加熱爐襯里施工技術

馮凱

摘 要：加熱爐為工業爐的一種，本文通過現場施工，從施工安排、施工程序、澆注料施工、可塑料施工、耐火磚砌筑和烘爐等方面，敘述了燕山石化煉油廠140萬噸/年延遲焦化裝置中加熱爐襯里施工的基本方法及所采取的技術措施。

關鍵詞：施工程序；澆注料；可塑料；耐火磚；烘爐

加熱爐，即指用來提高物料溫度，達到改變物料物理和化學性能的一種熱工設備。所謂襯里，就是指在工業爐鋼結構內表面采用耐高溫的材料（如：澆注料、可塑料、耐火磚、預制纖維塊）進行施工，形成隔熱層，防止鋼結構在高溫下變形或坍塌。

1 工程概況

加熱爐為140萬噸/年延遲焦化裝置中的一臺工業爐，主要作為原料的加熱設備。該加熱爐為雙面輻射室、一對流室、一煙囪和一套附屬余熱回收系統。輻射室截面尺寸：24370mm（長）×18328mm（寬）×6740mm（高），爐底采用耐火澆注料和耐火磚的爐襯結構，側墻采用可塑料和拉磚的爐襯結構，輻射室中間用隔火墻分開，人孔門16個，看火門64個；對流室截面尺寸：22672mm（長）×4128mm（寬）×4792mm（高），采用澆注料和折流磚的爐襯結構；煙囪截面尺寸：φ3070mm（直徑）×40468mm（高）。

加熱爐襯里材料主要為不定性耐火澆注料、纖維可塑料和耐火磚，澆注料為：JNQ-80、JNQ-100和JM-100，纖維可塑料為：CNK-11、CNK-12和CNK-14，耐火磚為：黏土磚和高鋁磚，整個襯里材料總重約800噸。

2 技術措施

2.1 鋼結構交接

鋼結構的施工質量將直接影響著襯里的施工質量，因此，在襯里施工前對鋼結構的撓度、平整度、尺寸等進行了檢查，檢查項目如表一所示，并對輻射室、流室頂板進行了淋水試驗，檢查合格并辦理工序交接后才進行襯里施工。

2.2 澆注料施工

（1）攪拌使用新鮮、干凈的飲用水，pH值為6.5～7.5，施工現場采用水車供水。由于現場采用的是北京天壇股份有限公司通達耐火技術分公司生產的澆注料，參照廠家的使用說明，其加水量按表二執行。

（2）攪拌采用強制式攪拌機，決不可人工攪拌。加水前先進行干料預混，混料時間不少于1min，待攪拌均勻后再加水，攪拌時間不宜過長，以2～3min或成“生面團”、“油灰狀”為宜。

（3）攪拌好的澆注料規定在30min內用完，已凝結的料塊不能再加水攪拌使用，應扔掉，并及時清理出施工現場。使用時必須整袋料使用，禁止取出部分料使用。施工過程中禁止向攪拌好的澆注料內再次加水。

（4）施工采用支模澆注，并結合手工搗打。搗打必須密實，施工應連續進行，當出現施工間隙時，設置了階梯形接口（襯里厚度不大于75mm時，接縫可設置成直縫），接口預留在兩保溫釘之間。再次施工前，將接縫劃成溝痕，清除浮粒，淋水濕潤，然后再繼續澆注。

2.3 可塑料施工

（1）可塑料采用山東魯陽公司生產的材料，加水前也先進行干料預混，混料時間為1～2min，待攪拌均勻后再加水，加水攪拌時間為5～10min。

（2）由于可塑料中主要為纖維制品，為方便脫模和澆注成型，在施工中摻入了增塑劑。增塑劑的使用要求為：根據當天的施工量，提前24小時將增塑劑溶解成無色透明溶液后施工。溶解方式為：將1～2小袋增塑劑均勻地撒入20kg水中，并攪拌3～5min，然后浸泡24小時，待增塑劑溶解成無色透明溶液后使用。

（3）其余施工要求與澆注料相同。

2.4 輻射室頂襯里施工

（1）加熱爐輻射室頂為200mm厚CNK-12纖維可塑料，采用手工搗打將無法滿足要求，施工中采用支模澆注。模板采用300mm寬鋼模板，所使用的模板必須要求表面平整，并且模板與模板之間的拼縫必須嚴密。在爐頂端部和預留管、預留孔等鋼模板無法使用的部位，采用木模板，木模板與鋼模板應有良好的拼縫。

（2）澆注前，在爐膛內搭設滿堂腳手架，腳手架的步距和間距均為1200mm。腳手架搭設好以后，在立管頂端加撐子，用以調整模板高度。撐子調好以后，鋪設橫管，然后在鋪設縱管，最后再在縱管上鋪設鋼模板。

（3）爐頂襯里澆注具體方法為：從一端推向另一端，每鋪設一排300mm寬模板，澆注一次襯里，然后再拼裝模板，澆注襯里。每次的襯里不應直接澆注到模板邊，應預留50mm左右，以方便拼裝模板。

（4）拼裝模板時，用力不應過猛，以防止新澆注的可塑料襯里與爐頂鋼板脫落，在澆注爐頂襯里期間，爐頂盡量不讓人走動，并且所有的材料都應輕拿輕放。

（5）爐頂襯里采用人工搗打澆注，人工將可塑料抱成團以后，直接往里填塞，然后采用木棒進行搗打，以使可塑料能澆注密實。

（6）爐頂合門選在端部，合門處的襯里寬度不應超過端墻的襯里厚度，并且襯里表面應為麻面，以方便端墻與爐頂襯里的結合。

2.5 耐火磚砌筑

（1）該加熱爐所使用的耐火磚主要為折流磚、NG-1.0標準黏土磚、LG-1.0標準和異型高鋁磚。折流磚用在對流室，主要起改變氣流用，使爐管能均勻受熱；NG-1.0標準粘土磚用在爐底中間隔火墻和爐底面磚，主要起隔熱用；LG-1.0標準和異型高鋁磚用在輻射室側墻，主要起隔熱用。

（2）由于折流磚直接嵌在澆注料內，因此，施工對流室襯里時，為防止折流磚與剛施工的澆注料襯里直接接觸，施工中在折流磚的上下表面均用塑料薄膜進行隔離。

（3）輻射室側墻為拉磚的爐襯結構，磚里面為80mm厚的CNK-11可塑料和120mm厚的CNK-14可塑料，磚拉鉤直接焊在鋼板上。由于施工中磚與磚之間的縫隙為1mm，這對磚拉鉤的焊接和可塑料襯里表面平整度的要求非常高。為保證拉磚的可操作性和可靠性，磚拉鉤采用拉通線焊接，焊完以后再拉通線找平整度和間距；可塑料襯里表面采用掛杠找平，只許存在負偏差，磚與可塑料襯里之間的縫隙采用粉狀澆注料進行填塞。

（4）砌筑爐底中間隔火墻和側墻拉磚時，按照設計圖紙要求，設置了膨脹縫，設置膨脹縫部位的磚干砌，并用陶瓷纖維毯進行填塞。

2.6 煙囪、余熱回收系統煙道襯里施工

煙囪、余熱回收系統煙道襯里采取臥置分瓣施工，每瓣襯里施工完畢后，自然養護48小時后翻轉進行下瓣施工。

2.7 預制纖維塊施工

在加熱爐襯里施工中，預制纖維塊主要用在輻射室人孔門、看火門兩部位，預制纖維塊為拼裝結構，塊與塊之間采用耐火泥進行黏接。由于預制纖維塊較脆，并且怕水，安裝時，先在安裝預制纖維塊位置的下方焊接鋼筋托架，并在預制纖維塊的外表面纏繞塑料薄膜。

2.8 伸縮縫施工

為防止襯里由于溫度應力過大引起裂縫，按照設計和規范要求，襯里施工完畢后，對厚度大于75mm的襯里及時進行了切縫，切縫采用手工電動切割機。切縫要求為：按“井”字形布置，深度20～30mm，寬度2～3mm，縱橫向間距為800～1200mm，并且盡量避開孔洞、爐管等部位。

2.9 烘爐

烘爐是爐子投產前期的一項重要工作，其作用主要是排除襯里中的水分并使襯里溫度達到生產條件。烘爐得當，可提高爐子的使用壽命；否則，水分排除不出去，則將導致襯里剝落甚至引起爆裂事故。

爐子如不經烘干烘透就投入使用，則會由于濕的襯里受熱升溫過快，其中水分急劇蒸發為氣體而產生很大的應力，導致襯里剝落崩裂，甚至還可能造成坍塌事故。由于本工程加熱爐襯里主要為澆注料和纖維可塑料兩種不定性耐火材料，襯里中含有大量的游離水、化合水和結晶水，烘爐要求非常高。為此，烘爐前，我們制定了嚴格的烘爐制度和烘爐曲線，烘爐制度見表3，烘爐曲線見圖1。

通過近一周的烘爐，由于組織嚴密和烘爐得當，除了輻射室墻面上有一些細微裂紋外，沒有出現其他質量問題。

3 結論

通過加熱爐襯里的施工，我們可以得出，不管為什么樣的工業爐，所使用的襯里材料都應該為澆注料、可塑料、耐火磚和預制纖維塊中的幾種，每種材料的施工方法基本相同，不同在于施工的難易程度，只要編制好切實可行的施工方案，合理安排施工順序，各專業間協調配合，襯里的施工質量是可以得到保證的，并且施工也能順利完成。

參考文獻

[1]王東.山區石方段連續斷崖地形管道發送安裝技術研究[J].化工管理，2016，（4）：133.

（作者單位：中磊工程造價咨詢有限責任公司）