Gazyfikator jest głównym wyposażeniem urządzenia do zgazowania ciśnieniowej zawiesiny wodno-węglowej i zapewnia jakośćcegły ogniotrwałew gazogeneratorze jest głównym czynnikiem wpływającym na cykl pracy gazogeneratora. Działanie generatora gazu wymaga wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Zawiesina tlenu i węgla jest wtryskiwana do generatora gazu poprzez palnik procesowy. Oddziaływanie natrysku tworzy 6 stref przepływu o różnej charakterystyce, co intensyfikuje szorowanie cegieł ogniotrwałych i powoduje gwałtowną zmianę temperatury pieca podczas rozruchu i wyłączania. Dlatego też wymaga się, aby wykładzina miała wysoką odporność na erozję żużlową i przepuszczalność, wysoką wytrzymałość na gorąco i dobrą stabilność objętościową w wysokiej temperaturze. Piec generatora gazu jest podzielony na trzy części, górna część to część sklepienia, środkowa część to część cylindryczna, a dolna część to część denna stożka i wylotu żużla. Trzy części są od siebie niezależne, co sprzyja usunięciu lub wymianie każdej części. Szybkość korozji cegieł ogniotrwałych w różnych częściach nie jest stała. Z doświadczenia eksploatacyjnego wynika, że cegły ogniotrwałe w części sklepieniowej charakteryzują się większą szybkością ablacji.
Poprzez badanie rozkładu pola przepływu w gazogeneratorze oraz struktury cegieł ogniotrwałych w połączeniu z warunkami pracy w piecu, wieloaspektowo przeanalizowano przyczyny zużycia cegieł ogniotrwałych i podjęto odpowiednie działania.
01 Względy konstrukcyjne
1. Grubość cegieł ogniotrwałych sklepienia jest niewystarczająca. Grubość cegieł ognioodpornych wynosi 200 mm. Kiedy grubość cegieł ogniotrwałych zmniejszy się do 1/3 pierwotnej grubości, cegły osiągną swój okres użytkowania i nie będą mogły być używane. Na podstawie rzeczywistej szybkości przerzedzania cegieł sklepieniowych na miejscu można zauważyć, że niewielka grubość cegieł ogniotrwałych i duża prędkość przerzedzania są kluczowymi przyczynami krótkiej żywotności cegieł ogniotrwałych. Po ulepszeniu cegły ogniotrwałe w sklepieniu nowego gazogeneratora wymieniono z pierwotnych trzech warstw na dwie, przy czym warstwa wewnętrzna to cegły ogniotrwałe, warstwa najbardziej zewnętrzna to ciężki odlew, a cegły podkładowe w warstwa środkowa została anulowana. Po przekształceniu cegły ogniotrwałe zastąpiły oryginalne cegły nośne, zwiększając w ten sposób grubość cegieł ogniotrwałych, wydłużając szybkość ablacji, a tym samym wydłużając żywotność cegieł ogniotrwałych w części sklepieniowej.
2. Konstrukcja cegły zaślepiającej jest nieuzasadniona. Cegła zaślepiająca ma kształt cylindra. Jego główną powierzchnią uszczelniającą jest strona cegły zaślepiającej, a cegła B jest uszczelką szczelinową. Szczelina projektowa wynosi 2 mm. W rzeczywistości istnieją pewne błędy w produkcji i murowaniu cegieł ogniotrwałych. Zwłaszcza po użyciu generatora gazu, wtórny montaż cegły zatykającej nie jest w stanie całkowicie oczyścić stopionego żużla na powierzchni uszczelniającej cegły ogniotrwałej. Cegła zaślepiająca jest odlewem, a błąd wielkości produkcyjnej wynosi około 2 mm. Zgodnie z powyższymi sytuacjami, rzeczywista zarezerwowana szczelina cegły zaślepiającej jest większa niż 4 mm, w przeciwnym razie nie będzie można jej gładko zainstalować. Ze względu na dużą szczelinę efekt uszczelnienia jest słaby, a szyja sklepienia ulega wielokrotnemu przegrzaniu. Żywotność prefabrykowanych części sklepienia gazogeneratora jest krótka. Zmodyfikowano formę konstrukcyjną górnej cegły uszczelniającej gazogeneratora: 1) Prefabrykowane części górnej części gazogeneratora zmieniono z pierwotnego typu piasty cylindrycznej na typ piasty stożkowej. 2) Cegła B jest pogrubiona, rozmiar otworu podgrzewającego jest zmniejszony, a otwór podgrzewający zmienia się z otworu cylindrycznego na otwór stożkowy. Konstrukcja cegły A znajdującej się blisko cegły B została zmieniona na cegłę A1, aby chronić cegłę B. 3) W wyniku wielokrotnych inspekcji i przeglądów cegieł ogniochronnych gazogeneratora stwierdzono, że cegły sklepienia B do K uległy zbyt szybkiej korozji, co było słabym punktem gazogeneratora. Przeprojektowaliśmy i ulepszyliśmy cegły ogniotrwałe sklepienia, zmieniając oryginalne cegły szamotowe sklepienia z jednego rowka matki i dziecka na dwa oraz dodając linię obrony przed erozją spoin cegieł. Dzięki powyższej transformacji skutecznie poprawiono zjawisko przedmuchu i przegrzania gazu w szyjce sklepienia, wydłużając żywotność prefabrykatów sklepienia gazogeneratora.
02 Powody surowcowe
1. Wpływ temperatury topnienia popiołu węglowego Mówiąc najprościej, temperatura topnienia popiołu to temperatura, w której topi się popiół. Krzem, glin, żelazo, magnez, potas, wapń, siarka, fosfor i inne pierwiastki zawarte w węglu oraz węglany, krzemiany, siarczany i siarczki stanowią popiół węgla. Temperatura topnienia popiołu z węgla określa temperaturę pracy gazogeneratora. Jeśli temperatura topnienia popiołu jest niska, temperatura robocza jest stosunkowo niska, co sprzyja ochronie cegły ogniotrwałej; jeśli temperatura topnienia popiołu jest wysoka, temperatura pracy musi być stosunkowo wysoka, a promieniowanie cieplne w piecu jest duże, co przyspiesza erozję termiczną cegieł ogniotrwałych. Wielkość temperatury topnienia popiołu jest związana ze składem popiołu. Im większy udział SiO2 i Al2O3 w popiele, tym wyższa jest jego temperatura topnienia; i im wyższy udział składników alkalicznych, takich jak Fe2O3 i MgO, tym niższa temperatura topnienia. Można to regulować dodając topnik. Większość żużli z popiołu węglowego to żużel kwaśny, a topnik często reguluje się alkalicznym CaO lub CaCO3 wytwarzanym w procesie pirolizy. Technologię mieszania węgla można również zastosować do kontrolowania temperatury topnienia popiołu węglowego wprowadzanego do pieca. Temperatura topnienia popiołu z węgla zgazowującego jest ogólnie kontrolowana poniżej 1300 stopni.
2. Wpływ lepkości popiołu Nowy, wielodyszowy generator gazu przyjmuje ciekły żużel. Zwiększa się temperatura pracy i maleje lepkość popiołu, co sprzyja jego przepływowi. Jeśli jednak lepkość popiołu jest zbyt niska, cegły ogniotrwałe będą miały bezpośredni kontakt z gazem o wysokiej temperaturze, co pogłębia erozję i łuszczenie się; jeśli temperatura pracy jest niska, wzrasta lepkość popiołu, co nie sprzyja przepływowi popiołu i łatwo gromadzi się żużel i blokuje ujście żużla. Tylko przy pracy w optymalnym zakresie lepkości na powierzchni cegieł szamotowych może wytworzyć się warstwa ochronna popiołu o określonej grubości, co przedłuża żywotność cegieł szamotowych bez zatykania ujścia żużla. Dlatego, aby zapobiec erozji cegieł ogniotrwałych pod wpływem gazu o wysokiej temperaturze, konieczne jest utrzymanie warstwy popiołu na powierzchni cegieł szamotowych. Dlatego optymalną temperaturę roboczą nowego gazogeneratora z wieloma dyszami określa się na podstawie charakterystyki lepkości i temperatury popiołu, a lepkość ogólna wynosi poniżej 250 P.
Przyczyny funkcjonowania procesu
1. Natężenie przepływu tlenu z palnika jest nieuzasadnione. Nieuzasadnione natężenie przepływu tlenu nie tylko wpłynie na efekt atomizacji, ale także przyspieszy erozję cegieł szamotowych w pobliżu palnika. Kontroluj obciążenie i ciśnienie gazogeneratora bez zmiany ogólnej struktury gazogeneratora. Zgodnie z wynikami i obliczeniami eksperymentu z użyciem gorącej formy, przeprowadzonego na Uniwersytecie Naukowo-Technologicznym Chin Wschodnich, sformułowano obciążenie robocze odpowiadające palnikom procesowym o różnych rozmiarach zespołów przy różnych ciśnieniach roboczych. Ustaw natężenie przepływu tlenu mniejsze lub równe 140 m/s.
2. Częste uruchamianie i zatrzymywanie generatora gazu spowoduje gwałtowną zmianę temperatury pieca, co spowoduje gwałtowną zmianę naprężenia termicznego cegieł ogniotrwałych, powodując pęknięcia w wyłożeniu pieca, zwiększając szybkość erozji cegieł ogniotrwałych i skracając żywotność cegieł szamotowych. Warunki pracy powinny być utrzymywane na stałym poziomie, aby uniknąć wahań i zminimalizować liczbę czasów uruchamiania i zatrzymywania generatora gazu.
3. Temperatura robocza Temperatura robocza generatora gazu jest zazwyczaj kontrolowana na poziomie 50-100 stopnia powyżej temperatury topnienia popiołu, aby zapewnić całkowite zgazowanie węgla i możliwość płynnego odprowadzania żużla. Jeśli temperatura jest zbyt niska, popiół i żużel nie mogą być równomiernie odprowadzane, co powoduje zablokowanie wylotu żużla; jeśli temperatura jest zbyt wysoka, popiół i żużel zwiększą erozję i penetrację cegieł ogniotrwałych. Na każde 100 stopni wzrostu temperatury roboczej szybkość erozji cegieł ogniotrwałych wzrośnie 3-4 razy. Nadmierna temperatura zmniejszy zawartość Cr2O3 w cegłach ogniotrwałych, powodując uszkodzenie konstrukcji. Dlatego należy ściśle kontrolować temperaturę pracy. Dolna granica temperatury powinna być wyższa niż temperatura odpowiadająca lepkości żużla wynoszącej 250P; górną granicą temperatury powinna być temperatura odpowiadająca lepkości żużla 30-50P i należy unikać dużych wahań temperatury.
4. Ciśnienie robocze Wahania ciśnienia roboczego będą miały wpływ na połączenia cegieł ogniotrwałych, powodując zgazowanie cegieł ogniotrwałych i skracając żywotność cegieł ogniotrwałych. Dlatego podczas uruchamiania i zatrzymywania instalacji należy ją eksploatować zgodnie z krzywą wzrostu i spadku ciśnienia, aby uniknąć zbyt szybkiego wzrostu i spadku ciśnienia; podczas normalnej pracy ciśnienie powinno być utrzymywane na stałym poziomie, aby uniknąć wahań ciśnienia.
