Zplyňovač je hlavním zařízením tlakového zplyňovacího zařízení voda-uhelná kaše a kvalitažáruvzdorné cihlyve zplyňovači je hlavním faktorem ovlivňujícím provozní cyklus zplyňovače. Provoz zplyňovače vyžaduje vysokou teplotu a vysoký tlak. Kyslík a uhelná kaše se vstřikují do zplyňovače přes procesní hořák. Náraz rozstřiku vytváří 6 proudových zón s různými charakteristikami, což zintenzivňuje odírání žáruvzdorných šamotových cihel a způsobuje prudkou změnu teploty pece při spouštění a odstavování. Proto se vyžaduje, aby vyzdívka měla vysokou odolnost proti erozi strusky a propustnost, vysokou pevnost za tepla a dobrou objemovou stálost při vysokých teplotách. Zplynovací pec je rozdělena na tři části, horní část je klenba, střední část je válcová a spodní část je kuželové dno a část struskového ústí. Tyto tři části jsou na sobě nezávislé, což přispívá k odstranění nebo výměně každé části. Rychlost koroze žáruvzdorných cihel v různých částech není konzistentní. Podle provozních zkušeností bylo zjištěno, že žáruvzdorné cihly v klenbové části mají vyšší rychlost ablace.
Prostřednictvím studia rozložení proudového pole ve zplyňovači a struktury žáruvzdorných šamotových cihel v kombinaci s pracovními podmínkami v peci byly v mnoha aspektech analyzovány příčiny opotřebení žáruvzdorných cihel a byla přijata odpovídající opatření.
01 Konstrukční důvody
1. Tloušťka protipožárních cihel v klenbě je nedostatečná. Tloušťka protipožárních cihel je 200 mm. Při zmenšení tloušťky protipožárních cihel na 1/3 původní tloušťky cihly dosáhnou své životnosti a nelze je použít. Podle skutečné rychlosti ztenčování klenbových cihel na místě lze vidět, že malá tloušťka žáruvzdorných cihel a vysoká rychlost ředění jsou klíčovými důvody krátké životnosti celkových žárovzdorných cihel. Žáruvzdorné cihly v klenbové části nového zplyňovače byly po úpravě změněny z původních tří vrstev na dvouvrstvé, vnitřní vrstvu tvoří protipožární cihly, vnější vrstvu tvoří těžké žárobetonové a nosné cihly v střední vrstva byla zrušena. Po přeměně ohnivzdorné cihly nahradily původní nosné cihly, čímž se zvýšila tloušťka protipožárních cihel, prodloužila se rychlost ablace a tím se prodloužila životnost žárovzdorných cihel v klenbové části.
2. Struktura ucpávky je nepřiměřená. Těsnicí cihla je navržena jako válec. Jeho hlavní těsnicí plocha je strana ucpávkové cihly a cihla B je těsnění mezery. Designová mezera je 2 mm. Ve skutečnosti existují určité chyby při výrobě a zdění žáruvzdorných cihel. Zejména po použití zplyňovače nemůže sekundární instalace ucpávkové cihly zcela vyčistit roztavenou strusku na těsnící ploše žáruvzdorné cihly. Těsnicí cihla je odlitek a chyba výrobní velikosti je asi 2 mm. Podle výše uvedených situací je skutečná rezervovaná mezera ucpávkové cihly větší než 4 mm, jinak nelze hladce instalovat. Vzhledem k velké mezeře je těsnicí účinek špatný a hrdlo klenby se opakovaně přehřívá. Životnost prefabrikátů klenby zplynovače je krátká. Konstrukční forma horní těsnicí cihly zplyňovače je upravena: 1) Prefabrikáty horní části zplyňovače jsou změněny z původního typu válcového nálitku na typ kónický. 2) Cihla B se zesílí, zmenší se velikost předehřívacího otvoru a předehřívací otvor se změní z válcového otvoru na kuželový. Design cihly A v blízkosti cihly B je změněn na cihlu A1, aby byla cihla B chráněna. 3) Opakovanými kontrolami a přehledy protipožárních cihel zplyňovače bylo zjištěno, že klenbové cihly B až K příliš rychle zkorodovaly, což bylo slabé místo zplyňovače. Přepracovali jsme a vylepšili žáruvzdorné cihly klenby, změnili jsme původní šamotové cihly z jedné drážky pro matku a dítě na dvě a přidali jsme linii obrany proti erozi cihelného švu. Prostřednictvím výše uvedené transformace se účinně zlepšil fenomén profukování a přehřívání plynu na hrdle klenby, čímž se prodloužila životnost prefabrikátů klenby zplynovače.
02 Surovinové důvody
1. Vliv bodu tání uhelného popela Jednoduše řečeno, bod tání popela je teplota, při které popel taje. Křemík, hliník, železo, hořčík, draslík, vápník, síra, fosfor a další prvky obsažené v uhlí a uhličitany, křemičitany, sírany a sulfidy tvoří obsah popela uhlí. Teplota tání popela z uhlí určuje provozní teplotu zplyňovače. Pokud je bod tání popela nízký, je provozní teplota relativně nízká, což přispívá k ochraně šamotových cihel; pokud je teplota tání popela vysoká, musí být provozní teplota relativně vysoká a tepelné záření v peci je velké, což urychluje tepelnou erozi žáruvzdorných cihel. Velikost bodu tání popela souvisí se složením popela. Čím větší je podíl SiO2 a Al2O3 v popelu, tím vyšší je jeho teplota tání; a čím vyšší je podíl alkalických složek, jako je Fe2O3 a MgO, tím nižší je teplota tání. Lze jej upravit přidáním tavidla. Většina strusky uhelného popela je kyselá struska a tok je často upravován alkalickým CaO nebo CaCO3 vyrobeným pyrolýzou. Technologie mísení uhlí může být také použita k řízení teploty tání uhelného popela vstupujícího do pece. Teplota tání popela ze zplynovacího uhlí je obecně řízena pod 1300 stupňů.
2. Vliv viskozity popela Nový zplyňovač s více tryskami naproti sobě využívá vypouštění kapalné strusky. Zvyšuje se provozní teplota a klesá viskozita popela, což přispívá k proudění popela. Pokud je však viskozita popela příliš nízká, žáruvzdorné cihly se dostanou do přímého kontaktu s plynem o vysoké teplotě a eroze a odlupování se zhorší; je-li provozní teplota nízká, zvyšuje se viskozita popela, což neprospívá proudění popela a snadno se hromadí struska a ucpává ústí strusky. Pouze při provozu v optimálním rozmezí viskozity se může na povrchu šamotových cihel vytvořit určitá tloušťka popelové ochranné vrstvy, která prodlužuje životnost šamotových cihel bez ucpání ústí strusky. Proto, aby se zabránilo erozi žáruvzdorných cihel plynem o vysoké teplotě, je nutné udržovat na povrchu šamotových cihel vrstvu popelového filmu. Optimální provozní teplota nového zplyňovače s více tryskami se proto určuje podle viskozitně-teplotních charakteristik popela a obecná viskozita je pod 250P.
Důvody provozu procesu
1. Průtok kyslíku z hořáku je nepřiměřený. Nepřiměřená rychlost průtoku kyslíku nejen ovlivní atomizační efekt, ale také urychlí erozi pálených cihel v blízkosti hořáku. Ovládejte zatížení a tlak zplyňovače, aniž byste změnili celkovou konstrukci zplyňovače. Podle výsledků a výpočtů experimentu s horkou formou East China University of Science and Technology je formulováno provozní zatížení odpovídající procesním hořákům různých velikostí sestavy při různých provozních tlacích. Nastavte průtok kyslíku na hodnotu menší nebo rovnou 140 m/s.
2. Časté spouštění a zastavování zplyňovače způsobí prudkou změnu teploty pece, která způsobí prudkou změnu tepelného namáhání žáruvzdorných šamotových cihel, což má za následek praskliny ve vyzdívce pece, zhoršující rychlost eroze žáruvzdorných šamotových cihel a snížení životnosti šamotových cihel. Provozní podmínky by měly být udržovány stabilní, aby se zabránilo kolísání a minimalizoval počet časů spuštění a zastavení zplyňovače.
3. Provozní teplota Provozní teplota zplynovače je obecně řízena na 50-100 stupňů nad bodem tání popela, aby bylo zajištěno, že uhlí bude plně zplynováno a struska může být vypouštěna hladce. Pokud je teplota příliš nízká, popel a struska nemohou být vypouštěny hladce, což způsobuje ucpání ústí strusky; pokud je teplota příliš vysoká, popel a struska zvýší erozi a pronikání žáruvzdorných cihel. S každým zvýšením provozní teploty o 100 stupňů se rychlost eroze žáruvzdorných cihel zvýší 3-4krát. Nadměrná teplota sníží Cr2O3 v žáruvzdorných šamotových cihlách, což má za následek strukturální poškození. Proto by měla být provozní teplota přísně kontrolována. Spodní mez teploty by měla být vyšší než teplota odpovídající viskozitě strusky 250P; horní hranicí teploty by měla být teplota odpovídající viskozitě strusky 30-50P a mělo by se zabránit velkým teplotním výkyvům.
4. Provozní tlak Kolísání provozního tlaku ovlivní spoje žáruvzdorných cihel, způsobí zplynování žáruvzdorných cihel a sníží životnost žáruvzdorných cihel. Proto, když je systém spuštěn a zastaven, měl by být provozován podle křivky nárůstu a poklesu tlaku, aby se zabránilo příliš rychlému nárůstu a poklesu tlaku; při normálním provozu by měl být tlak udržován stabilní, aby se zabránilo kolísání tlaku.
