德士古氣化爐的改進

德士古氣化爐的改進

1氣化爐自適應(yīng)大燒蝕,延長周期運行時間德士古氣化爐由中國石油寧夏化工公司的化肥廠生產(chǎn)，1#和2#氣化爐為入口設(shè)備，3#氣化爐為中國設(shè)備。為節(jié)約成本,2003年9月對1#、3#氣化爐進行了油改氣改造,投料一次成功。2007年9月又對2#氣化爐進行了油改氣改造,3臺氣化爐告別了以渣油作原料的歷史。作為廠控設(shè)備,氣化爐的砌筑質(zhì)量是保證該設(shè)備長周期運行的關(guān)鍵。從以往氣化爐檢修時燒蝕損壞情況看,主要是錐形爐底燒蝕嚴重,每次檢修時需更換爐磚,其次是柱形燃燒室熱電偶以下燒蝕嚴重。碟形拱頂爐磚燒蝕相對較輕,上爐口燒蝕相對嚴重。氣化爐原砌筑工藝為從迎火面向外砌筑,順序依次為剛玉耐火磚、氧化鋁空心球耐火磚、莫來石輕質(zhì)保溫磚,原砌筑工藝不足之處為難以保證耐火磚的灰漿飽滿度,透氣性強容易導(dǎo)致爐本體過熱。經(jīng)過不斷總結(jié),氣化爐改進后的砌筑工藝順序為:莫來石輕質(zhì)保溫磚、氧化鋁空心球耐火磚、剛玉耐火磚,砌筑順序完全顛倒。改進后整體性強,不僅保證了耐火磚的灰漿飽滿度,還保證了氣化爐本體不超溫,從而延長了設(shè)備的長周期運行時間。氣化爐歷年來的檢修次數(shù)如表1所示。根據(jù)表1數(shù)據(jù)對比,氣化爐檢修次數(shù)逐年減少。經(jīng)過長期的實踐探索,已經(jīng)總結(jié)出了德士古氣化爐筑爐的獨特施工工藝,使3臺氣化爐內(nèi)襯整體砌筑質(zhì)量顯著提高,為一化肥裝置的長周期運行打下了堅實的基礎(chǔ)。2調(diào)整爐底角度氣化爐由錐形爐底、柱形燃燒室、碟形拱頂及上爐口4部分組成。在筑爐過程中因為爐底為圓錐形,以40°角過度到柱形燃燒室,所以要求比較嚴格,使用自制的40°角度儀和刮板,認真操作就能精確控制到40°的角度,而且也有利于找正錐形的平整度。使用自制的40°角度儀和刮板時操作簡便、節(jié)省人力,為爐底高質(zhì)量砌筑打好了基礎(chǔ);在錐型爐底剛玉磚砌筑過程中,從環(huán)形砌筑改為扇形砌筑,這樣確保了兩層剛玉磚的平整度,使爐底受燃氣沖刷燒蝕均勻,保證了內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量,達到錐形爐底最佳使用效果。氣化爐結(jié)構(gòu)如圖1所示。3柱形混凝土填充材料柱形燃燒室砌筑次序由外到里依次是:12mm耐火纖維氈、112mm莫來石輕質(zhì)保溫磚、114mm氧化鋁空心球耐火磚及114mm剛玉耐火磚組成,耐火內(nèi)襯總厚度是352mm,再加每層耐火材料之間共7mm的伸縮縫組成耐火內(nèi)襯。柱形燃燒室傳統(tǒng)砌筑方法是以中心線到剛玉耐火磚的半徑為標準砌筑,改進為以中心線到莫來石輕質(zhì)保溫磚的半徑為標準砌筑,大大提高了耐火內(nèi)襯精確度、垂直度和耐火磚的灰漿飽滿度。莫來石輕質(zhì)保溫磚隨著中心線砌筑垂直,氧化鋁耐火磚、剛玉耐火磚也就相應(yīng)垂直。還避免了用橡膠錘頻繁敲打剛玉耐火磚找正,使剛玉耐火磚因敲打震動而把剛砌筑好的砌體形成灰縫裂紋而松動,改進施工工藝后耐火砌體整體結(jié)構(gòu)強,無任何松動現(xiàn)象,從而保證了柱形燃燒室至少18個月不檢修,節(jié)約了材料和人工成本。以往氣化爐砌筑時為了方便操作順手,每層耐火磚都是逆時針砌筑,改進后耐火磚砌筑由逆時針和順時針方向同時進行,減少了合門磚的塊數(shù),提高了每層耐火磚的結(jié)構(gòu)強度和灰漿飽滿度,相應(yīng)提高了整體強度,經(jīng)過實踐證明以上兩種砌筑工藝都是可行的。4氣化爐拱頂材料的改進4.1高精度材料施工以前拱頂砌筑前使用氧化鋁耐火纖維氈與防潮紙用線串起后用魚珠膠粘貼在拱頂爐壁的施工工藝,施工慢、纖維飛沫大,氧化鋁耐火纖維氈縫隙搭接不準確,難以保證耐火磚的均勻膨脹系數(shù),舊材料施工需要4h。現(xiàn)改為拱頂砌筑前使用壓縮耐火纖維手工涂抹料涂抹到拱頂爐壁,大大縮短了施工工期,新材料施工只需要1h,還保證了耐火磚的均勻膨脹系數(shù),對縮短工期起了重要作用。從砌筑質(zhì)量角度考慮,耐火纖維手工涂抹料對碟形拱頂(見圖2)附著力強,不脫落,而氧化鋁耐火纖維氈存在多層施工,易脫落。耐火纖維手工涂抹料施工后涂抹均勻無拼接縫,而氧化鋁耐火纖維氈拼接不好的地方,膨脹后易擠碎,從而留下了隱患。使用耐火纖維手工涂抹料不污染爐內(nèi)環(huán)境,對作業(yè)人員的危害減少到最低。4.2模胎專用支架模胎由上下兩部分組成,上下部分每塊弧形木模胎由螺栓和螺母連接把緊,下部分拱頂由12塊弧形木模胎組成,在模胎上砌筑7塊環(huán)弧形剛玉耐火磚,然后把緊上下木模胎;上部分由2塊弧形木模胎組成,在模胎上砌筑3層弧形剛玉耐火磚。模胎的穩(wěn)定性、弧度、高低是砌好拱頂剛玉耐火磚的關(guān)鍵,因此設(shè)計制作了模胎的專用支座(見圖3),專用支座下部卡在凸出的50mm剛玉耐火磚上,專用支座下部用螺栓擰緊在剛玉耐火磚上,首先保證了專用支座的穩(wěn)固性(見圖4),專用支座上部頂在模胎下部,可以自由升降調(diào)節(jié)高度,左右可自由移動,比原來用木楔固定模胎節(jié)約了2h的時間。優(yōu)點是穩(wěn)定性好、準確、上下左右調(diào)整自如、省時省力、快捷方便。5管爐口無排液,保證了剛玉耐火磚的表面質(zhì)量在以往的檢修中發(fā)現(xiàn)上爐口(圖5)的耐火磚損壞最嚴重,檢修經(jīng)常更換爐磚,為了該部分長周期使用,在上爐口剛玉耐火磚到拱頂剛玉耐火磚背面與氧化鋁空心球耐火磚澆注料之間,增加了1Cr18Ni9Ti鋼套,鋼套安裝到位后,上部用氧化鋁空心球耐火磚覆蓋。實踐證明是可行的,既保證了上爐口不超溫,還可以對爐口剛玉耐火磚起到保護作用,防止熱脹冷縮產(chǎn)生的變形。避免了更換燃燒器時空氣進入,急冷急熱會導(dǎo)致剛玉耐火磚易破損。圖5為上爐口。6不打通爐壁因為熱電偶處殼體經(jīng)常過熱,剛玉耐火磚打通一側(cè),熱電偶可以直接測出爐內(nèi)溫度,剛玉耐火磚另一側(cè)不打通,直接避免了火焰隨熱電偶孔進入后沖刷爐壁,使爐壁超溫。在氣化爐運行過程中,一側(cè)不打通還保護了其他低溫耐火材料,由于不打通一側(cè)剛玉耐火磚的保護和阻隔溫度比打通一側(cè)低200℃,延長了不打通一側(cè)熱電偶的使用壽命,比原來兩側(cè)都打通節(jié)能,避免了熱電偶損壞,使氣化爐能超負荷運行。7混凝土填充料比對整體系統(tǒng)質(zhì)量的影響耐火泥松散無黏性,易脫落,計量時水灰比不好控制,灰漿飽滿度難以達到100%。因為耐火泥加水配比為8%～12%,造成砌筑過程中剛玉耐火磚1.0mm的灰縫很難保證,從而影響了耐火磚的整體砌筑質(zhì)量,造成砌筑過程中氣化爐平臺和內(nèi)部到處滴落?，F(xiàn)在改為使用耐火膠泥,加入了結(jié)合劑,耐火干粉可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況自行調(diào)配,提高了黏結(jié)性和燒結(jié)強度,有利于砌筑中灰縫的控制,不會出現(xiàn)以上問題。8德士古氣化爐檢修次數(shù)降低是時代的必然選擇綜上所述,通過不斷改進3臺德士古氣化爐的砌筑工藝,將先進的耐火材料應(yīng)用于德士古氣化爐砌筑,提高了內(nèi)襯