作者/来源：宋丹丹，张本凤，马宏波，张建胜（清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室 ，北 京 100084） 日期： 2017-05-02 点击率：1640
摘要：根据气化炉耐火砖与水冷壁上使用耐火材料的成分的差别，结合灰渣化学成分以及水煤浆和干粉进料气化炉运行时炉壁的挂渣情况，从化学侵蚀、熔渣冲蚀、热应力变化等角度分析耐火材料在气化炉运行过程中的变化，探讨耐火材料在气化炉高温和熔渣情况下产生蚀损的机理，提出延长耐火材料使用寿命的建议以及气化操作注意事项。
关键词：气化炉 耐火材料 蚀损
对于当前运行的气流床煤气化装置， 无论是水煤浆进料还是干粉进料，气化炉燃烧室的温度都处于煤的灰熔点以上， 因此必须采取一定的隔热措施以保护气化炉承压壳体。 按照采用的隔热措施不同，可将这类气流床气化炉分为两类，即耐火砖型与水冷壁型。 前者使用的隔热材料为耐火砖，主要成分为 Cr2O3，其含量多在 80％～95％，其余成分为 Zr O2、Al2O3、Si O2、Fe2O3等，水煤浆进料的气化技术多为该型式气化炉［1－4］。后者采用水冷壁隔热，并在水冷壁上敷设耐火材料涂层，主要成分为Si C，含量一般在 75％以上，其余成分为 Al2O3、Si O2等，干粉进料的气化技术多为该型式气化炉［5］。 清华大学开发的清华炉气化技术是唯一将水煤浆进料和水冷壁炉结合的气化技术。
不论耐火砖型还是水冷壁型气化炉，“以渣抗渣”均是其耐火材料自我保护的重要方式，炉壁挂渣情况好坏对耐火材料蚀损会产生明显影响［6］。根据理论实验研究及运行表明，气化炉内的渣层以固定渣层及流动渣层 2 种形式存在。从目前实际运行的气化炉看，两种不同类型的气化炉保护形式，其耐火材料在气化炉内的高温、高压和熔渣存在的苛刻工况下发生蚀损和剥落的程度不同。对于耐火砖型气化炉来说，由于耐火砖相比于水冷壁的热阻大很多，运行过程中积蓄热量较多，因此，即使对于相同的操作温度，耐火砖层内表面的温度也会高于水冷壁耐火涂层内表面的温度，而且可能高于灰渣熔融温度，导致无法形成固态渣层，“以渣抗渣”的自我保护能力较差，耐火砖本体遭遇侵蚀的机会加大。
由于气化炉内工况复杂，炉温波动较难控制，使得化学侵蚀、气流及熔渣侵蚀、热应力破坏成为气化炉耐火材料蚀损的主要原因。 针对耐火材料在实际运行中存在的蚀损问题进行分析研究，对于气化炉的实际操作运行具有重要意义。
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