OMB气化炉中托砖架热应力的数值模拟和尺寸优化

建立了嵌入耐火衬里中的托砖架的三维物理模型,通过数值模拟计算了稳定运行气化炉的热面砖热端面温度为1300℃时,得到托砖架位置处的钢壳外表面温度为202.3℃,与工业数据十分匹配。结果表明:托砖盘上表面的前端温度高于后端温度,最大等效应力为上表面两侧边;使用Parameter Optimization模块对托砖盘的厚度和长度进行了优化,随托砖盘厚度增加,托砖盘前端温度减小而后端温度逐渐升高,其中心处和钢壳的等效应力逐渐减小。增加托砖盘长度,托砖盘的温度逐渐升高,其前端的等效应力先减小后增加;托砖盘最优尺寸为厚度为43 mm且长度为180 mm,该尺寸的等效应力及突变最小。

多喷嘴对置式气化炉耐火衬里温度及应力场的有限元分析

热应力过大是造成气化炉耐火衬里损坏的重要原因之一,分析耐火衬里的温度分布和应力分布能有效避免应力集中并优化耐火衬里结构。建立了三维多喷嘴对置式(OMB)水煤浆(CWS)气化炉炉壁K砖部位的计算模型,采用有限元法研究了稳态过程中热负荷对耐火衬里和钢壳的温度、等效应力、等效应变和总变形分布的影响。结果表明:热面砖热端面温度为1300℃时,计算的钢壳温度为206.4℃,该模拟结果与工业数据基本一致;热面砖应力>背衬砖应力>钢壳应力>隔热砖应力,且热面砖热端面应力最大易出现裂纹,陶瓷纤维处应变最大,隔热砖绝对变形量远小于热面砖和背衬砖;随着热面砖热端面温度从1100℃升高到1400℃时,耐火衬里和钢壳的整体温度升高,钢壳外表面温度从177.2℃逐渐增加到220.9℃,温度变化不超过50℃,耐火衬里及钢壳整体应力增大,尤其是热面砖应力增加最为明显,热端面应力从0.68 GPa升高到1.10 GPa,等效应变也逐渐增加,且热面砖和背衬砖应变增加幅度较大,热面砖、背衬砖和隔热砖的绝对变形量也随之增加;随着热面砖厚度由60 mm增加到230 mm,耐火衬里和钢壳的整体温度降低,钢壳外表面温度从225.9℃缓慢降低到206.4℃,即热面砖厚度对钢壳外表面温度影响较小,热面砖和背衬砖应力迅速减小而隔热砖和钢壳应力变化较小,当热面砖厚度为180 mm时,热面砖整体应力大小适中,而且分布均匀没有明显突变,耐火衬里的应变逐渐减小尤其是背衬砖区域应变减小趋势最快,而且应变结果与应力结果的变化规律基本一致,背衬砖绝对变形量最大,热面砖绝对变形量次之,隔热砖绝对变形量最小。结合温度场、应力、应变分布规律,当热面砖厚度为180 mm时,最有利于提高耐火衬里尤其是热面砖的使用寿命。

OMB四喷嘴对置气化炉烧嘴煤浆压差波动的原因分析

现代煤气化工艺施工中各种新型技术手段的有效应用,能够为OMB四喷嘴对置气化炉烧嘴煤浆压差波动的合理控制提供帮助。受到各种外界因素的影响,OMB四喷嘴对置气化炉烧嘴煤浆自身性质也是会发生明显变化的,专业技术人员适当控制相关影响因素,是提升其工作稳定性的主要因素。基于此,本文更是有针对性地从OMB四喷嘴对置气化炉烧嘴煤浆压差波动的主要原因、OMB四喷嘴对置气化炉烧嘴煤浆压差控制技术分析、OMB四喷嘴对置气化炉烧嘴煤浆压差波动的特点等三个角度展开了更为细致的研究,以期促进我国相关行业综合市场竞争能力的提升。