CN103642529B - 煤气化炉局部烘炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了煤气化炉局部烘炉方法，包括以下步骤：在煤气化炉内浇筑耐火衬里，浇筑完后，在气化炉内搭设局部烘炉炉膛及脚手架操作平台；在耐火衬里浇筑完后，在炉膛外围进行保温棉铺设；在炉膛内采用框式电加热辐射板升温，水冷壁外部采用缠绕电加热绳对新浇筑耐火衬里进行烘炉，热电偶分别布置于炉膛内、耐火衬里内和水冷壁上；待电加热辐射板安装好后，封闭人孔，通电升温，进行烘炉，升温、恒温、恒温后的冷却，烘炉结束，撤除电加热辐射板。针对气化炉内壁耐火泥局部烘炉，施工工期短，将气化炉经修复的多个内壁耐火泥面，形成一个整体进行烘炉，有效地解决了烘炉过程中因受热不均匀，热膨胀量不一致给气化炉膜式水冷壁造成的损害。

Description

煤气化炉局部烘炉方法

技术领域

本发明涉及一种气化炉烘炉方法，尤其涉及一种煤气化炉局部烘炉方法。

背景技术

目前，煤气化技术已在国内得到广泛应用，气化炉是煤气化装置中的关键核心设备。壳牌气化炉采用独特的内外双层结构，外壳为压力容器,内件为膜式水冷壁结构，内外之间有一较大的环形空间。内件采用膜式水冷壁结构,使气化炉能够承受较高的温度；通过内件与环形空间的连通将压力转至压力容器外壳上，煤气化装置能否安全、长周期稳定运行，气化炉能否正常工作起到相当大的作用。在遇到煤粉品质及流速有问题或操作控制不当的情况下，气化炉炉膛挂渣不好，水冷壁局部温度过高，易使气化炉内壁耐火层脱落，从而导致气化炉水冷壁过烧或爆管，造成生产事故。 

壳牌煤气化炉的操作温度为1300～1700℃，操作压力为4.0 MPa。在正常生产中,煤气化炉出现故障将导致生产装置全系统停车，严重影响生产。壳牌煤气化炉衬里还必须经受频繁开停车的考验，即从冷态至1500℃以上高温的反复过程而不产生裂纹缺陷,这就要求衬里材料具有良好的抗热稳定性。烘炉是不定形耐火材料施工和使用中的关键环节。其作用主要是排除衬体中的游离水、化学结合水和获得高温使用性能。烘炉得当，能提高窑炉及热工设备的寿命，改进材料的抗磨蚀性能，否则，水分排除不畅通，将使衬体产生裂纹，降低强度，严重时甚至引起衬体的剥落或爆炸事故。

因此在壳牌煤气化炉内常出现局部耐火泥脱落情况，气化炉内耐火泥进行局部修补后，必须在48小时固化期结束后对耐火泥进行烘干施工处理，气化炉烘炉质量的优劣直接影响气化炉的寿命和装置的安全生产。

常规烟气烘炉是对整个气化炉内进行加热烘炉，工期长，费用高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种煤气化炉局部烘炉方法。该烘炉方法施工工期短，特别适用于局部小面积耐火泥修复后的烘干。

本发明采用的技术方案是：

煤气化炉局部烘炉方法，包括以下步骤：

a、在煤气化炉内浇筑耐火衬里，待耐火衬里浇筑完后，在气化炉内搭设局部烘炉炉膛及脚手架操作平台；

b、在耐火衬里浇筑完后，自然干燥开始前，在炉膛外围进行保温棉铺设；

c、将热处理控制箱固定在人孔的检修平台上；

d、在炉膛内采用框式电加热辐射板升温，水冷壁外部采用缠绕电加热绳对新浇筑耐火衬里进行烘炉，热电偶分别布置于炉膛内、耐火衬里内和水冷壁上；

e、待电加热辐射板安装好后，调整热处理控制箱参数，封闭人孔，通电升温，进行烘炉，升温速度控制在5～15℃/h范围内，恒温温度控制在415±15℃，恒温时间7-9小时，恒温后的冷却速度应控制为≤50℃/h，温度降至50℃以下后，关掉总电源，烘炉结束，撤除电加热辐射板。

在b步骤中，将保温棉包覆在烘炉段水冷壁外壁上，并在上顶和下底部分均覆盖保温棉。

在d步骤中，电辐射加热板的分布采用六边形布置，与耐火衬里的间距480-520mm，在水冷壁的外表面缠绕电加热绳5-7根。

在e步骤的烘炉过程中，炉膛内，其温度必须≤500℃，耐火衬里内，其温度应控制在360℃～430℃范围之间，水冷壁上，其温度应控制在430℃以内，内件和压力容器间的金属温差≤100℃。

在e步骤中，通电升温，进行烘炉，升温速度为100℃以下＝5℃/h、225℃以下≤10℃/h、225℃以上控制为15℃/h。

本发明的有益效果：针对气化炉内壁耐火泥局部烘炉，施工工期短，所需的热处理专用设备较少，安装方法简单易行，程序简单，避免了气化炉进行整体烟气烘炉的长工期，高消耗，能够保证烘炉质量，并节省了人力、物力和烘炉费用，通过搭设炉膛，将气化炉经修复的多个内壁耐火泥面，形成一个整体进行烘炉，有效地解决了烘炉过程中因受热不均匀，热膨胀量不一致给气化炉膜式水冷壁造成的损害，通过采用电加热板的方式，将热传导方式变为热辐射，使气化炉内壁耐火泥在烘炉过程中受热更均匀。

附图说明

图1为烘炉曲线图。

图2为电加热辐射板平面布置图。

图3为电加热辐射板立面布置图。

其中，1、气化炉，2、水冷壁，3、保温棉，4、电加热辐射板。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

实施例1

如图1-3所示，煤气化炉局部烘炉方法，包括以下步骤：

a、在煤气化炉内浇筑耐火衬里，待耐火衬里浇筑完后，在气化炉内搭设局部烘炉炉膛及脚手架操作平台；

b、在耐火衬里浇筑完后，自然干燥开始的前两天，在炉膛外围进行保温棉3铺设，将保温棉3包覆在烘炉段水冷壁2外壁上，并在上顶和下底部分均覆盖保温棉3；

c、将热处理控制箱固定在人孔的检修平台上；

d、在炉膛内采用框式电加热辐射板4升温，电辐射加热板4的分布采用六边形布置，与耐火衬里的间距480mm，在水冷壁2的外表面缠绕电加热绳5根，水冷壁2外部采用缠绕电加热绳对新浇筑耐火衬里进行烘炉，热电偶分别布置于炉膛内、耐火衬里内和水冷壁上；

e、待电加热辐射板安装好后，调整热处理控制箱参数至符合工艺卡要求，封闭人孔，通电升温，进行烘炉，升温速度控制在5～15℃/h范围内，具体为：升温速度为100℃以下＝5℃/h、225℃以下≤10℃/h、225℃以上控制为15℃/h；恒温温度控制在400℃，恒温时间7小时，恒温后的冷却速度应控制为≤50℃/h，温度降至50℃以下后，关掉总电源，烘炉结束，撤除电加热辐射板，在烘炉过程中，炉膛内，其温度必须≤500℃，耐火衬里内，其温度应控制在360℃，水冷壁上，其温度应控制在430℃以内，内件和压力容器间的金属温差≤100℃。

实施例2

如图1-3所示，煤气化炉局部烘炉方法，包括以下步骤：

a、在煤气化炉内浇筑耐火衬里，待耐火衬里浇筑完后，在气化炉内搭设局部烘炉炉膛及脚手架操作平台；

b、在耐火衬里浇筑完后，自然干燥开始的前两天，在炉膛外围进行保温棉3铺设，将保温棉3包覆在烘炉段水冷壁外壁上，并在上顶和下底部分均覆盖保温棉3；

c、将热处理控制箱固定在人孔的检修平台上；

d、在炉膛内采用框式电加热辐射板升温，电辐射加热板4的分布采用六边形布置，与耐火衬里的间距500mm，在水冷壁2的外表面缠绕电加热绳6根，水冷壁2外部采用缠绕电加热绳对新浇筑耐火衬里进行烘炉，热电偶分别布置于炉膛内、耐火衬里内和水冷壁上；

e、待电加热辐射板4安装好后，调整热处理控制箱参数至符合工艺卡要求，封闭人孔，通电升温，进行烘炉，升温速度控制在5～15℃/h范围内，具体为：升温速度为100℃以下＝5℃/h、225℃以下≤10℃/h、225℃以上控制为15℃/h；恒温温度控制在415℃，恒温时间5小时，恒温后的冷却速度应控制为≤50℃/h，温度降至50℃以下后，关掉总电源，烘炉结束，撤除电加热辐射板，在烘炉过程中，炉膛内，其温度必须≤500℃，耐火衬里内，其温度应控制在400℃，水冷壁上，其温度应控制在430℃以内，内件和压力容器间的金属温差≤100℃。

实施例3

如图1-3所示，煤气化炉局部烘炉方法，包括以下步骤：

a、在煤气化炉内浇筑耐火衬里，待耐火衬里浇筑完后，在气化炉内搭设局部烘炉炉膛及脚手架操作平台；

b、在耐火衬里浇筑完后，自然干燥开始的前两天，在炉膛外围进行保温棉3铺设，将保温棉3包覆在烘炉段水冷壁外壁上，并在上顶和下底部分均覆盖保温棉3；

c、将热处理控制箱固定在人孔的检修平台上；

d、在炉膛内采用框式电加热辐射板4升温，电辐射加热板4的分布采用六边形布置，与耐火衬里的间距520mm，在水冷壁2的外表面缠绕电加热绳7根，水冷壁2外部采用缠绕电加热绳对新浇筑耐火衬里进行烘炉，热电偶分别布置于炉膛内、耐火衬里内和水冷壁上；

e、待电加热辐射板4安装好后，调整热处理控制箱参数至符合工艺卡要求，封闭人孔，通电升温，进行烘炉，升温速度控制在5～15℃/h范围内，具体为：升温速度为100℃以下＝5℃/h、225℃以下≤10℃/h、225℃以上控制为15℃/h；恒温温度控制在430℃，恒温时间9小时，恒温后的冷却速度应控制为≤50℃/h，温度降至50℃以下后，关掉总电源，烘炉结束，撤除电加热辐射板，在烘炉过程中，炉膛内，其温度必须≤500℃，耐火衬里内，其温度应控制在430℃，水冷壁上，其温度应控制在430℃以内，内件和压力容器间的金属温差≤100℃。

严格控制测温点设置，共设置18个测温点：热电偶分别布置于①炉膛内3点，其作用是测量炉膛内空气温度，该温度必须≤500℃，当温度高于500℃时，必须停止加热，防止炉膛内脚手架垮塌。②耐火衬里内12点，该处的热电偶应在浇筑耐火衬里时将热电偶埋入耐火衬里，其温度应控制在360℃～430℃范围之间，其作用是测量耐火衬里的温度，当温度超过430℃时，应停止加热，温度降至400℃时，重新设定烘炉温度曲线。③水冷壁上3点，其作用是检查测量水冷壁的温度，其温度应控制在430℃以内，当温度超过430℃时，应停止加热，防止水冷壁温度过热，造成对气化炉损伤。

如果烘炉过程因种种原因中断，必须在中断时的温度点重新开始烘炉，在此温度点已经完成的保温时间作废，必须重新开始并完成持续的保温时间。

耐火衬里烘炉必须严格遵循烘炉曲线进行，使衬里各部分被均匀加热，避免产生局部的过热。各部位按照要求安装热电偶，热电偶所测量的温度数据将采用温度仪表显示，烘炉过程由有丰富烘炉经验的人员负责全程监督，并做到每10分钟记录一次各温度点的数据。在烘炉前用于温度测量的相关设备将进行检查和测试。

本发明的烘炉方法适用于壳牌煤气化炉水冷壁上局部耐火泥修复后的烘干。对单个面积≤800*800mm，彼此沿输送管纵向间距≥1000mm的区域，可最多同时进行2个区域的烘炉，在一个圆周截面上，只能对一个区域进行烘炉；当单个面积≥800*800mm，相同截面不只一个区域时，需沿整个圆周对输气管进行加热，但钢管的纵向烘干长度应小于1.5米。

衬里材料施工完成48小时后才可开始烘炉工作，为避免SIC 75P材料发生水和反应，在施工后应保持衬里干燥并在28天内进行烘炉。

气化炉无论是新施工或修复的衬里部分都必须进行烘炉，烘炉的目的在于：蒸发衬里材料中的结晶水和游离水；固化衬里材料中的粘结剂；衬里材料施工完成后24小时后才可开始烘炉工作，为避免SiC 75P材料发生水和反应，在施工后应保持衬里干燥并在28天内进行烘炉；内衬的寿命和装置操作以及安全很大程度上依赖专业化的烘炉。

电加热辐射板及加热绳由智能温控仪进行控制，烘炉参数先输入智能温控仪，让局部耐火衬里的烘干温度，在智能温控仪的自动控制下，严格按照升温曲线的要求，均匀上升，以达到较为理想的烘干、干燥、固结效果，由此而快速、高质量的完成局部炉衬烘炉。

        烘炉通过用电加热方式产生的热量，经过外保温层（保温棉）包缚的气化炉外壳形成一个小型的“炉膛”，使炉膛内的空气温度均匀，使热空气对衬里区域均匀的升温，将需烘炉的部分作为一个密闭的“炉膛”，通过辐射热，对炉子进行升温加热，实现了气化炉内部构件的均匀受热，较好地完成烘炉过程。

如果在烘炉过程中压力容器各个部件之间的温度超过容许值，则中断烘炉，采取措施改变升温速度。

本发明局部烘炉方法采用设备少，耗材少，节约了大型设备台班费及耗材的费用；本发明方法施工中消耗人工少；相对于整体烟气烘炉，整个施工工期大为减少，不仅降低了施工成本，而且因为缩短了检修工期，使装置早日开工投产，从而提高了生产效益；烘炉在气化炉内脚手架钢平台上进行，安全措施得力，施工中未发生一例安全事故；本发明对于气化炉在生产过程中内壁局部耐火泥损伤，停炉修复后的烘炉施工，从保证安全、保障进度、节约成本方面具有相当不错的推广价值。

Claims (5)

1.煤气化炉局部烘炉方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、在煤气化炉内浇筑耐火衬里，待耐火衬里浇筑完后，在气化炉内搭设局部烘炉炉膛及脚手架操作平台；

b、在耐火衬里浇筑完后，自然干燥开始前，在炉膛外围进行保温棉铺设；

c、将热处理控制箱固定在人孔的检修平台上；

d、在炉膛内采用框式电加热辐射板升温，水冷壁外部采用缠绕电加热绳对新浇筑耐火衬里进行烘炉，热电偶分别布置于炉膛内、耐火衬里内和水冷壁上；

e、待电加热辐射板安装好后，调整热处理控制箱参数，封闭人孔，通电升温，进行烘炉，升温速度控制在5～15℃/h范围内，恒温温度控制在415±15℃，恒温时间7-9小时，恒温后的冷却速度应控制为≤50℃/h，温度降至50℃以下后，关掉总电源，烘炉结束，撤除电加热辐射板。

2.根据权利要求1所述的煤气化炉局部烘炉方法，其特征在于：在b步骤中，将保温棉包覆在烘炉段水冷壁外壁上，并在上顶和下底部分均覆盖保温棉。

3.根据权利要求1所述的煤气化炉局部烘炉方法，其特征在于：在d步骤中，电辐射加热板的分布采用六边形布置，与耐火衬里的间距480-520mm，在水冷壁的外表面缠绕电加热绳5-7根。

4.根据权利要求1所述的煤气化炉局部烘炉方法，其特征在于：在e步骤的烘炉过程中，炉膛内，其温度必须≤500℃，耐火衬里内，其温度应控制在360℃～430℃范围之间，水冷壁上，其温度应控制在430℃以内，内件和压力容器间的金属温差≤100℃。

5.根据权利要求1所述的煤气化炉局部烘炉方法，其特征在于：在e步骤中，通电升温，进行烘炉，升温速度为100℃以下＝5℃/h、225℃以下≤10℃/h、225℃以上控制为15℃/h。