CN103011859A - 干熄焦装置中高温膨胀节耐磨隔热材料及其喷涂方法 - Google Patents

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卢培山
李春燕
史小龙
李小清
赵磊
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Abstract

干熄焦装置中的高温膨胀节耐磨隔热材料，其特征是：所述高温膨胀节内衬材料的干料为轻质莫莱石材料，轻质莫莱石材料的粒度按质量百分比为：5-10mm的10-15％、3-5mm的20-25％、1.5-3mm的10-15％、1-1.5mm的40-45％、＜1mm的10-15％；喷涂方法是：上述干料按所述粒度比例放入搅拌机中搅拌，使其均匀混合；开启空气压缩机，使出口压力达到0.5Mpa-0.8 Mpa，按照干料与水的质量比为100：20-23的比例，在压缩空气的作用下均匀的喷吹成雾状喷出，均匀喷涂在干熄焦装置中的高温膨胀节部位；C、喷涂采用分层喷涂方法，每次喷涂厚度为48-52mm，每次喷涂间隔时间为3-3.5小时，最终喷涂层达400mm-450mm。本发明喷涂时采用分层喷涂方法，防止干熄焦装置中的高温膨胀节拱顶区喷涂太厚，而材料因自重产生下沉，出现裂缝，延长了高温膨胀节的使用寿命。

Description

干熄焦装置中高温膨胀节耐磨隔热材料及其喷涂方法
技术领域
本发明属于含碳物料的干馏---生产煤气、焦炭、焦油或类似物领域。
背景技术
高温膨胀节是衔接干熄炉、一次除尘器和锅炉之间的关键设备，吸收并减缓三者因高温膨胀而引起的变形量，相当于一个缓冲装置。干熄焦系统有2个高温膨胀节，分别处于干熄炉出口处和锅炉入口处、高温膨胀节外观为波纹型结构，其主体材质为不锈钢SUS316L，内衬由隔热浇注料和高铝质耐磨浇注料分层浇注而成。波纹管结构可有效地吸收空间全方位的变形量，内部的隔热浇注料和高铝质耐磨浇注料 在科学的升温条件下其强度大幅提高，避免高温循环气体对高温膨胀节的冲刷，有效的保护了高温膨胀节的本体，提高了使用寿命。
在干熄焦正常生产情况下，高温膨胀节外部温度应低于150℃。随着干熄焦装置长期连续生产运行，高 温膨胀节温度逐渐升高，经常出现超温且温度持续居高不下现象，导致高温膨胀节内部隔热浇注料和高铝质耐磨浇注料 开裂脱落，最终导致高温膨胀节破损泄漏，使干熄焦工艺气体循环系统异常波动，严重影响干熄焦正常生产，迫使干熄焦停产提前进行检修。
高温膨胀节破损的具体原因为：
1）通过对现场脱落后的浇注料残留块状物观察及现场工作环境分析，并对轻质莫莱石材料与高铝质耐磨浇注料 性能指标对比情况，两种材料性能指标的对比分析可以看出，高铝质耐磨浇注料ZCH027的烧后线性变化率、耐磨性以及安全使用温度等指标均优于轻质莫莱石材料，但是其体积密度却较大，而体积密度指标在现场浇注过程中是最为关键的指标，若体密太大极易造成浇注料下垂，与锚固爪分离，这也是导致高铝质耐磨浇注料脱落的最主要原因。
2）高温膨胀节内衬浇注料设计为内外两层，内层为隔热浇注料，外层为高铝质耐磨浇注料，均由不锈钢锚固爪进行锚固，内层顶部厚度350mm，外层顶部厚度150mm，该设计在工艺及结构理论上很科学，但在材料学上却不合理，两种材质的线性变化率、体密及膨胀率相差较大，这在干燥升温过程中必然引起两种浇注料间的结合面开裂，从而导致外层高铝质耐磨浇注料松动裂缝。
3）一次除尘器系统位于干熄焦系统的负压区段，因该区段泄漏致使大量空气进入系统，进入系统的空气与循环气体在环形烟道中未燃烧的一氧化碳、氢气、甲烷、焦粉等进行二次燃烧，产生大量的热量，造成锅炉入口处温度偏高，该处实际温度远高于锅炉入口温度的高限980℃，再加上含有焦粉的循环气体的高速冲刷，使高温膨胀节内衬的高铝质耐磨浇注料开始松动开裂甚至脱落。一氧化碳、氢气、甲烷、焦粉等燃烧产生的热量如下：
C + O2  = CO2             Q放= 393  KJ/mol
2H2 +O2 = 2H2O             Q放= 572  KJ/mol
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O      Q放= 890  KJ/mol
2CO+ O2 = 2CO2             Q放= 566  KJ/mol
4）在烘炉及正常生产过程中，循环系统的频繁启停以及锅炉入口温度的大幅变化，使得高温膨胀节内衬浇注料由于温度场的变化而产生开裂松动，这都严重影响高温膨胀节的使用寿命。
发明内容：
本发明的目的是提供一种随着干熄焦装置长期连续生产运行，高温膨胀节温度逐渐升高，在超温且温度持续居高的情况下，不会导致高温膨胀节破损出现泄漏，提高高温膨胀节使用寿命的喷涂耐磨隔热材料及其喷涂方法。
干熄焦装置中的高温膨胀节耐磨隔热材料，其特征是：所述高温膨胀节内衬材料的干料为轻质莫莱石材料，轻质莫莱石材料的粒度按质量百分比为：5-10mm的10~15％、3-5mm的20-25％、1.5-3mm的10-15％、1-1.5mm的40-45％、＜1mm的10-15％；
上述干熄焦装置中的高温膨胀节耐磨隔热材料的喷涂方法是：
a、所述高温膨胀节耐磨隔热材料的干料按上述粒度比例放入搅拌机中搅拌10分钟，使其均匀混合；
b、开启空气压缩机，调整出口风压，使出口压力达到0.5Mpa-0.8 Mpa，按照干料与水的质量比为100：20-23的比例，水由搅拌机的压力水泵打入到喷枪出料管内，所述高温膨胀节耐磨隔热材料由压缩空气喷吹到喷枪出口处，与水在喷枪出口处混合，在压缩空气的作用下均匀的喷吹成雾状喷出，均匀喷涂在干熄焦装置中的高温膨胀节部位；
C、喷涂采用分层喷涂方法，每次喷涂厚度为48-52mm，每次喷涂间隔时间为3-3.5小时，最终喷涂层达400mm-450mm。
本发明的优点是：
1）调整内衬耐磨隔热料材质。针对干熄焦装置运行中高温膨胀节变形开孔泄漏及内部浇注料不同程度脱落现象，通过对两类材料性能指标的对比以及结合环境工况综合分析，将原设计的由隔热浇注料与高铝质耐磨浇注料分层使用，改变为由一种轻质莫来石内衬材料，从根本上解决了其下垂松动的弊端。
2）优化施工方案。采用新的压力喷涂工艺取代原浇注工艺，喷涂时采用分层喷涂方法，是为了防止拱顶区喷涂太厚，而材料因自重产生下沉，出现裂缝，从而影响高温膨胀节的正常使用。
3）耐磨隔热材料与原有的浇注材料性能指标对比
Figure BDA0000259045631
附图说明：
图1是本发明干熄焦装置中的高温膨胀节材料的喷涂工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
干熄焦装置中的高温膨胀节耐磨隔热材料，其特征是：所述高温膨胀节内衬材料的干料为轻质莫莱石材料，轻质莫莱石材料的粒度按质量百分比为：5-10mm的10％、3-5mm的25％、1.5-3mm的13％、1-1.5mm的40％、＜1mm的12％；
上述干熄焦装置中的高温膨胀节材料的制备方法和喷涂方法是：
a、所述高温膨胀节材料的干料即轻质莫莱石材料按上述粒度比例从投料口放入搅拌机中搅拌10分钟，使其均匀混合；
b、开启空气压缩机，调整出口风压，使出口压力达到0.5Mpa，按照干料与水的质量比为100：20的比例，水由压力水泵打入到喷枪出料管内，耐磨隔热材料由压缩空气喷吹到喷枪出口处，与水在喷枪出口处混合，在压缩空气的作用下均匀的喷吹成雾状喷出，喷涂在干熄焦装置中的高温膨胀节部位；
c、喷涂时采用分层喷涂方法，喷涂厚度为48mm，喷涂间隔时间为3.5小时，最终喷涂层达420mm。
通过测试，上述干熄焦装置中的高温膨胀节材料的性能指标如下：
Figure BDA0000259045632
实施例2
干熄焦装置中的高温膨胀节耐磨隔热材料，其特征是：所述高温膨胀节材料的干料为轻质莫莱石材料，轻质莫莱石材料的粒度按质量百分比为：5-10mm的12％、3-5mm的20％、1.5-3mm的12％、1-1.5mm的42％、＜1mm的14％；
上述干熄焦装置中的高温膨胀节材料的制备方法和喷涂方法是：
a、所述高温膨胀节材料的干料即轻质莫莱石材料按上述粒度比例从投料口放入搅拌机中搅拌10分钟，使其均匀混合；
b、开启空气压缩机，调整出口风压，使出口压力达到0.5Mpa，按照干料与水的质量比为100：21的比例，水由压力水泵打入到喷枪出料管内，耐磨隔热材料由压缩空气喷吹到喷枪出口处，与水在喷枪出口处混合，在压缩空气的作用下均匀的喷吹成雾状喷出，喷涂在干熄焦装置中的高温膨胀节部位；
c、喷涂时采用分层喷涂方法，喷涂厚度为49mm，喷涂间隔时间为3.5小时，最终喷涂层达420mm。
通过测试，上述干熄焦装置中的高温膨胀节材料的性能指标如下：
Figure BDA0000259045633
实施例3
干熄焦装置中的高温膨胀节耐磨隔热材料，其特征是：所述高温膨胀节材料的干料为轻质莫莱石材料，轻质莫莱石材料的粒度按质量百分比为：5-10mm的13％、3-5mm的21％、1.5-3mm的10％、1-1.5mm的41％、＜1mm的15％；
上述干熄焦装置中的高温膨胀节材料的喷涂方法是：
a、所述高温膨胀节材料的干料即轻质莫莱石材料按上述粒度比例放入搅拌机中搅拌10分钟，使其均匀混合；
b、开启空气压缩机，调整出口风压，使出口压力达到0.5Mpa，按照干料与水的质量比为100：23的比例，水由压力水泵打入到喷枪出料管内，耐磨隔热材料由压缩空气喷吹到喷枪出口处，与水在喷枪出口处混合，在压缩空气的作用下均匀的喷吹成雾状喷出，喷涂在干熄焦装置中的高温膨胀节部位；
c、喷涂时采用分层喷涂方法，喷涂厚度为52mm，喷涂间隔时间为3.5小时，最终喷涂层达450mm。
通过测试，上述干熄焦装置中的高温膨胀节材料的性能指标如下：

Claims (2)

1.干熄焦装置中的高温膨胀节耐磨隔热材料，其特征是：所述高温膨胀节内衬材料的干料为轻质莫莱石材料，轻质莫莱石材料的粒度按质量百分比为：5-10mm的10~15％、3-5mm的20-25％、1.5-3mm的10-15％、1-1.5mm的40-45％、＜1mm的10-15％。
2.一种如权利要求1所述的干熄焦装置中的高温膨胀节耐磨隔热材料的喷涂方法，其特征是：
a、高温膨胀节耐磨隔热材料的干料按权利要求1所述的粒度和质量百分比的比例放入搅拌机中搅拌10分钟，使其均匀混合；
b、开启空气压缩机，调整出口风压，使出口压力达到0.5Mpa-0.8 Mpa，按照干料与水的质量比为100：20-23的比例，水由搅拌机的压力水泵打入到喷枪出料管内，所述高温膨胀节耐磨隔热材料由压缩空气喷吹到喷枪出口处，与水在喷枪出口处混合，在压缩空气的作用下均匀的喷吹成雾状喷出，均匀喷涂在干熄焦装置中的高温膨胀节部位；
c、喷涂采用分层喷涂方法，每次喷涂厚度为48-52mm，每次喷涂间隔时间为3-3.5小时，最终喷涂层达400mm-450mm。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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