초록: 다중 노즐 반대 석탄 슬러리 가압 가스화 연소실 내화 라이닝의 구조와 선택을 간략히 소개하고 내화 벽돌의 침식 메커니즘, 절삭 방법 및 내화 벽돌의 수명에 영향을 미치는 요인을 분석하고 내화 벽돌의 수명을 향상시키는 방법을 논의한다. 다중 노즐 가스화 기의 안정적인 작동에는 큰 의미가있다.
키워드: 부식 메커니즘, 석탄 슬러리 가스화 내화물 수명 측정
수연가스화로는 주로 석탄을 깨끗하고 효율적으로 합성가스 (주성분은 CO+H2) 로 바꾸는 것이다.
그 작업 과정은 수연과 기화제 (O2) 가 함께 노즐을 통해 가스화제를 고속으로 분출해 석탄과 안개를 섞고 가스화로에서 화염식 비촉매 부분 산화반응, 즉 가스화기술을 진행하는 것이다.
현재 가장 널리 사용되고 있는 기화로는 주로 미국 데스고 개발사가 개발한 수연가가스화기 (원덕사고, 현 GE) 와 우리나라가 자체 개발한 다중 노즐 반대 수연가화기 (이하 OMB 가압 가스화기) 가 있다.
OMB 가압 가스화로는 독특한 기술적 우세로 국내외 석탄화공업업체들로부터 널리 인정받았다.
GE 와 OMB 의 가압 가스화로의 경우 연소실의 화재 표면은 크롬 알루미늄 벽돌 (일반적으로 크롬 벽돌로 알려짐) 을 사용합니다. 현재 안감 내화재의 서비스 수명은 여전히 기화로의 장기 안정에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나이다.
첫째, OMB 가압 가스화 기의 작업 환경 및 내화물 요구 사항
석탄 슬러리 가압 가스화 기의 작동 조건은 매우 열악합니다. 연소 반응실에는 강한 복원 분위기가 있어 산성 찌꺼기에 침식되어 고속 유체에 의해 씻겨졌다. 기화로의 온도장과 유장은 균일하지 않고 불안정하며 심지어 불연속적이다.
그것은 높은 온도 (1250 ~1550 C), 높은 압력 (2 ~ 8.5 MPa), 강한 복원성 분위기, 액체 산성 찌꺼기, 고체, 액체, 기체의 고속 세척이 필요합니다.
이것들은 모두 가스화로용 내화재, 특히 불면 내화벽돌에 대해 엄격한 요구를 했다.
1. 슬래그 침식, 침투성 및 내진 성능이 우수해야 합니다.
2. 고온에서 부피안정성이 좋아 온도와 압력의 변동에 저항할 수 있다.
고열 강도, 슬래그 침식 및 마모에 대한 내성.
둘째, OMB 가압 가스화 기 내화물 구조
가스화로의 연소실 내화 안감은 아치, 원통, 원뿔 바닥 및 찌꺼기 입구의 네 부분으로 나뉜다 (그림 1).
1 .. 틀? 아치에는 안쪽에서 바깥쪽으로 각각 벽돌, 크롬 강옥 캐스터 블, 압축성 재료 (주로 팽창에 사용됨) 가 있습니다.
아치는 침식이 가장 심한 부분이며 그 구조는 반구형이다. 각 벽돌에는 두 개의 수직 및 수평 홈이 있습니다. 원형으로 깔린 후 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽 벽돌과 함께 전반적인 힘을 형성하여 안정성을 보장합니다.
금고에 텔레스코픽 커넥터가 있습니다.
2. 실린더? 배럴에는 벽돌, 백 벽돌, 단열 벽돌, 단열 벽돌, 단열 벽돌, 난로 벽 등 세 개의 층이 있는데, 안쪽에서 20mm 암면으로 채워져 보온을 위해 내화벽돌의 레이디얼 팽창을 위한 공간을 제공한다.
실린더는 원통형이며 두 개의 텔레스코픽 조인트가 있습니다.
3. 원추 밑창? 원뿔 바닥에는 두 개의 층, 즉 면벽돌과 크롬 강옥토핑이 있고, 원뿔 바닥은 원뿔형이다.
4. 찌꺼기 입? 찌꺼기 입구에는 내화벽돌, 등받이 벽돌, 크롬 강옥 토핑의 세 가지 층이 있으며, 찌꺼기 입구는 원통형이다.
모든 내화벽돌의 호 길이는 내향에서 점차 증가하고, 벽돌이 완성되면 각 층은 원주 방향으로 전체가 된다.
셋째, OMB 가압 가스화 내화물 선택
1. 방화 타일
난로는 석탄재와 직접 접촉하기 때문에 가스화로의 내화재 요구 사항이 가장 높은 부분이며, 난로의 벽돌은 90 크롬 알루미늄 벽돌 (일반적으로 크롬 벽돌로 알려져 있으며, 주요 성능 매개변수는 표 1 에 나와 있습니다.
크롬 알루미늄 지르코늄 벽돌의 원료는 Cr2O3 함량이 99[wiki]%[/wiki] (체적 밀도가 5. 1g/cm3 보다 큼
이 제품은 부피밀도가 높고 (4.25g/cm3 이상), 공기공률이 낮고 (16% 미만), 실내 온도 압력이 높고 (120MPa 이상), 산화철, 실리카가 있습니다
이들은 모두 기화화화면 내화재의 요구를 만족시키기 때문에 90 Cr-Al-Zr 벽돌은 현재 기화화화화화면 내화재의 가장 좋은 선택이다.
2. 등받이 벽돌
등받이 벽돌은 영화벽돌 뒤에 위치하여 기화로의 전체 내화재에 중요한 기계적 지지 역할을 하며 고온에서 [위키] 부식성 가스의 침식을 견딜 수 있다.
12 크롬 커런덤 벽돌 (주요 성능 매개변수는 표 2 참조) 상온에서 강도가 높고 (120MPa 이상) 고순도 커런덤에 12% 이상의 산화 크롬을 넣어 제품의
3. 단열 벽돌
보온 벽돌은 지지 벽돌 뒤에 위치하여 보온 가스화로를 만들어 열 손실을 줄이고 외벽 온도를 설정값으로 유지하는 역할을 하는 좋은 에너지 절약 소재입니다. 산화 알루미늄 중공 볼 벽돌은 열전도율이 낮은 (0.8W/MK/1000 C) 을 제외하고 상온과 고온강도가 가장 좋고 불순물 함량이 매우 낮으며 내식성과 열 응력 완충력이 우수합니다.
현재 경량 단열 내화물 중 가장 좋은 재료입니다.
4. 압축성 레이어
압축성 소재는 부피밀도가 낮고 열전도율이 낮은 특징이 있어 보온성이 좋고 강도가 있어 고온에서 내부 내화재의 레이디얼 팽창을 효과적으로 완충할 수 있어 시공이 매우 편리하다.
내화 캐스터 블 (크롬 커런덤 캐스터 블, 알루미나 중공 볼 캐스터 블)
볼 상단과 콘 바닥은 크롬 커런덤 캐스터 블을 사용합니다. 벽돌에 비해 토핑은 다음과 같은 장점이 있습니다. 회색 솔기가 없으면 무결성이 좋습니다.
시공이 편리하고, 특히 복잡한 구조가 편리하고 빠르며, 시간과 노력을 절약할 수 있다.
이 토핑은 기체 침식에 강한 내성을 가지고 있으며 볼륨 밀도가 2.95g/cm3 보다 크기 때문에 기밀성이 우수합니다.
알루미나 중공 볼 캐스터 블은 보온, 에너지 절약, 시공이 편리하다는 장점이 있어 가스화로의 현장 사용에 적합하다.
넷. OMB 가압 가스화 기 라이닝 침식 메커니즘 및 절삭 모드
1. 부식 메커니즘
가스화로의 내화재의 침식은 주로 불면 크롬 알루미늄 벽돌이 얇아지는 것으로 나타났다. 실험실 작업 및 사용 후 크롬 알루미늄 벽돌 잔재 벽돌 분석에 따르면 일반적으로 침식과 박리의 두 가지 침식 방법이 있습니다.
침식은 불면 내화재가 점차 용해되어 찌꺼기가 되거나, 불면 내화재가 결합되어 용해된 후, 불면 벽돌의 표면 알갱이가 찌꺼기와 함께 떨어져 침식이 연속적이고 느린 것으로 나타났다.
박리는 주로 내화재가 불 표면에서 떨어져 흐르는 액체 찌꺼기인 특수한 단계에서 발생하는데, 이는 주로 난로온도의 급격한 변동과 압력의 갑작스러운 상승으로 내화재의 열진 안정성을 손상시켰기 때문이다.
가스화로의 실제 운행에는 또 다른 침식 메커니즘이 있다.
각종 산화물이 석탄재에 침투하여 그림 2, 3, 4 에 나와 있다.
비교를 통해 SiO2 는 반응 없이 높은 크롬 내화재 내부로 깊숙이 들어가기 쉽다는 것을 발견했다.
FeO 는 높은 크롬 내화재로 깊숙이 들어가지 않고 인접한 인터페이스 반응에서만 Fe(Cr, Al)2O4 스피넬을 생성할 수 있습니다.
CaO 의 침투와 반응은 위의 두 산화물 사이에 있다.
2. 절제 모드
기화로의 온도장과 유장은 균일하지 않고 불안정하며 심지어 불연속적이기 때문이다.
국부 고온을 초래한 원인은 매우 많다. 이로 인해 Cr2O3 -Al2O3-ZrO 내화벽돌 표면이 고온으로 제거되어 손상되고 국부 과열이 녹기 쉽다.
일반적으로, 이 절삭 손상 과정은 느리며, 난로 안의 극단적인 고온과 반응 조건에서만 제거 과정이 현저히 빨라진다.
관찰과 분석에 따르면 내화벽돌의 타식은 고온 용융 타작과 고온 산화 복원 타작으로 나눌 수 있다.
기화로의 내화벽돌의 고온 용융 제거는 주로 산소가 풍부한 지역, 핥는 불꽃 지역, 기화로의 과산화수소 작업 영역에서 발생한다.
이 세 영역/작업 조건은 모두 기화로의 국부 고온 영역에 속한다.
내화벽돌의 주성분은 Cr2O3, ZrO, Al2O3 으로 고온에서 구워 만든 것이다.
난로 안의 상온에서는 기계적 안정성이 우수하며, 일반적으로 작동 중에 내화벽돌 표면이 용융 찌꺼기로 덮여 있기 때문에 난로 안의 고온기류는 내화벽돌 표면과 직접 접촉하지 않습니다.
하지만 국부 산소가 풍부한 지역과 고온기류가 내화벽돌 표면을 직접 핥는 영역에서는 내화벽돌 표면 구조가 부드러워지고 강도가 떨어지고 내마모성과 구조의 결합 성능이 떨어지며 부분 결합이 직접 타버렸다.
내화벽돌의 타작률은 산소탄비, 버너 성능, 찌꺼기 압력, 원탄재, 회분 특성, 아치형 벽돌 모양, 가스화로의 부하 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 동시에, 내화 벽돌의 저융점 불순물은 내화 벽돌의 용융 및 제거 속도를 높입니다.
동사 (verb 의 약어) OMB 가압 가스화로의 내화재 수명을 연장하는 조치 및 주의사항
OMB 가압 가스화로의 내화재는 기화로의 장기적이고 안정적인 운행을 보장하는 관건이다.
내화재, 특히 내화면 크롬 알루미늄 벽돌의 수명을 연장하고 보장하는 방법은 가스화로의 운영 관리의 중요한 임무이다.
1. 영화벽돌의 Cr2O3 함량을 증가시켜 내식성을 높인다 (그림 5).
2. 상변화 강화 기술을 이용하여 내화재의 열진 안정성을 높인다.
기화로의 운행 과정에서 기화로의 온도는 이런저런 이유로 변동할 수 있기 때문에 내화재의 내열 충격성, 즉 고열 안정성을 요구한다.
ZrO2 기반 상전이 강화 원리, 즉 사방 ZrO2 와 단일 경사 ZrO2 사이의 상전이를 통해 3-5% 의 볼륨 효과를 동반하여 ZrO2 입자 주위에 많은 미세 균열이 형성되어 온도 변화로 인한 열 응력을 완충할 수 있습니다. 제품의 내열성을 높이고 제품의 열충격 안정성을 높이다.
내화 벽돌의 벽돌 품질을 엄격하게 통제합니다.
양질의 내화벽돌 벽돌은 내화벽돌의 장기 운행에 중요한 역할을 한다. 석조의 품질을 통제하려면 다음과 같은 몇 가지를 해야 한다.
3. 1 불면 크롬 알루미늄 벽돌의 다양한 성능 지표가 기술 요구 사항을 충족하는 동시에 크기 편차가 요구 사항을 충족하고 양수 편차가 가능한 한 많기 때문에 쌓기가 더 어렵지만 회색 솔기가 더 작다는 것을 보장할 수 있습니다.
3.2 내화벽돌을 쌓는 과정에서 벽 면의 수직 편차, 크라운 내화벽돌의 내부 지름 편차 (쉘 중심선을 기준으로 함) 및 크라운, 배럴, 찌꺼기 입구의 동일한 단면의 내부 지름 편차가 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다.
버너 벽돌은 전체 가스화 기 라이닝의 핵심 구성 요소입니다. 네 개의 노즐이 필요한 중심선은 난로체 중심선에서 교차해야 하며 편차가 크지 않습니까? 2 밀리미터
난로 안감의 수직도 공차는 얼마입니까? 3mm/3m, 총 높이 오차가 초과하지 않습니까? 6 밀리미터
내화 벽돌의 벽돌 품질을 보장하기 위해 실린더 부분의 벽돌 층은 5 층을 넘지 않고, 아치형의 벽돌 층은 2 층을 넘지 않아야 한다.
모든 회색 솔기는 반드시 충만해야 한다.
3.3 계산을 통해 적절한 확장 조인트를 예약하십시오.
방사형 팽창 후 내화벽돌이 확장 조인트 간격이 너무 작아 서로 압착되는 것을 방지하고, 확장 조인트 간격이 너무 커서 국부 채널링과 과열을 방지해야 한다.
4. 합리적인 온도 상승
오븐 곡선에 따라 엄격하게 온도를 올리다.
내화벽돌의 쌓기와 굽기는 난로체가 전체가 되어 수명을 연장하는 중요한 부분이다.
작업을 최적화합니다
5. 1 작동 온도는 내화재 침식에 매우 중요하다.
작동 시 작동 온도를 엄격하게 제어해야 한다.
일반 작동 온도는 석탄회 융점 FT 보다 50-80 C 높다.
온도가 너무 높으면 내화벽돌에 강한 손상을 입힐 수 있다.
5.2 혼합 연소된 석탄을 선택하여 난로 찌꺼기의 성분을 통제하고, 회융점을 보장하는 기초 위에서 난로 석탄의 Ca, Fe, Mg 함량을 엄격하게 제어하여 난로 찌꺼기의 부식성을 낮춘다.
5.3 각종 공예 지표를 안정시키고 기화로의 운행 주기를 연장하여 난로온도의 급격한 변동과 압력이 급상승하는 것을 방지하고 열진 안정성이 내화재에 미치는 피해를 줄인다.
6. 비상 처리
비정상적인 상황 (예: 압력 상승과 하강, 차량 트립 등). 시작 및 중지 과정에서 적절하게 처리해야 한다. 부적절한 처리 (예: 압력, 온도 변동 등) 를 하면 난로에 약간의 손상을 입힐 수 있다.
자동동사 끝말
OMB 가압 가스화 기술은 점점 성숙해지고 있다. 내화 재료에 대한 인식이 높아짐에 따라 운영자의 조작 수준이 크게 향상되었고 경험도 어느 정도 축적되어 내화재의 사용 수명이 현저히 연장되었다.
현재 기화로의 아치형 내화벽돌의 수명은 이미 10000 시간을 초과했고, 내화벽돌의 침식률은 현저히 낮아져 기화 시스템의 장기, 안전, 안정, 효율적인 운행을 위한 견고한 토대를 마련했다.
하지만 기화로의 내화벽돌의 수명을 연장하는 데는 아직 많은 공간이 남아 있어 우리가 더 노력해야 돌파할 수 있다.
참고
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