Forgasserens forbrændingskammerforing består af fire lag af ildfaste materialer: høje-kromsten, krom-korundsten, isolerende mursten og fiberbelægningsmateriale (komprimerbart materiale). Deres funktioner er som følger:
De høje-kromsten er Cr90-klodser (Cr₂O₃); disse er mursten med høj-densitet, der beskytter de isolerende ildfaste materialer mod slaggekorrosion, brintangreb og flammeskader.
Det understøttende foringslag på forgasseren anvender materialer med høj-densitet, lav-chrom og høj-aluminiumoxid (Cr₂O₃ og Al₂O₃)-specifikt krom-korundsten.
Deres primære funktion er at støtte kuppelstenene og derved reducere vægten af forgasseren betydeligt.
De isolerende mursten (isoleringslaget) er hule-kuglesten af aluminiumoxid (lavt jernindhold); de sænker effektivt metalskallens temperatur og øger modstanden mod kuldioxidkorrosion.
Fiberbelægningsmaterialet (komprimerbart materiale) er et isoleringsmateriale fremstillet af hakkede ildfaste fibre (nogle designs anvender også et 25 mm tykt keramisk fibertæppe).
Når de ildfaste mursten udvider sig på grund af varme, komprimeres dette materiale og giver derved varmeisoleringsbeskyttelse for skallen.
Analyse af årsagerne til korrosion og slitage af høje-kromsten i forgassere
Høj-temperaturerosion
Smeltepunktet og viskositets-temperaturegenskaberne for kulasken bestemmer driftstemperaturen for en kul-vandopslæmningsforgasser.
De primære reaktioner, der involverer kul-vandopslæmningen i forgasseren, er revnedannelse og oxidation.
Under normale driftsforhold holdes temperaturen på ca. 1350 grader. Driftstemperaturen påvirker i væsentlig grad levetiden afhøje-kromsten.
Højere driftstemperaturer resulterer i lavere kulaskeviskositet og forbedret fluiditet; dette fører til mere alvorlig erosion og indtrængning af de høje-kromsten, en højere erosionshastighed og en kortere levetid.
For eksempel i kul-vandopslæmningsforgasningsenheden i en bestemt kulkemisk virksomhed kontrolleres oxygen-til-kulforholdet mellem 480 og 500 m³/m³ under normale driftsforhold, og metanindholdet i den rå syntesegas ved forgasningsanlæggets udløb varierer fra 1500 ppm.
Inkonsekvent råkulkvalitet-kendetegnet ved et askeindhold så højt som 16,6 % og en askesmeltetemperatur på 1480 grader -forårsagede samtidig slaggeblokering på tværs af fem forgassere i drift.
Alvorlige slaggeudledningsblokeringer tvang til sidst nedlukningen af Gasifiers No. 2, No. 3 og No. 4. Vedligeholdelsesinspektioner afslørede alvorlig korrosion og infiltration af de høje-kromsten i forgasserne; specifikt krævede murstenene ved slaggeudledningshavnene udskiftning efter mindre end 2.000 timers drift.
På grund af udfordringerne forbundet med at udskifte de høje-kromsten, var det umuligt at holde alle fem forgassere i drift. I en periode på 15 dage kunne kun fire forgassere køre, hvilket efterlod ingen enheder tilgængelige som backup.
En sammenligning af nøgleprocesparametre under normale og unormale driftsforhold afslørede, at den høje-temperaturdrift-drevet af inkonsekvent råkulkvalitet- i væsentlig grad påvirkede levetiden for de ildfaste mursten.
Efter 35 dages drift ved temperaturer 100 grader over normale niveauer steg erosionshastigheden af de høje-kromsten markant, hvilket reducerede det ildfaste materiales levetid med 2.000 til 5.000 timer.