคล้องกับหัวเผากระบวนการที่มีขนาดการประกอบต่างกันภายใต้แรงกดดันในการทำงานที่แตกต่างกัน ทำให้อัตราการไหลของออกซิเจนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 140 เมตร/วินาที
2. การสตาร์ทและหยุดเครื่องสร้างแก๊สบ่อยครั้งจะทำให้อุณหภูมิเตาเผาเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในความเครียดทางความร้อนของอิฐทนไฟ ส่งผลให้เกิดรอยแตกในเยื่อบุเตา ส่งผลให้อัตราการกัดเซาะของอิฐทนไฟรุนแรงขึ้น และ ลดอายุการใช้งานของอิฐทนไฟ ควรรักษาสภาพการทำงานให้คงที่เพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนและลดจำนวนเวลาเริ่มต้นและหยุดของเครื่องสร้างแก๊สให้เหลือน้อยที่สุด
3. อุณหภูมิในการทำงาน โดยทั่วไปอุณหภูมิในการทำงานของเครื่องผลิตก๊าซจะถูกควบคุมที่ 50-100 องศาเหนือจุดหลอมเหลวของเถ้าเพื่อให้แน่ใจว่าถ่านหินถูกทำให้เป็นแก๊สอย่างสมบูรณ์และสามารถระบายตะกรันได้อย่างราบรื่น หากอุณหภูมิต่ำเกินไป ขี้เถ้าและตะกรันจะไม่สามารถระบายออกได้อย่างราบรื่น ทำให้ปากตะกรันถูกปิดกั้น หากอุณหภูมิสูงเกินไป เถ้าและตะกรันจะเพิ่มการกัดเซาะและการซึมผ่านของอิฐทนไฟ สำหรับอุณหภูมิในการทำงานที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 100 องศา อัตราการสึกกร่อนของอิฐทนไฟจะเพิ่มขึ้น 3-4 เท่า อุณหภูมิที่มากเกินไปจะลด Cr2O3 ในอิฐทนไฟ ส่งผลให้โครงสร้างเสียหาย ดังนั้นควรควบคุมอุณหภูมิในการทำงานอย่างเคร่งครัด ขีดจำกัดล่างของอุณหภูมิควรสูงกว่าอุณหภูมิที่สอดคล้องกับความหนืดของตะกรันที่ 250P ขีดจำกัดบนของอุณหภูมิควรเป็นอุณหภูมิที่สอดคล้องกับความหนืดของตะกรันที่ 30-50P และควรหลีกเลี่ยงความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมาก
4. แรงดันใช้งาน ความผันผวนของแรงดันใช้งานจะส่งผลต่อข้อต่อของอิฐทนไฟ ทำให้เกิดการแปรสภาพเป็นแก๊สของอิฐทนไฟ และลดอายุการใช้งานของอิฐทนไฟ ดังนั้นเมื่อระบบเริ่มต้นและหยุดทำงาน ควรดำเนินการตามเส้นโค้งความดันที่เพิ่มขึ้นและลดลง เพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มและลดแรงดันเร็วเกินไป ในการทำงานปกติ ควรรักษาแรงดันให้คงที่เพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนของแรงดัน
