第4期中氮肥2005年7月M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progressul.2005的的單的的單單備理與改氣化爐爐襯結(jié)構(gòu)改造小結(jié)裴俊昌[甘肅劉化(集團(tuán))有限責(zé)任公司,甘肅永靖731603][摘要]分析了氣化爐爐壁超溫的原因。從爐襯材料和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面入手,對(duì)爐襯結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,基本解決了爐壁超溫的難題[關(guān)鍵詞]氣化爐;超溫;爐襯改造[中圖分類(lèi)號(hào)]TQ113.254[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1004-9932(2005)040036-04Brief summary on revamping for liner structure ofgasification furnacePEI Jun-changAbstract: The cause of over-temperature of gasification furnace wall is analyzed. The difficult problem ofover-temperature for furnace wall was basically solved by furnace liner revamping, in terms of both the material and structureKey words: gasification furnace; over-temperature; furnace liner revamping[收稿日期]2005-012001年我公司進(jìn)行原料路線(xiàn)技術(shù)改造,即在[作者簡(jiǎn)介]裴俊昌(1963-),男甘肅天水人,工程原有的重油氣化爐上采用天然氣直燒工藝生產(chǎn)合師,甘肅劉化(集團(tuán))有限責(zé)任公司機(jī)動(dòng)部部長(zhǎng)。成氨。在生產(chǎn)過(guò)程中,4臺(tái)氣化爐,無(wú)論是新砌工藝管道、閥門(mén)、管件等選用的材質(zhì)檔次較高,筆者以為應(yīng)以雙加壓工藝為首選,如:法國(guó)的耐腐蝕性能強(qiáng)。0.451.1GP雙加壓工藝,德國(guó)的0.52/1.18(4)停車(chē)后設(shè)備保養(yǎng)好,動(dòng)設(shè)備通過(guò)盤(pán)車(chē)一UHDE雙加壓工藝等直保持在良好狀態(tài)。我公司本次引進(jìn)的315t/dG.P雙加壓法硝(5)該裝置可提供完整的技術(shù)資料。酸裝置費(fèi)用為4120萬(wàn)元,加上配套設(shè)備投資(6)整個(gè)裝置報(bào)價(jià)低,到廠(chǎng)價(jià)為4120萬(wàn)元2600萬(wàn)元、間硝裝置投資2600萬(wàn)元,共計(jì)人民幣,低于國(guó)內(nèi)同等規(guī)模裝置新購(gòu)一臺(tái)國(guó)外9320萬(wàn)元;預(yù)計(jì)建成投產(chǎn)后的年銷(xiāo)售收入為“四合一”機(jī)組的價(jià)格。14742萬(wàn)元(不含稅),扣除成本9245.4萬(wàn)元、(7)裝置拆、建工期短,18個(gè)月即可完成。稅2500萬(wàn)元,年稅前利潤(rùn)5500萬(wàn)元,稅后利(8)我公司已有引進(jìn)450t/二手硝酸設(shè)備潤(rùn)3中國(guó)煤化工為397%,投資的成功經(jīng)驗(yàn)?；厥誄NMHG結(jié)束語(yǔ)前,間的法濃娟酸裝置正在建設(shè)中,315t/GP雙加壓法硝酸裝置正在拆除,預(yù)計(jì)2006引進(jìn)二手設(shè)備時(shí),應(yīng)注意工藝技術(shù)的選擇,年5月建成投產(chǎn)。第4期裴俊昌:氣化爐爐襯結(jié)構(gòu)改造小結(jié)37筑的耐火襯里爐還是已使用過(guò)重油的氣化爐,均材料和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面入手,探索改進(jìn)筑爐施工、存在爐壁超溫的現(xiàn)象,被迫采用爐體外澆水冷卻提高筑爐質(zhì)量、解決爐壁超溫的辦法。的方式維持生產(chǎn),給公司的安全生產(chǎn)和設(shè)備管理工作造成了極大的壓力。本文就我公司氣化爐如2原因分析壁超溫問(wèn)題從爐襯結(jié)構(gòu)和選材改進(jìn)上進(jìn)行探討。2.1爐頭大法蘭蓋超溫1986年9月,氣化爐爐口結(jié)構(gòu)由原來(lái)的掛1概況磚結(jié)構(gòu)改為噴嘴保護(hù)套形式,以保證隔熱襯里形1.1設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)成一個(gè)整體。氣化爐噴嘴保護(hù)套的結(jié)構(gòu)及材料決規(guī)格⑩2400×36×8980mm定了爐頭大法蘭的結(jié)構(gòu)。噴嘴保護(hù)套材料選用材料15MnVRlCrl8N9Ti,筒內(nèi)澆注耐火混凝土,起保護(hù)噴嘴操作壓力3.1MPa的作用。但在使用過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)存在以下操作溫度1350±50℃問(wèn)題:介質(zhì)CO+H2(1)保護(hù)套端部迎火面燒蝕嚴(yán)重,剝落斷壁溫≤200℃裂1.2爐襯結(jié)構(gòu)(2)外筒體過(guò)燒變形,檢修、吊裝困難,且我公司氣化爐爐襯結(jié)構(gòu)是根據(jù)1989年中氮吊裝時(shí)又極易損壞爐磚;情報(bào)協(xié)作組確定的國(guó)內(nèi)中型化肥廠(chǎng)加壓氣化爐爐(3)脫落的耐火材料堵塞喉管,造成氣化爐襯改造圖并參考了300kt/a大化肥裝置氣化爐憋壓、停車(chē);的拱頂和爐襯厚度確定的,即(由內(nèi)向外)第1(4)檢修頻繁,每檢查一次爐磚必須更換保層為白剛玉磚,第2、3層為輕質(zhì)髙鋁磚,第4護(hù)套。層為耐火纖維,總厚度為425mm。爐膛尺寸為分析原因,系噴嘴保護(hù)套的材料與耐火磚理Q1546×6877mm化指標(biāo)不同所致。由于澆注的耐火混凝土未進(jìn)行13運(yùn)行狀況預(yù)燒結(jié),水分未完全析出,在髙溫條件下發(fā)生膨我公司共有4臺(tái)氣化爐,平時(shí)2開(kāi)2備。脹疏松,強(qiáng)度降低,而1Cr18NT在1350℃200年8月改為天然氣直燒后,即發(fā)現(xiàn)燒過(guò)重油時(shí)即開(kāi)始熔化,隨著筒體的逐漸熔化,耐火混凝的2臺(tái)氣化爐(2#、3#)爐壁超溫,均達(dá)250℃土隨之脫落。當(dāng)保護(hù)套因燒蝕減短至400mm以上。為維持正常生產(chǎn)運(yùn)行,采用外部澆水冷卻后,對(duì)噴嘴的保護(hù)作用明顯降低,影響噴嘴使用方式降低爐壁溫度。2002年6月,4#新筑的氣化壽命,并引起上封頭及爐口大法蘭超溫。爐投入運(yùn)行,兩個(gè)月后也出現(xiàn)爐壁超溫情況,最2.2爐壁超溫高達(dá)38℃。200年7月,1#新筑的氣化爐投入從部位看,超溫多發(fā)生在熱偶孔附近和上部運(yùn)行,一周后同樣發(fā)生爐壁超溫現(xiàn)象。至此,4拱頂、下部封頭處。發(fā)生超溫的原因是多方面臺(tái)氣化爐無(wú)一例外地都存在爐壁超溫的重大安全的,首先,熱偶預(yù)留孔偏大,極易造成爐壁超隱患,雖經(jīng)多次處理,但仍未根治此問(wèn)題。為此,溫;其次,與上部拱頂超溫及爐磚的熱膨脹系數(shù)公司把解決氣化爐爐壁超溫問(wèn)題列為攻關(guān)項(xiàng)目,和伸縮縫留設(shè)量有關(guān)。爐襯采用多層不同耐火隔排人議事日程。針對(duì)氣化爐在天然氣直燒工藝條熱材料,由于各材料的熱膨脹系數(shù)與導(dǎo)熱系數(shù)不件下存在的問(wèn)題,確定了以下調(diào)研內(nèi)容。同,伸縮縫的留設(shè)量過(guò)大或過(guò)小都會(huì)造成爐磚擠(1)了解以天然氣為原料的化肥生產(chǎn)廠(chǎng)家的壓、破損和裂縫產(chǎn)生。特別是停車(chē)降溫后,爐襯筑爐及使用情況;存在不同程度的下沉,而升溫后下沉部位又無(wú)法(2)耐火材料的選用;恢復(fù)中國(guó)煤化工縫形成通道而串(3)了解升降溫及生產(chǎn)負(fù)荷對(duì)爐壁的影響;氣CNMHG在上部拱頂處較(4)了解筑爐施工技術(shù)的要求及注意事項(xiàng);為明顯。(5)爐襯結(jié)構(gòu)改造探討。2.3下部封頭爐壁超溫經(jīng)多次分析、討論,決定從氣化爐隔熱襯里該部位超溫與隔熱襯里結(jié)構(gòu)有關(guān)。直筒部分中氮肥第4期隔熱襯里共有四層:一層氧化鋁纖維氈厚40氧化鋁纖維氈mm,兩層輕質(zhì)高鋁磚和一層白剛玉磚,總厚度納米隔熱材料白剛玉磚為425mm(見(jiàn)圖1);而下封頭處隔熱襯里只有三層:一層氧化鋁空心澆注料,一層輕質(zhì)高鋁磚,一層白剛玉磚,隔熱襯里厚度最小為370揚(yáng)mm(見(jiàn)圖2)。可見(jiàn),下封頭處的隔熱襯里結(jié)構(gòu)、材料與筒體部分有所不同,隔熱襯里的尺寸氧化鋁空心球磚減薄及導(dǎo)熱系數(shù)增大都是造成爐壁超溫的原因。輕質(zhì)磚其他原因還包括工藝操作、生產(chǎn)負(fù)荷以及施工方圖3改后熱偶孔隔熱襯里結(jié)構(gòu)法、施工質(zhì)量等。爐壁超溫實(shí)際是上述一系列綜層留設(shè)30mm,上爐口留設(shè)46mm。合因素共同作用的結(jié)果。3.4直筒及爐底磚料圖白剛玉磚(1)直筒第二層輕質(zhì)高鋁磚、爐底輕質(zhì)高鋁磚均改用氧化鋁空心球磚(2)爐底剛玉澆注料改為氧化鋁空心澆注料輕質(zhì)高鋁磚35爐底結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)輕質(zhì)高鋁磚輕質(zhì)高鋁磚氧化鋁纖維圖1直筒隔熱襯里結(jié)構(gòu)氫化鋁空心球磚納米隔熱材料氧化鋁纖堆氈圖4改后爐底結(jié)構(gòu)(1)增加一層GY24磚,出氣口剛玉磚為8氧化鋁纖維氈層(2)GY21磚改為45°斜磚,改變GY20尺寸,底部隔熱層厚度由370mm增加到500mm;圖2下封頭隔熱襯里結(jié)構(gòu)(3)下封頭接直筒后加一層7mm厚納米隔熱材料;3爐襯結(jié)構(gòu)改造4)爐底輕質(zhì)高鋁磚改為氧化鋁空心球磚;3.1熱偶孔5)爐底伸縮縫中加一層3mm厚的氧化鋁熱偶孔剛玉磚由兩層磚180×70mm方孔改纖維紙;為一層磚75×35mm橢圓孔;熱偶部位的兩層(6)GY1磚砌4層,與下部氧化鋁空心球輕質(zhì)高鋁磚改為氧化鋁空心球磚,并增加陶纖隔磚齊平。熱套管和一層7mm厚納米隔熱材料(見(jiàn)圖3)。3.6燒嘴保護(hù)套氣化爐爐口結(jié)構(gòu)改為噴嘴保護(hù)套形式后,改3.2爐磚后填充物善x上/AL取消GY8磚后的氧化鋁空心球填充物,改了劍中國(guó)煤化工爐壁超溫難題得到延用至今。但隨著為GY18磚背面貼兩層7mm厚納米隔熱材料,生CNMHGm口,,氣化爐噴嘴保護(hù)封頭爐口周?chē)N一層7mm厚納米隔熱材料。套的燒蝕越來(lái)越嚴(yán)重地影響著裝置的安全、穩(wěn)定3.3剛玉磚膨脹縫留設(shè)量和長(zhǎng)周期運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì),噴嘴保護(hù)套平均使用壽自下而上,第一層托板留設(shè)24mm,第二命為4~6個(gè)月,這是由其結(jié)構(gòu)和材料決定的。第4期裴俊昌:氣化爐爐襯結(jié)枘改逵小結(jié)39采用不降溫更換噴嘴保護(hù)套的方法只能起到燒嘴室高度+4mm保護(hù)噴嘴的作用,不能解決上封頭及爐口大法蘭砌體表面平整度+3mm/m超溫問(wèn)題。要解決問(wèn)題,必須降溫更換。而每降(3)剛玉磚應(yīng)在爐外平臺(tái)和模具上進(jìn)行組溫一次至復(fù)工用時(shí)約25d。為盡量減少升降溫次裝。拱頂要根據(jù)圖紙要求對(duì)每環(huán)磚進(jìn)行選配,確數(shù)和避免損壞爐襯,提出以下改造方案。改造示定每環(huán)磚的位置。需要加工的磚,選配時(shí)就要加意圖見(jiàn)圖5。工合適。直筒磚每五層為一個(gè)預(yù)組裝段,組成酎火混凝土環(huán)的磚的厚度差不超過(guò)0.5mm(4)合攏磚加工尺寸不得小于原磚的12,耐火纖維氈剛玉磚若小于12時(shí),必須加工成2塊磚,合攏磚應(yīng)在砌體上均勻分布質(zhì)邑酸(5)各種磚的耐火面不得加工,不得在砌體上砍鑿。耐火材料在施工過(guò)程中應(yīng)采取措施防爾、防潮。(6)內(nèi)外兩層耐火磚之間避免通縫,內(nèi)外層膨脹縫不得相互貫通,須相互錯(cuò)開(kāi)。7)砌體內(nèi)外層膨脹縫的尺寸及分布位置和圖5噴嘴保護(hù)套結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。應(yīng)均勻平直,縫內(nèi)保持(1)將保護(hù)套分為兩段,前段材料改用剛玉清潔,不得掉人耐火泥等雜物,并按要求鋪設(shè)、磚,后段保留380mm,材質(zhì)不變。填充耐火材料。(2)改變GY17磚的幾何形狀及尺寸,與GY16磚砌筑成一體,形成前段噴嘴保護(hù)套。8)為防止各層磚的相互粘結(jié)和水分滲透必須按設(shè)計(jì)要求貼防潮紙。砌磚應(yīng)使用尼龍錘找(3)將GY18磚由兩層改為一層。(4)鋼制保護(hù)套端面與剛玉磚端面結(jié)合部采正,嚴(yán)禁用鐵錘等器物敲打。用加20mm氧化鋁纖維氈密封。9)拱頂磚縫放射線(xiàn)應(yīng)與半徑方向相互吻通過(guò)以上改造,不僅解決了鋼制保護(hù)套燒合,拱頂內(nèi)表面應(yīng)平整,無(wú)明顯錯(cuò)臺(tái)。蝕、噴嘴過(guò)燒引起損壞以及上封頭、爐口大法蘭(10)直筒及拱頂耐火磚均要用環(huán)砌法施工,超溫等問(wèn)題,而且不影響爐磚下沉修復(fù)施工。不直筒部按輕質(zhì)高鋁磚、氧化鋁空心球磚、剛玉磚足之處是:給爐口砌筑施工增加了一定的難度逐次退臺(tái)呈階梯形筑砌。旦爐口完成砌筑,再無(wú)法入爐進(jìn)行檢查;若需5結(jié)束語(yǔ)入爐檢査修復(fù),必須拆除爐口磚。2003年1月18日,3#氣化爐根據(jù)確定的改4實(shí)施改造造方案完成筑爐工作轉(zhuǎn)入自然養(yǎng)生階段,2月152002年12月27日,根據(jù)審定后的施工方日投產(chǎn)運(yùn)行并入系統(tǒng)。投入生產(chǎn)后,在最大生案及改進(jìn)方案,在3#氣化爐開(kāi)始筑爐。筑爐過(guò)負(fù)荷的條件下,爐壁溫度基本未超過(guò)200℃的設(shè)程嚴(yán)格按下列質(zhì)量技術(shù)要求施工。計(jì)指標(biāo)。此次爐襯改造施工質(zhì)量好,改造效果明(1)剛玉磚灰縫≤1.5mm,合攏磚灰縫≤2顯,初步解決了氣化爐爐壁超溫的難題,緩解了m。砌磚采用打漿法,磚縫要求橫平豎直,灰安全生產(chǎn)和設(shè)備管理方面的壓力,改善了工作環(huán)漿飽滿(mǎn)度達(dá)到100%。境,也驗(yàn)證了我們對(duì)問(wèn)題的分析和處理方法,取(2)砌體尺寸誤差不應(yīng)超過(guò)以下數(shù)值得了令人滿(mǎn)意的效果。2003年4月和2004年6襯里直徑±3.0mm月中國(guó)煤化工護(hù)結(jié)構(gòu)相繼進(jìn)行了每環(huán)磚的同心度±1.5mm改CNMHG效果。2004年12每環(huán)磚的水平度+1.5mm月,我公司第一次在4#氣化爐上進(jìn)行了噴嘴保爐底與直筒剛玉磚之間膨脹縫3~6mm護(hù)套結(jié)構(gòu)改造。至此歷時(shí)兩年,我公司4臺(tái)氣化爐底與直筒、高鋁磚之間膨脹縫2~3mm爐全部完成了各項(xiàng)改造。