一種氣流床氣化爐拱頂耐火襯里的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣流床煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種氣流床氣化爐拱頂耐火襯里結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣流床煤氣化技術(shù)是煤化工行業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)和龍頭技術(shù)。無(wú)論是國(guó)產(chǎn)的多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)還是引進(jìn)的美國(guó)GE(Texaco)水煤漿氣化技術(shù)，其核心設(shè)備氣化爐的氣化/燃燒室多采用耐火磚結(jié)構(gòu)襯里。氣化爐耐火磚使用壽命的長(zhǎng)短直接決定著氣化爐的運(yùn)行周期及裝置的運(yùn)行費(fèi)用。在已投運(yùn)的氣化裝置中，層出現(xiàn)過(guò)因?yàn)闋t壁或拱頂超溫導(dǎo)致的氣化爐緊急停車(chē)現(xiàn)象，影響了裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。因此，合理設(shè)計(jì)耐火磚結(jié)構(gòu)是避免爐壁或拱頂超溫，延長(zhǎng)耐火磚使用壽命的重要保障。
[0003]氣化爐內(nèi)筒體耐火磚一般分為3層，最內(nèi)層為向火面鉻鋁鋯磚，第二層為鉻鋁磚，第三層為氧化鋁磚。而氣化爐拱頂耐火磚的設(shè)計(jì)一般為一層向火面耐火磚再加澆注料，若澆注料在筑爐過(guò)程中控制不當(dāng)易形成竄氣通道導(dǎo)致氣化爐拱頂超溫，頻繁地更換拱頂耐火磚和澆筑料不僅是對(duì)原料成本的浪費(fèi)，對(duì)施工的要求也將更加嚴(yán)格。氣化爐直筒段耐火磚的使用壽命相對(duì)較高，在20000小時(shí)左右，而渣口耐火磚和拱頂耐火磚的使用壽命相對(duì)較短，一般為直筒段耐火磚使用壽命的1/2?1/4。目前主流的氣流床水煤漿氣化爐，其熔渣和合成氣并流向下穿過(guò)氣化/燃燒室，在氣化爐拱頂區(qū)域形成回流區(qū)或折返流區(qū)，氣化爐拱頂向火面耐火磚更容易受到高溫合成氣、熔渣、飛灰顆粒物等的沖刷、侵蝕，蝕損速率是其它部位的2倍左右，影響了整體耐火磚的使用壽命。此外，氣化爐的開(kāi)停車(chē)操作產(chǎn)生的熱沖擊等原因也會(huì)進(jìn)一步加劇耐火磚不斷減薄，整體熱阻不斷減小，導(dǎo)致氣化爐拱頂溫度升高，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣化爐停車(chē)，給生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。
[0004]目前使用的氣化爐耐火磚主要為鉻鋁鋯磚，其造價(jià)高、易產(chǎn)生污染，廢棄的耐火磚處理難度大，因此，氣化爐耐火磚在使用過(guò)程中需提高利用率，延長(zhǎng)耐火磚的使用壽命。通過(guò)合理的拱頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅可以延長(zhǎng)氣化爐耐火磚使用壽命，還可以降低氣化爐停車(chē)幾率。因此，拱頂耐火襯里的結(jié)構(gòu)形式對(duì)選擇氣流床水煤漿氣化技術(shù)的煤化工企業(yè)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明基于現(xiàn)代煤化工企業(yè)中日益完善并廣泛使用的氣流床水煤漿氣化爐，為克服上述現(xiàn)有技術(shù)在氣化爐運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的拱頂或爐壁溫度偏高、拱頂耐火磚壽命短等缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命高的氣流床水煤漿氣化爐拱頂耐火襯里結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路如下:
[0007](I) 一種氣流床氣化爐拱頂耐火襯里，該拱頂結(jié)構(gòu)由兩層耐火磚和澆注料組成，兩層耐火襯里分別為設(shè)置在內(nèi)層的拱頂向火面耐火磚和設(shè)置在中層的背襯耐火磚，所述拱頂耐火磚與氣化爐筒體直段耐火磚圓滑過(guò)渡；為進(jìn)一步延長(zhǎng)拱頂耐火磚的使用壽命，還可以將拱頂向火面耐火磚做加厚處理，加厚的拱頂耐火磚與筒體直段耐火磚仍為圓滑過(guò)渡，僅在拱頂過(guò)渡段異型耐火磚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化，在向火面?zhèn)缺Ａ羝交倪^(guò)渡面，盡量減少因拱頂耐火磚局部突起引起的氣化爐拱頂處流場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化。拱頂向火面耐火磚內(nèi)側(cè)整體采用圓弧形結(jié)構(gòu)或錐形結(jié)構(gòu)且平滑過(guò)渡，可以降低氣化/燃燒室產(chǎn)生的高溫液態(tài)熔渣的侵蝕和磨損，延長(zhǎng)氣化爐拱頂向火面耐火磚的使用壽命；
[0008](2)兩層耐火磚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及氣化爐拱頂殼體內(nèi)錨件的設(shè)置都為澆注料的固定提供了支撐，可以滿(mǎn)足氣化爐拱頂向火面耐火磚和澆注料的部分更換或者分段更換。設(shè)置的耐火纖維隔層可以實(shí)現(xiàn)對(duì)澆注料進(jìn)行逐層分段拆卸，減少了氣化爐拱頂耐火襯里更換的工作量；
[0009](3)在拱頂過(guò)渡段異型耐火磚上表面設(shè)計(jì)有凸臺(tái)，與上一層相鄰耐火磚的凹槽相匹配，同時(shí)該表面可以水平或向上傾斜設(shè)計(jì)，避免拱頂向火面耐火磚脫落。
[0010]具體技術(shù)方案如下:
[0011]一種氣流床氣化爐拱頂耐火襯里，所述拱頂耐火襯里從內(nèi)向外依次由拱頂向火面耐火磚1、背襯耐火磚2和澆注料3組成，拱頂向火面耐火磚I與垂直分布的筒體直段耐火磚13平滑過(guò)渡連接。
[0012]所述拱頂向火面耐火磚I在靠近所述氣流床氣化爐的中心軸一側(cè)由加厚結(jié)構(gòu)形成拱頂向火面耐火磚加厚層11 ;在所述拱頂向火面耐火磚I與所述筒體直段耐火磚13之間具有拱頂過(guò)渡段異型耐火磚12，所述拱頂過(guò)渡段異型耐火磚12支撐所述拱頂耐火襯里并與所述筒體直段耐火磚13平滑過(guò)渡連接。
[0013]所述拱頂過(guò)渡段異型耐火磚12支撐拱頂耐火襯里的上部表面為水平面或向上傾斜的斜面，傾斜角度Θ為O?30°，在所述上部表面設(shè)置有與上一層拱頂向火面耐火磚I的凹槽相匹配的凸塊14，防止耐火磚脫落。
[0014]所述Θ不為O。
[0015]所述澆注料在筑爐過(guò)程中設(shè)置有分層隔斷所述澆注料的耐火纖維隔層31，隔斷的層數(shù)為I?10層。
[0016]所述氣流床氣化爐的拱頂殼體4內(nèi)焊接有固定所述澆注料的金屬錨件41，更換氣化爐拱頂向火面耐火磚I時(shí)，可以不拆除或部分拆除背襯耐火磚2和澆注料3。
[0017]所述金屬錨件41沿所述氣流床氣化爐的周向均勻布置，每周設(shè)置10?200個(gè)，自上而下設(shè)置I?10層。
[0018]本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)氣化爐拱頂耐火磚設(shè)置為兩層，拱頂向火面耐火磚內(nèi)側(cè)為圓弧形平滑過(guò)渡，流場(chǎng)結(jié)構(gòu)更為合理，降低氣化爐拱頂高溫合成氣與熔渣的卷吸作用，減緩對(duì)拱頂耐火磚的沖蝕，延長(zhǎng)拱頂耐火磚的使用壽命，提高氣化爐操作的穩(wěn)定性；
[0020](2)拱頂向火面耐火磚在損壞或磨損嚴(yán)重需要更換時(shí)可僅更換拱頂向火面耐火磚，全部或部分保留中間層背襯耐火磚和澆注料，減少了更換耐火磚的工作量，節(jié)約了成本；
[0021](3)氣化爐殼體內(nèi)部焊接的錨件可以使?jié)沧⒘吓c氣化爐殼體結(jié)合在一起，澆注料分層隔斷的設(shè)計(jì)減少了澆注料更換時(shí)的工作量，避免傳統(tǒng)更換拱頂耐火磚時(shí)澆注料全部重新注入，降低了筑爐過(guò)程中可能出現(xiàn)的澆注料未搗實(shí)等原因而引起氣化爐竄氣的幾率；
[0022](4)拱頂耐火磚還可進(jìn)行加厚處理，自拱頂過(guò)渡段支撐耐火磚開(kāi)始平滑過(guò)渡