一种水煤浆加压气化炉耐火衬里结构及其气化炉的制作方法

1.本实用新型涉及气化炉耐火衬里设计技术领域，具体涉及一种水煤浆加压气化炉耐火衬里结构及其气化炉。


背景技术：

2.水煤浆加压气化炉是目前我国煤化工行业的重点关键设备，气化炉耐火衬里的使用寿命和维护成本直接影响着气化炉的使用效率和行业的经济效益。
3.现有水煤浆加压气化炉的耐火衬里结构从内向外依次是：向火层，背衬层，隔热层以及靠近气化炉钢壳的纤维可压缩料层。纤维可压缩料因其热导率低，具有优异的保温隔热及施工性能，被广泛应用于气化炉的钢壳内壁。
4.紧贴气化炉钢壳的纤维可压缩料在长时间的高温环境下易老化，老化后的纤维可压缩料层上述性能下降，导致气化炉钢壳超温，气化炉停工。而位于垂直炉壁耐火区域外层的纤维可压缩料层的替换，需要将炉壁内部其他耐火层拆卸后才能进行，而炉壁内背衬层和隔热层耐火砖的使用寿命较长，一般8年在以上，使得垂直炉壁内背衬层和隔热层的耐火砖还没有达到使用寿命就要更换，增加了维修成本，降低了生产效率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：提供了一种水煤浆加压气化炉耐火衬里结构及其气化炉，解决了现有技术中耐火衬里结构中纤维可压缩料层材料老化后更换时降低其他耐火材料使用寿命，增加维修成本的问题。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种水煤浆加压气化炉耐火衬里结构，所述自气化炉内壁至炉外钢壳之间依次为向火层、耐火纤维层、背衬层以及隔热层。
8.进一步地，耐火衬里结构的内部设有阶梯段，所述阶梯段沿轴线由上往下离炉心的距离依次增大，所述阶梯段包括由内向外依次设置的第一向火层、第二向火层以及隔热层，所述第一向火层和第二向火层之间呈阶梯结构互补嵌合，阶梯结构中径向为膨胀缝，竖向配合面之间设有一层耐火纤维层。
9.进一步地，所述膨胀缝中填充有硅酸铝耐火纤维绳和硅酸铝耐火纤维棉，硅酸铝耐火纤维绳包裹在硅酸铝耐火纤维棉中且位于膨胀缝远离炉心的一侧。
10.进一步地，阶梯段底部的第二向火层下方设有托砖板和筋板，托砖板为类直角三角形，托砖板的竖向直角边焊接在炉壁钢壳上，筋板焊接在托砖板的横向直角边上，托砖板与筋板外表面包裹有耐火纤维材料。
11.进一步地，所述托砖板与筋板的四周包裹有厚度为10-20mm的硅酸铝耐火纤维棉，所述筋板的上表面包裹有厚度为3-8mm硅酸铝耐火纤维毡。
12.进一步地，耐火衬里结构的内部设有烧嘴部耐火区，烧嘴部耐火区由内向外依次为第三向火层、耐火纤维层、第四向火层和背衬层。
13.进一步地，耐火衬里结构沿炉体轴线的顶端一侧设有热电偶耐火区，所述热电偶耐火区由内向外依次为第五向火层、耐火纤维层及隔热层。
14.进一步地，所述向火层、第一向火层、第二向火层、第三向火层、第四向火层和第五向火层均为铬铝锆砖，所述耐火纤维层为硅酸铝陶瓷纤维,所述背衬层为铬钢玉砖，所述隔热层为氧化铝空心球砖。
15.进一步地，耐火纤维层的厚度为20-40mm。
16.一种具有水煤浆加压气化炉耐火衬里结构的气化炉，包括作为炉体的钢壳以及设置在钢壳内部且由上到下依次设置的拱顶塞口区、拱顶球锥耐火区、垂直炉壁耐火区、锥底耐火区和渣口部，所述垂直炉壁耐火区为耐火衬里结构，所述耐火纤维层沿炉体轴线延伸至所述锥底耐火区内。
17.由于采用了本技术方案，本实用新型的有益效果是：
18.1.本实用新型开发的气化炉，其内部垂直炉壁耐火区靠近气化炉钢壳处不设纤维可压缩料层，改在向火层背向炉心侧添加一层耐火纤维，可以在检修向火层砖时同步检查耐火纤维的老化情况，如需更换，同步更换，有效解决了因垂直炉壁耐火区最外层纤维材料老化的更换，须同步更换可继续使用的其他层耐火砖的问题，大大降低了维修成本，也避免了因最外层纤维可压缩料层材料老化导致炉体钢壳超温的情况，可有效保障气化炉的正常运行。
19.2.本实用新型开发的气化炉，膨胀缝内填塞经酸处理后的硅酸铝耐火纤维绳和硅酸铝耐火纤维棉，耐火纤维绳包裹在耐火纤维棉中，两者相互固定，可避免被气化炉内的高速气流冲走，起到有效阻止煤渣进入的作用。同时耐火纤维具有很好的压缩性，填充后不会影响膨胀缝的功能，而耐火纤维经磷酸处理后，磷酸起到了结合剂的作用，可进一步避免被气化炉的高速气流冲走，更好的阻止煤渣进入膨胀缝，保障膨胀缝正常发挥作用。
20.3.本实用新型开发的气化炉，垂直炉壁耐火区内设置的托砖板和筋板采用耐火纤维材料进行包裹，加之垂直炉壁耐火区内耐火纤维层的设置，使得气化炉托砖板和筋板处的隔热效果得到保障，降低了托砖板和筋板处钢壳超温的可能性，提升了气化炉的安全性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，本说明书附图中的各个部件的比例关系不代表实际选材设计时的比例关系，其仅仅为结构或者位置的示意图，其中：
22.图1是本实用新型的气化炉的结构示意图；
23.图2是本实用新型的耐火衬里结构的局部放大图，为图1中a处的放大图；
24.图3是本实用新型的耐火衬里结构的阶梯段放大图，为图1中b处的放大图；
25.图4是本实用新型的烧嘴部耐火区的局部放大图，为图1中c处的放大图；
26.图5是本实用新型的热电偶耐火区的局部放大图，为图1中d处的放大图。
27.附图中标号说明：
28.1-钢壳，2-拱顶塞口区，3-拱顶球锥耐火区，4-垂直炉壁耐火区，5-锥底耐火区，6-渣口部，41-向火层，42-耐火纤维层，43-背衬层，44-隔热层，45-膨胀缝，46-筋板，47-托砖板，411-第一向火层，412-第二向火层，7-烧嘴部耐火区，8-热电偶耐火区，711-第三向火
层，712-第四向火层，811-第五向火层。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
30.下面结合图1至图5对本实用新型作详细说明。
31.实施例1
32.如图1和图2所示，一种水煤浆加压气化炉耐火衬里结构及其气化炉包括作为炉体的钢壳1以及设置在钢壳1内部且由上到下依次设置的拱顶塞口区2、拱顶球锥耐火区3、垂直炉壁耐火区4、锥底耐火区5和渣口部6。
33.所述垂直炉壁耐火区4设置在气化炉的垂直圆筒部分处，所述垂直炉壁耐火区4自气化炉内壁至炉外钢壳1之间依次为向火层41、耐火纤维层42、背衬层43以及隔热层44，所述耐火纤维层42沿炉体轴线延伸至所述锥底耐火区5内。
34.气化炉的垂直炉壁耐火区靠近气化炉钢壳处不设纤维可压缩料层，改在向火层背向炉心侧添加一层耐火纤维，可以在检修向火层砖时同步检查耐火纤维的老化情况，如需更换，同步更换，有效解决了因垂直炉壁耐火区的最外层纤维材料老化的更换，须同步更换可继续使用的背衬层和隔热层耐火砖的问题，大大降低了维修成本，也避免了因最外层纤维可压缩料层材料老化导致炉体钢壳超温的情况，可有效保障气化炉的正常运行。
35.进一步地，如图3所示垂直炉壁耐火区4内部设有阶梯段，所述阶梯段沿轴线由上往下离炉心的距离依次增大，所述阶梯段包括由内向外依次设置的第一向火层411、第二向火层412以及隔热层44，所述第一向火层411和第二向火层412之间呈阶梯结构互补嵌合，阶梯结构中径向为膨胀缝45，竖向配合面之间设有一层厚度为20mm的耐火纤维层42。
36.所述膨胀缝45中填充有经磷酸浸泡12h后的硅酸铝耐火纤维绳和硅酸铝耐火纤维棉，硅酸铝耐火纤维绳包裹在硅酸铝耐火纤维棉中且位于膨胀缝45远离炉心的一侧。
37.耐火纤维具有很好的压缩性，填充后不会影响膨胀缝的功能，膨胀缝填塞包裹耐火纤维绳的耐火纤维棉，可避免耐火纤维棉被气化炉内的高速气流冲走，起到有效阻止煤渣进入的作用；而耐火纤维经磷酸处理后，磷酸起到了结合剂的作用，可进一步避免被气化炉的高速气流冲走，更好的阻止煤渣进入膨胀缝，保障膨胀缝正常发挥作用。
38.如图3所示，垂直炉壁耐火区4的阶梯段底部的第二向火层412下方设有托砖板47和筋板46，托砖板47为类直角三角形，托砖板47的竖向直角边焊接在炉壁钢壳1上，托砖板47的斜边经砖层与炉壁钢壳1焊接，筋板46焊接在托砖板47的横向直角边上，托砖板47与筋板46的四周包裹厚度为12mm的硅酸铝耐火纤维棉，筋板46的上表面包覆一层3mm硅酸铝耐火纤维毡。
39.现有技术中，位于气化炉垂直炉壁耐火区的托砖板处向火层为两层，向火层砖的热导率较高，致使气化炉运行过程中托砖板处较气化炉内壁其它部位的钢壳温度高，钢壳出现超温的可能性增加。通过采用耐火纤维材料将托砖板处的托砖板和筋板进行包裹，以及两层向火层之间耐火纤维层的设置，使得气化炉托砖板和筋板处的隔热效果得到保障，
降低了托砖板和筋板处钢壳超温的可能性，提升了气化炉的安全性。
40.进一步地，如图4所示，垂直炉壁耐火区4内设有四个烧嘴部耐火区7，每个烧嘴部耐火区7由内向外依次为第三向火层711、耐火纤维层42、第四向火层712和背衬层43，所述第四向火层712为两层铬铝锆砖，其中远离炉心的一层与垂直炉壁耐火区4的背衬层43在炉体轴向上相对。
41.进一步地，如图5所示，垂直炉壁耐火区4内沿炉体轴线的顶端一侧的热电偶耐火区8，由内向外依次为第五向火层811、耐火纤维层42及隔热层44。
42.进一步地，所述向火层(41)、第一向火层(411)、第二向火层(412)、第三向火层(711)、第四向火层(712)和第五向火层(811)均为铬铝锆砖，所述耐火纤维层(42)为硅酸铝陶瓷纤维,所述背衬层(43)为铬钢玉砖，所述隔热层(44)为氧化铝空心球砖。
43.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。