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受工作环境影响,干熄焦装置损毁主要问题及原因如下:
柱部的异常损毁及寿命低。斜道区域损坏机理受诸多因素影响,下面结合干熄炉的具体结构、生产工况以及耐材特性进行相应剖析。1)预存室设计过大、结构不合理,重力破坏较大。2)斜道区受焦炭及循环气体冲刷和磨损严重,砖泥强度减弱、剥离,砖体磨损。3)斜道支柱结构及砖型设计不合理,斜道支柱承重受力点不合理。4)耐材选材不合理,实物质量波动。5)耐火泥的强度黏合性能较差、强度低,高温指标要求高、材料低温不烧结强度低,火泥性能设计不好对膨胀的应力吸收不足。6)砌筑不均匀,承重受力点位置不合理,使牛腿不能均匀受力;受力点前移会造成牛腿上部层受力加重前倾断裂。7)反复升降温、焦粉燃烧温度过高造成耐材冷热膨胀收缩加剧,加速破损。8)施工质量不佳、烘炉操作不合理也会加剧耐火材料砌体的结构应力、热应力,导致加剧损毁综上所述,干熄焦炉柱部结构设计、耐材选择、耐材实物质量、柱部砌筑、烘炉模式、干熄焦运行质量是影响柱部耐材的关键因素。结构方面通过NSC、JSP两种设计类型对比可看出受力差异;干熄焦的斜烟道倾角与D/H比也影响受力状态;在干熄焦炉的发展过程中,耐材的两砖拼对式早已改为整砖或整砖与对拼结合,环樑玄拱在焦耐工程设计中已由平拱改为玄拱。
干熄焦环形烟道倒塌。1)高速气流冲刷,导致火泥层脱落,砌体结合性变差、气密性减弱导致串流。2)耐火砖急冷急热产生热应力,内环墙在生产状态下,大量的内应力没有释放,因焦炭的侧压力造成内环墙外凸。3)环形烟道内吸入冷空气燃烧过量CO时,温度升高对环形烟道耐火砖产生影响,导致耐火砖开裂,强度降低,砌体结构破坏。4)料位控制太低,装焦炭时对内墙产生冲击作用。5)烟气中的CO、水蒸气等的化学侵蚀。6)爆燃或爆炸。若采用投红焦烘炉,必须注意析出的水分与红焦反应产生大量氢气和一氧化碳。当预存室温度达到℃左右时,若有空气窜入,将引发爆炸造成严重的后果。某焦化厂曾在烘炉过程中发生炉内气体爆炸,将中栓集箱炸裂。7)未按设计图纸施工,砖量减少、砖缝太大。施工质量影响墙体的密封性、稳定性和整体完整性;垂直度、同心度,灰缝宽度、火泥饱满度等指标不符合砌筑规程,耐火砖出现滑缝位移,导致炉墙存在缺陷,其使用寿命受到影响。
冷却带磨损。干熄室冷却带耐火砖损毁主要是磨损工作层变薄及剥落,其原因主要有:1)焦炭运动机械冲刷磨损。2)温差变化产生的热应力导致的热剥落。3)焦粉、循环气体与砖体产生化学反应引起砖体侵蚀损坏。4)排焦不均匀造成温差变化产生炉墙破裂。从破损调查的情况看,冷却带耐火材料必须在保持抗热震性的前提下提升耐磨性;国内不同厂家都有过类似改进。但采用浇注料浇注填补的方式会改变干熄炉圆周直径,影响气流在炉内的走向及速度,造成排焦产生偏析,影响熄焦效果。
炉口耐火砖破裂。炉口损毁主要是工作层耐火砖剥落、碎裂、砖体粉化。其主要原因是工作温度高,频繁开启炉盖,温度变化频繁;同时在盖炉盖时,水封槽内水溢出溅到工作层耐火砖上,这样工作层耐火砖在急冷急热的条件下产生热应力,在热冲击循环作用下,耐火砖材料先出现开裂、剥落,然后碎裂,最终整体损坏;水及水蒸气进入干熄炉内,在可燃气体浓度升高的同时,材料接触水蒸气(导致耐材粉化,特别是对碳化硅砖的影响更大。
次除尘上部、侧墙耐火材料脱落。一次除尘的侧墙塌陷主要来自结构设计、施工、耐材质量及运行稳定性等原因导致的墙体耐材变形内倒、热震剥落及顶部耐材热剥落、断裂脱落。
烟气出口、锅炉人口膨胀节烧穿。膨胀节损毁主要是膨胀节侧墙和弧形顶部浇注料脱落、烧穿其保护罩,除耐材质量外其根本原因主要有:1)浇注料结构,由工作层和隔热层构成,设计不合理。2)浇注料施工存在一定问题,伸缩节两边的膨胀缝耐火填充物填塞不密实。3)烘炉开工升温速度的影响。4)一次除尘器系统泄漏的影响。5)在生产过程中,为了保持产气量和发电量等需要,加大循环气体量,长期大循环风量生产导致锅炉入日温度骤然下降。另外,为了降低循环气体中CO、H2,、CH4的含量导入空气进行燃烧,燃烧部位主要发生在一次除尘器入口、锅炉入口,导致锅炉入口温度骤然上升,这种温度的骤变导致膨胀节浇注料松动开裂甚至脱落。
耐火砖结瘤。结瘤后直接影响耐火材料使用寿命,预防措施是提高焦炭的成熟度和结焦时间,砌筑时使干熄炉内耐火砖保持清洁光滑。
总体上来看,我国干熄焦装置的主要运行、耐材异常损毁问题的宏观原因是:(1)设计参数缺乏理论和实验支撑;(2)施工质量控制及运行方面的原因;(3)材质的选择,干熄焦在设计和施工中,要充分考虑各种材质的受力能力,多方论证;(4)耐火材料的实物质量及质量稳定性问题。#耐火砖#