乙烯裂解爐爐膛襯里改造控制要點、難點分析

王智永

摘 要：現(xiàn)在經(jīng)濟化發(fā)展越來越快，工業(yè)化發(fā)展也越來越好，隨之而來的污染會越來越嚴重?，F(xiàn)在人們在建設工業(yè)化時就把環(huán)境問題考慮其中。本文主要從改造乙烯裂解爐爐膛結(jié)構(gòu)時需要控制的要點、難點進行分析，總結(jié)出乙烯裂解爐具有節(jié)能減排作用的原因。

關鍵詞：乙烯裂解爐;裂解爐膛襯里;改造

中圖分類號：TU746.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）13-0115-03

Abstract： The economic development is developing faster and faster， industrialization is developing better and better. The resulting pollution will become more and more serious， nowadays， people consider environmental issues when they are industrializing. This paper mainly analyzed the main points and difficulties in the structure and transformation of ethylene cracking furnace， and summarized the reasons why ethylene cracking furnace can play an energy-saving and emission reduction role.

Keywords： ethylene cracking furnace;cracking furnace lining;transformation

1 乙烯裂解爐的概念

乙烯生產(chǎn)裝置的核心裝置是乙烯裂解爐。乙烯裂解爐由對流段和輻射段組成，主要用于原材料加工改造后給其他乙烯裝置提供裂解氣，最后變成乙烯等副產(chǎn)品[1]。由此可見，乙烯裂解爐在整個乙烯生產(chǎn)裝置上都扮演著非常重要的角色。乙烯裝置的能耗是裂解爐，乙烯裂解爐爐膛襯里的質(zhì)量決定裂解爐和整個裝置的安全和穩(wěn)定，因此，要想降低乙烯生產(chǎn)的成本，就要在改造時降低裂解爐的能耗。通過改造裂解的選擇性來提高裂解爐的熱效率，進而降低裂解爐能耗。

2 乙烯裂解爐安裝施工流程

乙烯裂解爐安裝施工流程如圖1所示。

3 乙烯裂解爐爐膛襯里改造前的狀態(tài)

乙烯裂解爐爐膛襯里在改造之前，裂解爐的外部溫度非常高[2]，讓乙烯裂解爐里面的熱量損失嚴重，會出現(xiàn)以下問題：①乙烯裂解爐爐膛襯里保溫Z型纖維模塊粉化的厚度在40～50mm;②乙烯裂解爐爐膛襯里的耐火磚會出現(xiàn)嚴重裂縫現(xiàn)象;③乙烯裂解爐爐膛襯里側(cè)面壁的磚面出現(xiàn)損壞、傾倒現(xiàn)象;④乙烯裂解爐爐膛襯里的火孔模塊出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，在外部出現(xiàn)大面積裂縫;⑤乙烯裂解爐爐膛襯里的拱頂部澆筑料的側(cè)面出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象;⑥乙烯裂解爐爐膛襯里上面的拱頂爐頂蓋板的保溫層出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。

4 改造乙烯裂解爐爐膛襯里需要注意的事項

乙烯裂解爐的外壁要把溫度降到70℃以下才能進行改造。

5 改造乙烯裂解爐爐膛襯的主要做法

5.1 輻射段爐頂部位改造做法

改造爐膛襯里面的輻射段爐頂部位時，使用模塊直接砌筑的方法拼花交錯地進行排列[3]。需要注意的是，這種方法對模塊尺寸公差要求非常高，能夠改造質(zhì)量要求的方法是兵列式排列方法。

5.2 輻射段爐墻3.44mm以上改造做法

從乙烯裂解爐輻射段爐墻3.44mm以上到輻射爐段頂板之間可以采用陶纖模塊和陶纖毯層鋪結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)熱面到結(jié)構(gòu)冷面的順序為：含鋯模塊（26級）+LYGX312高純陶纖毯（23級）=260mm+45mm。在爐內(nèi)里面的背襯層陶纖毯使用兩層厚度陶纖毯進行鋪墊，注意這兩層要錯開，錯開的縫隙在100mm以上。

5.3 輻射段爐墻3.44mm以下改造做法

改造爐內(nèi)輻射段爐墻時，使用耐火磚和陶纖板復合保溫結(jié)構(gòu)[4]。從襯里熱面到襯里冷面依次為：26級輕質(zhì)耐火隔熱磚+23級輕質(zhì)耐火隔熱磚+陶纖板=114mm+2mm+114mm+75mm。耐火磚的結(jié)構(gòu)應按照之前的進行安裝[5]，在爐內(nèi)里面的安拉磚鉤錨固件上選擇使用INCONEL 601（0Cr23Ni60）材料。

5.4 爐墻窺視孔改造做法

改造乙烯裂解爐時，為了讓爐膛襯里的結(jié)構(gòu)耐溫度達到要求，需要在爐墻窺視孔處使用陶纖真空成型塊，這個結(jié)構(gòu)不僅能夠有充足的耐沖刷能力，還能減輕成型塊的重量。

5.5 爐頂轉(zhuǎn)角部位改造做法

未改造乙烯爐膛時，爐頂和橫跨段的側(cè)墻都是陶纖模塊，這樣的結(jié)構(gòu)材料在施工時有很大難度，且不能保證質(zhì)量。所以在改造時可以采用拐角式陶纖模塊，以提高乙烯裂解爐爐襯的保溫性。

6 改造乙烯裂解爐爐膛襯里時需要控制的要點

6.1 材料檢驗方面

改造乙烯裂解爐時，相關單位應提前檢驗使用的材料，重點要檢查耐火材料是否達到國家標準和是否有出廠合格證和檢驗報告，還要檢查材料有沒有破損現(xiàn)象和材料尺寸有無偏差。

6.2 材料運輸和保管方面

相關單位在改造乙烯裂解爐前，要先建造一個能夠儲藏這些耐火材料的倉庫。這個倉庫需要做好通風和防潮措施，保證耐火材料在使用之前完整無損。

7 乙烯裂解爐爐體鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制的要點、難點分析

在對爐體鋼結(jié)構(gòu)施工時，要控制立柱之間的距離和立柱的垂直度。爐體鋼結(jié)構(gòu)在施工時一般使用成片吊裝法[6]。這種方法能夠最大程度地減少高空工作，還能快速完成施工。因此，相關單位需要控制以下幾點：第一，控制兩個輻射段之間的結(jié)構(gòu)和爐體鋼平臺的高度;第二，在對流段和兩側(cè)框架安裝之前，檢查輻射段頂部和對流段連接的地方，讓其成為統(tǒng)一的高度，最后在施工時控制柱間距和爐墻板焊接出現(xiàn)的變形現(xiàn)象。

7.1 內(nèi)錨固件焊接方面

使用乙烯裂解爐時，經(jīng)常會出現(xiàn)很多沉銹，在焊接前先進行打磨處理，處理好之后才能繼續(xù)規(guī)劃錨固釘?shù)臏蚀_位置。

7.2 耐火磚砌筑方面

在砌筑之前，首先要保證耐火泥的配制符合使用要求。在使用耐火泥時，還要攪拌均勻，對第一層磚進行干排驗縫[7]，讓耐火磚和錨固之間的位置符合要求，保證砌體里面的拉磚鉤能夠平直嵌入磚內(nèi)。在磚墻砌筑時還要分層進行，砌筑時要橫平豎直進行，各個磚縫要在同一位置上。在檢查砌筑磚縫時，要用塞尺進行檢查，注意塞尺插入的深度不要超過20mm，在檢查時只要超過5處不合格的現(xiàn)象就定義為不合格。當個別錨板出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象時，要轉(zhuǎn)動抓釘，讓抓釘和錨板之間保持40mm以上的距離，還要注意對抓釘?shù)拈g隙在砌筑之后進行密封處理。設計膨脹的磚縫時，還要符合施工圖紙的要求，磚縫里面不能出現(xiàn)泥漿和一些雜質(zhì)，如果有要及時清理。在砌筑乙烯裂解爐爐內(nèi)耐火磚時，要嚴格控制整個程序;使用耐火磚之前，一定要用切磚機和刀鋸進行切工;及時記錄特殊砌筑的地方。

7.3 模塊安裝方面

在模塊安裝時，要想保證安裝的質(zhì)量，就要注意螺母和錨固件兩端頭絲扣連接[8]。在平時檢查時，要通過機械拉拽、手電照射等方法對螺母進行檢查，如果出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，就要及時進行整改，之后再檢查是否合格。安裝之后還要檢查模塊之間是否有縫隙存在。模塊安裝成功之后，還要檢查是否符合使用要求，符合之后才能拆除包裝紙板。全部處理完之后，要檢查模塊是否有縫隙，如果寬度超過5mm，就要采取把寶鋼板對折之后塞入纖維毯修補的措施進行處理。

8 結(jié)語

通過乙烯裂解爐改造和改變爐里面的一些使用材料后，能讓改造外壁溫度達到67℃左右，基本消除爐外壁的熱點，成功解決了裂解爐超溫的問題。通過改造，能夠達到降低乙烯裂解爐爐膛出現(xiàn)的外壁溫度高、影響散熱目的，符合乙烯裂解爐使用的要求，說明改造取得了一定成功。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，中華人民共和國國家監(jiān)督檢驗檢疫總局.工業(yè)爐砌筑工程施工及驗收規(guī)范：GB 50211—2014[S].2014.

[2]國家技術監(jiān)督局，中華人民共和國建設部.工業(yè)爐砌筑工程質(zhì)量檢驗評定標準：GB 50309—2013[S].2013.

[3]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.耐火制品堆放、取樣、驗收、保管和運輸規(guī)程：GB/T 10325—2012[S].2012.

[4]中華人民共和國工業(yè)和信息化部.粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)致密耐火澆注料：YB/T 5083—2014[S].2014.

[5]國家質(zhì)量監(jiān)督局.通用耐火制品形狀尺寸：GB 2992—2013[S].2013.

[6]國家質(zhì)量監(jiān)督局.耐火磚的分型和定義：GB 10324—1998[S].1998.

[7]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.石油化工乙烯裝置裂解爐施工技術規(guī)程：SH/T 3511—2007[S].2007.

[8]中華人民共和國工業(yè)和信息化部.化學工業(yè)爐耐火纖維爐襯設計規(guī)定：HG/T 20642—2011[S].2011.