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        玻璃纖維噴涂技術在石腦油加氫裝置上的應用
        欄目:新聞中心 發布時間:2020-05-26
            要:

        玻璃纖維噴涂襯里無接縫、嚴密性好、保溫釘全部埋在纖維層內, 可以有效的防止釘頭燒損, 減少爐墻表面的散熱損失, 提高加熱爐的熱效率。文中闡述了耐火纖維噴涂技術的特點, 并對其在石腦油加氫裝置的加熱爐上的應用情況及實際使用效果進行了分析。

        作者簡介: 曲云芹, 女, 工程師, 1996年畢業于大慶石油學院化工機械專業, 現從事質量檢驗工作。;

        收稿日期:2014-11-21

        Application of fiber coating technology in naphtha hydrogenation unit

        Qu Yunqin

        Construction Company of Daqing Petrochemical Company

        Abstract:

        The fiber coating lining is seamless, has a good leakproofness, all the heat insulation nails are buried in thefiberous layers, can effectively prevent nailhead burning loss, reduce heat loss of furnace wall surface and improve thethermal efficiency of heating furnace. This paper set forth the characteristics of refractory fiber coating technology, and madeanalysis to its application situation and actual application effect in heating furnace of naphtha hydrogenation unit.

         

        Received: 2014-11-21

        加熱爐是石腦油加氫裝置的主要設備, 爐型為立式管式加熱爐。爐體直徑Φ4 010 mm, 爐總高度274 520 mm;爐襯里部分輻射段和對流段, 爐墻厚度200 mm, 自內向外為蛭石水泥+重質耐火粘土磚;爐頂厚度220 mm, 為100 mm陶纖氈+陶纖針刺毯折疊結構, 采用網狀錨固法固定, 煙道厚度為75 mm厚, 爐底采用180 mm耐火混凝土。該加熱爐是裝置主要的耗能設備, 耗能量占整個裝置的60%左右。因此, 減少散熱損失和節省燃料消耗是提高裝置效益的技術措施。

        1 改造前運行狀況

        石腦油加氫裝置自1997年7月投入運行以來, 加熱爐運行較為平穩, 到1999年6月出現加熱爐西側、南側爐體外壁及爐頂部分保溫漆脫落, 爐膛負壓值低, 并有熱風外泄, 爐外壁溫度最高達到165℃, 嚴重超標。在環境溫度20℃、風速3~4 m/s時, 其測試數據表1。

        1999年8月裝置停工改造檢修期間, 對加熱爐爐膛內和急轉彎頭及爐頂等部位進行了全面的檢查, 通過檢查發現加熱爐北側下部爐壁保溫襯里基本完好, 只有耐火磚膨脹縫間少量塞縫巖棉脫落, 而南、東、西側墻保溫襯里則破壞嚴重, 尤其是爐頂的保溫襯里嚴重脫落, 造成散熱損失增大, 保溫效果變差。

        表1 加熱爐襯里改造前外壁測試數據     下載原表

        表1 加熱爐襯里改造前外壁測試數據

        為滿足石腦油加氫反應的溫度要求, 勢必要增大火焰, 提高爐膛溫度, 造成能耗增加, 同時由于石腦油加氫加熱爐爐管材質為Cr5Mo, 設計上要求爐膛溫度≯750℃, 制約了石腦油加氫裝置處理量的增大, 形成提高加工汽油處理能力的“瓶頸”必須進行治理。

        2 加熱爐襯里改造

        為了合理的應用耐火纖維, 在保證使用質量的前提下降低材料費用, 經過車間現場調查, 決定對加熱爐襯里進行改造。將原加熱爐輻射端墻加厚50 mm, 玻璃纖維噴涂爐頂舊保溫脫落全部拆除厚220 mm及輻射室轉對流室的拐角處, 全用噴涂普鋁耐火纖維, 采用保溫釘固定, 輻射室爐墻為U型保溫釘, 材質為1Cr18Ni9Ti圓鋼, 直徑4 mm, 等腰三角形排布, 間距300 mm×300 mm;爐頂用L型保溫釘, 材質為1Cr18Ni9Ti圓鋼, 直徑6 mm, 等腰三角形排布, 間距200 mm×200 mm;拉不銹鋼絲網, 上快速卡子。

        2.1 對材料的要求

        纖維噴涂材料的化學成分及性能見表2。

        表2 普鋁耐火纖維棉和巖棉的化學成分     下載原表

        表2 普鋁耐火纖維棉和巖棉的化學成分

        噴涂用水為符合工業用水標準, 高溫結合劑為北京中耐公司專利產品, 牌號為YS-J-700。

        2.2 加熱爐爐襯施工

        (1) 噴涂前對爐頂鋼墻鋼板表面除銹, 清除油污, 不得用水沖洗, 標準St3級;噴涂材質為普鋁耐火纖維, 用量為12.98 m3, P=28 MPa。襯里施工嚴格按GBJ211—87《工業爐砌筑工程施工及驗收規范》的標準進行執行。

        (2) 焊接U型保溫釘, 焊接時保溫釘根部兩面焊滿無咬肉, 經錘擊逐個檢查焊接質量, 保溫釘垂直偏差≤5mm;高度偏差±2 mm;間距偏差±5 mm。爐頂鋼板表面噴刷YS-Z-200粘貼劑和防銹漆, 形成均勻涂層。使用纖維噴涂機進行爐襯噴涂施工, 噴涂自上而下進行。根據襯里材料及厚度要求, 沿襯里厚度方向分層噴涂, 使噴涂襯里表面覆蓋保溫釘。用木塞或牛皮紙將加熱爐內所有接管內孔及燃燒器孔全部封堵嚴密。分層噴涂過程中嚴禁使用回彈料, 不銹鋼絲網緊密牢固, 襯里覆蓋保溫釘20~30 mm。

        (3) 爐頂施工也是沿厚度方向分層進行, 在螺柱上裝上不銹鋼墊片和螺帽, 再噴最后1層耐火纖維至需要厚度200 mm以上, 讓錨固件全部埋入纖維層中, 減少燒損。平整襯里內表面, 不準抹面, 形成相對平整, 致密的襯里表面。噴涂后, 在煙氣流速較大的部位, 如爐頂至對流室的過渡段表面刷1層1~2 mm厚的專用高溫強化劑涂料, 干燥后形成1層較硬且光滑的硬殼, 以加強過渡段耐煙氣沖刷能力。

        (4) 特別注意拐角, 看火孔周圍, 爐管出入口等異型部位的施工。耐火纖維噴涂襯里成形后嚴禁機械碰撞。

        3 改造后運行情況

        石腦油加氫裝置的加熱爐保溫襯里噴涂耐火纖維由北京中耐公司施工, 歷時6 d, 在加熱爐開工投用過程中未再進行烘爐操作, 直接按石腦油加氫裝置的加熱爐開工升溫曲線操作, 經實踐證明, 新噴涂保溫層附著性能良好, 未發生襯里脫落現象, 并且爐外壁溫度明顯降低。經3個月使用, 爐外壁保溫漆完好, 亦證明保溫襯里保溫效果良好。在環境溫度18℃、風速4~5 m/s時, 測試數據見表3。

        表3 加熱爐襯里改造后外壁測試數據     下載原表

        表3 加熱爐襯里改造后外壁測試數據

        4 使用效果比較

        (1) 玻璃纖維噴涂改造前爐輻射室的爐墻表面溫度平均96.4℃, 改造后爐輻射室的爐墻表面溫度平均25.4℃, 下降71℃, 降低73.7%;改造前爐爐頂平均溫度120℃, 改造后爐爐頂平均溫度32.25℃, 下降87.75℃, 降低73.1%。

        (2) 輻射室爐墻表面熱流量由623.25 W/m2降至100.25 W/m2, 下降了523 W/m2, 降低率為83.9%;爐頂平均表面熱流量由1 055 W/m2降至114.5 W/m2, 下降了940.5 W/m2, 降低89.1%。

        (3) 整個施工過程5人施工6 d, 如采用修補磚結構加耐火纖維氈形成襯里, 則12人需要35 d。

        5 節能效益

        石腦油加氫裝置的加熱爐輻射室, 爐頂兩處墻保溫襯里經纖維噴涂施工后, 多次測試, 在生產處理量不變情況下, 輻射室, 爐頂外壁溫度分別下降為25.4℃、32.25℃, 則輻射室;爐頂散熱損失減少, 減少量為351 240 W/h, 每a按8 000 h計, 每a可節約燃油217.6 t, 則每臺可節約11.424萬元/a。

        6 結束語

        纖維噴涂是通過專用纖維噴涂設備制作1次成型的高性能三維網絡結構爐襯或耐火保溫層的先進施工技術。它施工簡單、工期短、節省人力、整體性強、隔熱性能好、爐墻薄、質量輕、異型部位易處理、無接縫、使用壽命長等優點。目前, 該項新技術已廣泛在大慶石化公司常減壓裝置、酮苯、糠醛、合成、加氫和化工一廠裂解裝置等加熱爐上使用, 均達到了預期的效果。


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