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】
[〇〇〇1] 本實用新型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)。無論是國產(chǎn)的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)還是引進(jìn)的美國GECTexaco)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短直接決定著氣化爐的運行周期及裝置的運行費用。在已投運的氣化裝置中，層出現(xiàn)過因為爐壁或拱頂超溫導(dǎo)致的氣化爐緊急停車現(xiàn)象，影響了裝置的長周期穩(wěn)定運行。因此，合理設(shè)計耐火磚結(jié)構(gòu)是避免爐壁或拱頂超溫，延長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)計一般為一層向火面耐火磚再加澆注料，若澆注料在筑爐過程中控制不當(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原料成本的浪費，對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較高，在20000小時左右，而渣口耐火磚和拱頂耐火磚的使用壽命相對較短，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，氣化爐的開停車操作產(chǎn)生的熱沖擊等原因也會進(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)重時會導(dǎo)致氣化爐停車，給生產(chǎn)帶來巨大損失。
[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程中需提高利用率，延長耐火磚的使用壽命。通過合理的拱頂結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅可以延長氣化爐耐火磚使用壽命，還可以降低氣化爐停車幾率。因此，拱頂耐火襯里的結(jié)構(gòu)形式對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。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于以上問題，本實用新型基于現(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)在氣化爐運行過程中出現(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)問題，本實用新型的設(shè)計思路如下：
[0007](1) —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渡；為進(jìn)一步延長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渡，僅在拱頂過渡段異型耐火磚的結(jié)構(gòu)設(shè)計上進(jìn)行優(yōu)化，在向火面?zhèn)缺Ａ羝交倪^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現(xiàn)對澆注料進(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)在拱頂過渡段異型耐火磚上表面設(shè)計有凸臺，與上一層相鄰耐火磚的凹槽相匹配，同時該表面可以水平或向上傾斜設(shè)計，避免拱頂向火面耐火磚脫落。
[〇〇1〇]具體技術(shù)方案如下：
[0011]—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1與垂直分布的筒體直段耐火磚13平滑過渡連接。
[0012]所述拱頂向火面耐火磚1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1與所述筒體直段耐火磚13之間具有拱頂過渡段異型耐火磚12,所述拱頂過渡段異型耐火磚12支撐所述拱頂耐火襯里并與所述筒體直段耐火磚13平滑過渡連接。
[0013]所述拱頂過渡段異型耐火磚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為〇?30°，在所述上部表面設(shè)置有與上一層拱頂向火面耐火磚1的凹槽相匹配的凸塊14,防止耐火磚脫落。
[0014]所述Θ不為〇。
[0015]所述澆注料在筑爐過程中設(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1?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1時，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，自上而下設(shè)置1?10層。
[0018]本實用新型具有以下技術(shù)優(yōu)點：
[0019](1)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)為圓弧形平滑過渡，流場結(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，減緩對拱頂耐火磚的沖蝕，延長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)計減少了澆注料更換時的工作量，避免傳統(tǒng)更換拱頂耐火磚時澆注料全部重新注入，降低了筑爐過程中