氣化爐在工作過程中,常伴有長時(shí)間高壓、高溫、強(qiáng)還原氣氛、低粘度熔渣、高速氣/固流沖刷、開停車時(shí)較大的溫度和壓力波動等。因此,其內(nèi)襯材料表現(xiàn)出的損毀形式和損毀原因也是多種多樣,錯(cuò)綜復(fù)雜。概括而言,氣化爐耐火磚的損毀型式可分為以下幾種:
(1)塊狀剝落
塊狀剝落是一種影響氣化爐高鉻磚使用壽命的最明顯形式。引起剝落的原因是高鉻磚受到了不均勻的應(yīng)力作用。煤熔渣向高鉻磚中滲透形成變質(zhì)層會引起結(jié)構(gòu)應(yīng)力產(chǎn)生,爐內(nèi)溫度波動會引起熱應(yīng)力產(chǎn)生;除此之外,使用過程中的體積膨脹也會引起機(jī)械應(yīng)力、長時(shí)間高溫耐火材料產(chǎn)生的蠕變應(yīng)力、爐內(nèi)氧化-還原氣氛中高鉻磚組分價(jià)態(tài)變化也會引起體積效應(yīng),碳素沉積產(chǎn)生的應(yīng)力等均可導(dǎo)致耐火磚剝落的產(chǎn)生。
(2)燒蝕損壞
由于方方面面的原因,氣化爐內(nèi)的溫度場是不均勻、不穩(wěn)定和不連續(xù)的,產(chǎn)生局部高溫的操作情況也較多,受高溫作用,局部高鉻磚很容易燒蝕損傷,甚至產(chǎn)生過燒熔化。
(3)沖蝕損毀
在水煤漿氣化爐內(nèi),高鉻磚的沖蝕損毀主要包含了以下幾個(gè)方面:一是高速氣流對磚的沖刷;二是流動爐渣對磚的磨損;三是氣-渣混合物對磚的沖刷。
(4)機(jī)械損壞
機(jī)械作用損壞高鉻磚主要有以下幾個(gè)原因:
a)氣化爐快速泄壓:Texaco氣化爐的正常操作壓力在6.5MPa左右,爐內(nèi)含有34%的H2,H2具有極強(qiáng)的滲透性,但當(dāng)快速泄壓時(shí),磚內(nèi)氣體來不及滲出,就會造成爐磚組織的開裂和疏松而損毀;
b)熱沖擊:如果操作不當(dāng),會引起此類問題,比如失控的激冷室液位或泄漏的燒嘴冷卻水的激冷、停爐后降溫過快或投料不當(dāng)引起的降溫過快;
c)熱膨脹不通暢:當(dāng)氣化爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、砌筑不規(guī)范時(shí),易導(dǎo)致升溫時(shí)耐火磚熱膨脹不暢,進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)力集中,過度的應(yīng)力集中會造成高鉻磚整塊、整環(huán)的大面積斷裂而損毀;
d)氣化爐內(nèi)清理施工方法不當(dāng):高溫下形成的氣化爐爐渣,凝固后與耐火磚之間易牢固的結(jié)合在一起,用機(jī)械方法除去這些渣的時(shí)候,容易造成磚表面組織的損壞和剝落。