苏暐光史雨晨宋旭东王文鑫王焦飞白永辉姚 敏于广锁

(1.宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021; 2.宁夏大学 化学化工学院,宁夏 银川 750021; 3.国家能源集团宁夏煤业有限责任公司,宁夏 银川 750001;4.华东理工大学 洁净煤技术研究所,上海 200237)

在我国,煤炭在相当长时间内依然是最重要的能源资源[1-3]。由华东理工大学和兖矿集团共同开发的OMB 水煤浆气化技术是我国拥有自主知识产权的大型煤气化技术[4],该技术是世界气化市场上的领先技术之一[5]。目前已在国内外建立57 个项目、158台气化炉,累积总原料处理能力大于20 万t 煤/d,单炉最大规模4 000 t/d,OMB 气化炉在大型气化应用中具有极大优势[6]。耐火衬里是该气化炉最重要的组成之一,主要起到隔绝高温、蓄热、流场约束以及抗熔渣的作用,而且直接影响气化炉的运行周期和稳定性[7]。气化炉内高温环境[8-9]会导致耐火衬里产生热应力,从而出现裂纹,炉内的渣和强还原性气氛会通过裂纹加速耐火衬里的损坏,影响气化炉的正常使用[10-11]。气化炉运行时,只能通过热电偶检测炉内壁的温度,耐火衬里内部的温度分布很难得知,用实验方法研究热应力更是困难重重。有限元法已经广泛应用于温度场的数值模拟研究。张官正等[12]采用ANSYS 软件研究了矿热炉炉衬中的温度场分布,结果表明升高炉内温度和增大对流换热系数都会使炉壁温度升高。吴新华等[13]运用有限元方法研究了烘烤和盛钢工况下的钢包温度场分布情况,模拟结果与红外测温法测得的温度分布基本一致。……