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乙烯裂解爐耐火材料襯里的結構特征及施工技術、方法

  裂解爐是乙烯裝置的核心設施,它通過輻射爐膛內的1260攝氏度的高溫加熱流動輻射管內的液態烴、輕烴、輕柴油等原料,進行高溫裂解,生產出單體原料,并將這些單體原料進行合成或生產出乙烯、丙烯和其他裂解氣體,并附帶產出10帕的高壓蒸汽,作為壓縮機的供給能源。裂解爐的內部襯里由輻射段、過濾段、集煙箱、煙道和煙囪六個部分組成,爐膛設計最高溫度為1260℃。
  乙烯裂解爐耐火襯里的結構特征
  分析近年來,隨著科學技術的不斷向前發展,乙烯裂解爐耐火材料的制造技術和爐襯損毀機理成為各國研究的熱點。乙烯裂解爐耐火襯里具有高級化、多樣化和不定形化的特點,在實際的應用中,可根據具體情況來選擇合適的材料及施工方法,F將乙烯裂解爐耐火襯里的結構簡單介紹如下:
  乙烯裂解爐作為一個系統主要由輻射段、對流段、燃燒器、吹灰器、集煙罩及鋼結構等六部分組成,其中鋼結構主要是由立柱、橫梁、斜拉桿等連接成的連接而成的框架,用于固定爐體、設備及管線。耐火襯里是乙烯裂解爐輻射段和對流段的組成部分之一,一般選用耐火磚、陶瓷纖維及耐火混凝土組成,爐底選用重質的耐火混凝土;輻射室的側壁一般選用陶瓷纖維或磚結構模塊;另外,爐頂的耐火襯里可選用耐火磚或陶瓷纖維懸吊式結構。
  乙烯裂解爐耐火襯里的施工技術
  2.1并進施工法
  所謂并進施工法,是指對輻射段、過渡段與對流段、集煙箱同時進行耐火襯里并進的施工方法。此施工方法采用了網絡施工技術并進行了統籌組織施工。其施工技術要點:對輻射段及對流段的澆注材料采用平放施襯,其中膨脹縫采用木模法一次成型,吊裝施工采用兩段對流段單片扣上爐管加固一起的“模塊化”施工技術;輻射段硬質磚采用沖擊電錘打孔法和采用切磚機合金鋼鋸片切割磚鉤槽口的方法。此種并進施工法是一種最佳的施工技術手法,適用于國內引進的各種乙烯裝置及原有的乙烯裝置中的耐火襯里的改造工作,從很大程度上提高了經濟效益和社會效益。
  2.2乙烯裂解爐耐火襯里的材料選擇及管理措施
  在進行耐火襯里的管理中需要做到以下幾點:
  首先,實地采購耐火材料時,嚴格從廠家的生產線或倉庫里進行抽樣檢查,然后將樣品交到相關的耐火材料研究所進行理化指標分析,以確保耐火材料的質量;其次,對耐火材料進行合理堆放及管理:因為耐火材料在存放中需要嚴格防潮防水,所以除了要求裝卸工人輕拿輕放外,需要在施工現場搭設料棚,并在地面鋪設竹板,且堆放層數能超過規定;第三,對車間技術工人進行技術培訓:對在崗操作工人進行筑爐規范和乙烯裂解爐耐火襯里的具體做法培訓,并對裂解爐運行過程中容易出現的問題進行案例分析,以使其在具體操作中能夠及時做好耐火襯里的檢查、維修等工作。
  2.3施工中對耐火襯里的使用要點分析
  (1)使用注意事項:耐火襯里在日常的使用中應注意:開停爐時應避免溫度升降的速度過快,并及時調整膨脹縫的大小及位置符合要求,否則容易造成對流段的耐火襯里開裂或脫落;一旦發生開裂或脫落事故時,應及時進行耐火襯里的更換,并調整好膨脹縫的位置。
  (2)檢修方面:輻射室的耐火襯里通常選用陶瓷纖維模塊,但是陶瓷纖維在高溫下長期使用會發生析晶粉化現象,而導致襯里收縮,因此,在使用中應注意定期(至少每年一次)對耐火襯里進行檢查維修。在進行陶瓷纖維的耐火襯里檢查時,應注重模塊間及爐墻拐角處是否有縫隙,同時檢查陶瓷纖維是否有發薄的現象,以及模塊的錨固件是否松動及損壞。另外,需要根據外墻的表面溫度對磚墻的膨脹部位耐火材料進行檢查維修處理。
  2.4乙烯裂解爐爐管與爐頂襯里部位的密封方法
  在裂解爐爐頂襯里部位的內壁電焊固定錨固定,然后在穿過爐頂穿孔的對應爐管上包上可燃材料,或者在該部位的爐管上套固可燃材料制成的套管,可燃材料的厚度或套管的厚度為爐管外壁與爐頂穿孔內壁保溫層之間的允許長度;在裂解爐頂襯里部位的內壁上采用按噴的方式噴涂一層含鋯纖維保溫層,再在該含鋯纖維保溫層上和錨固釘之間固定一道鋼絲網,然后再在鋼絲網上噴涂另一含鋯纖維保溫層。按照上面的順序重復數次,至含鋯纖維保溫層覆蓋錨固釘,并達到要求的厚度為止。這種裂解爐爐管與爐頂耐火襯里部位的密封方法可有效解決爐管與爐頂耐火襯里部位的密封問題,且該方法簡便易行,施工速度快,能大幅度提高乙烯裂解爐的使用壽命。
  乙烯裂解爐耐火襯里的優化施工技術
  在乙烯裂解爐的實際運行過程中,為了切實提高耐火襯里的施工質量及降低熱能的傳遞,需要利用合理的施工技術來保證乙烯裂解爐耐火襯里的運轉周期,從而保證其低能耗及較低的爐體表面溫度,延長爐體的使用壽命。
  3.1保證保溫層厚度
  因為在長期的高溫作業下,爐體的鋼板容易變形,且模塊與鋼板之間容易出現裂縫而產生空氣對流,以至于造成裂解爐的熱效率降低,而導致能耗多高。所以,在乙烯裂解爐耐火襯里的運行中,含鋯纖維模塊與鋼板之間的含鋯纖維毯需要達到一定的厚度要求。
  3.2控制伸縮縫的尺寸
  輕質耐火磚墻體對伸縮縫的要求很高,在現場施工中需要采取一定的措施保證伸縮縫的尺寸。比如用塑料按照要求的伸縮縫加工一批小塊,施工時可以將塑料小塊放在伸縮縫相鄰的兩塊耐火磚間,來保證其尺寸的準確無誤。
  3.3較好地控制垂直方向的伸縮縫
  施工時對垂直方向的伸縮縫兩端的耐火磚均進行加工,以保證伸縮縫里的含鋯纖維毯在降溫后能夠立即恢復,再點火時不容易出現縫隙,來降低熱損失。
  3.4含鋯纖維模塊表面噴涂高溫抗沖刷涂料
  在含鋯纖維模塊安裝完畢后對其表面噴涂高溫抗沖刷涂料,能夠延長纖維因為在長時間高溫氣流作用下的析晶粉化的時間。
  結  語
  在進行乙烯裂解爐耐火襯里的施工過程中,只有充分掌握其內部結構、使用原理、操作規范等技術要點,才能對其在實際運行中進行較好的控制,以及出現了問題能夠在第一時間內解決,并能結合實際情況進行施工技術的改進,以保證乙烯裂解爐耐火襯里的安全、高效運行。
 


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