乙烯裂解炉炉膛衬里改造控制要点、难点分析

王智永

摘 要：现在经济化发展越来越快，工业化发展也越来越好，随之而来的污染会越来越严重。现在人们在建设工业化时就把环境问题考虑其中。本文主要从改造乙烯裂解炉炉膛结构时需要控制的要点、难点进行分析，总结出乙烯裂解炉具有节能减排作用的原因。

关键词：乙烯裂解炉;裂解炉膛衬里;改造

中图分类号：TU746.3 文献标识码：A 文章编号：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 乙烯裂解炉的概念

乙烯生产装置的核心装置是乙烯裂解炉。乙烯裂解炉由对流段和辐射段组成，主要用于原材料加工改造后给其他乙烯装置提供裂解气，最后变成乙烯等副产品[1]。由此可见，乙烯裂解炉在整个乙烯生产装置上都扮演着非常重要的角色。乙烯装置的能耗是裂解炉，乙烯裂解炉炉膛衬里的质量决定裂解炉和整个装置的安全和稳定，因此，要想降低乙烯生产的成本，就要在改造时降低裂解炉的能耗。通过改造裂解的选择性来提高裂解炉的热效率，进而降低裂解炉能耗。

2 乙烯裂解炉安装施工流程

乙烯裂解炉安装施工流程如图1所示。

3 乙烯裂解炉炉膛衬里改造前的状态

乙烯裂解炉炉膛衬里在改造之前，裂解炉的外部温度非常高[2]，让乙烯裂解炉里面的热量损失严重，会出现以下问题：①乙烯裂解炉炉膛衬里保温Z型纤维模块粉化的厚度在40～50mm;②乙烯裂解炉炉膛衬里的耐火砖会出现严重裂缝现象;③乙烯裂解炉炉膛衬里侧面壁的砖面出现损坏、倾倒现象;④乙烯裂解炉炉膛衬里的火孔模块出现裂缝现象，在外部出现大面积裂缝;⑤乙烯裂解炉炉膛衬里的拱顶部浇筑料的侧面出现裂缝现象;⑥乙烯裂解炉炉膛衬里上面的拱顶炉顶盖板的保温层出现脱落现象。

4 改造乙烯裂解炉炉膛衬里需要注意的事项

乙烯裂解炉的外壁要把温度降到70℃以下才能进行改造。

5 改造乙烯裂解炉炉膛衬的主要做法

5.1 辐射段炉顶部位改造做法

改造炉膛衬里面的辐射段炉顶部位时，使用模块直接砌筑的方法拼花交错地进行排列[3]。需要注意的是，这种方法对模块尺寸公差要求非常高，能够改造质量要求的方法是兵列式排列方法。

5.2 辐射段炉墙3.44mm以上改造做法

从乙烯裂解炉辐射段炉墙3.44mm以上到辐射炉段顶板之间可以采用陶纤模块和陶纤毯层铺结构。从结构热面到结构冷面的顺序为：含锆模块（26级）+LYGX312高纯陶纤毯（23级）=260mm+45mm。在炉内里面的背衬层陶纤毯使用两层厚度陶纤毯进行铺垫，注意这两层要错开，错开的缝隙在100mm以上。

5.3 輻射段炉墙3.44mm以下改造做法

改造炉内辐射段炉墙时，使用耐火砖和陶纤板复合保温结构[4]。从衬里热面到衬里冷面依次为：26级轻质耐火隔热砖+23级轻质耐火隔热砖+陶纤板=114mm+2mm+114mm+75mm。耐火砖的结构应按照之前的进行安装[5]，在炉内里面的安拉砖钩锚固件上选择使用INCONEL 601（0Cr23Ni60）材料。

5.4 炉墙窥视孔改造做法

改造乙烯裂解炉时，为了让炉膛衬里的结构耐温度达到要求，需要在炉墙窥视孔处使用陶纤真空成型块，这个结构不仅能够有充足的耐冲刷能力，还能减轻成型块的重量。

5.5 炉顶转角部位改造做法

未改造乙烯炉膛时，炉顶和横跨段的侧墙都是陶纤模块，这样的结构材料在施工时有很大难度，且不能保证质量。所以在改造时可以采用拐角式陶纤模块，以提高乙烯裂解炉炉衬的保温性。

6 改造乙烯裂解炉炉膛衬里时需要控制的要点

6.1 材料检验方面

改造乙烯裂解炉时，相关单位应提前检验使用的材料，重点要检查耐火材料是否达到国家标准和是否有出厂合格证和检验报告，还要检查材料有没有破损现象和材料尺寸有无偏差。

6.2 材料运输和保管方面

相关单位在改造乙烯裂解炉前，要先建造一个能够储藏这些耐火材料的仓库。这个仓库需要做好通风和防潮措施，保证耐火材料在使用之前完整无损。

7 乙烯裂解炉炉体钢结构质量控制的要点、难点分析

在对炉体钢结构施工时，要控制立柱之间的距离和立柱的垂直度。炉体钢结构在施工时一般使用成片吊装法[6]。这种方法能够最大程度地减少高空工作，还能快速完成施工。因此，相关单位需要控制以下几点：第一，控制两个辐射段之间的结构和炉体钢平台的高度;第二，在对流段和两侧框架安装之前，检查辐射段顶部和对流段连接的地方，让其成为统一的高度，最后在施工时控制柱间距和炉墙板焊接出现的变形现象。

7.1 内锚固件焊接方面

使用乙烯裂解炉时，经常会出现很多沉锈，在焊接前先进行打磨处理，处理好之后才能继续规划锚固钉的准确位置。

7.2 耐火砖砌筑方面

在砌筑之前，首先要保证耐火泥的配制符合使用要求。在使用耐火泥时，还要搅拌均匀，对第一层砖进行干排验缝[7]，让耐火砖和锚固之间的位置符合要求，保证砌体里面的拉砖钩能够平直嵌入砖内。在砖墙砌筑时还要分层进行，砌筑时要横平竖直进行，各个砖缝要在同一位置上。在检查砌筑砖缝时，要用塞尺进行检查，注意塞尺插入的深度不要超过20mm，在检查时只要超过5处不合格的现象就定义为不合格。当个别锚板出现不合格的现象时，要转动抓钉，让抓钉和锚板之间保持40mm以上的距离，还要注意对抓钉的间隙在砌筑之后进行密封处理。设计膨胀的砖缝时，还要符合施工图纸的要求，砖缝里面不能出现泥浆和一些杂质，如果有要及时清理。在砌筑乙烯裂解炉炉内耐火砖时，要严格控制整个程序;使用耐火砖之前，一定要用切砖机和刀锯进行切工;及时记录特殊砌筑的地方。

7.3 模块安装方面

在模块安装时，要想保证安装的质量，就要注意螺母和锚固件两端头丝扣连接[8]。在平时检查时，要通过机械拉拽、手电照射等方法对螺母进行检查，如果出现脱落的现象，就要及时进行整改，之后再检查是否合格。安装之后还要检查模块之间是否有缝隙存在。模块安装成功之后，还要检查是否符合使用要求，符合之后才能拆除包装纸板。全部处理完之后，要检查模块是否有缝隙，如果宽度超过5mm，就要采取把宝钢板对折之后塞入纤维毯修补的措施进行处理。

8 结语

通过乙烯裂解炉改造和改变炉里面的一些使用材料后，能让改造外壁温度达到67℃左右，基本消除炉外壁的热点，成功解决了裂解炉超温的问题。通过改造，能够达到降低乙烯裂解炉炉膛出现的外壁温度高、影响散热目的，符合乙烯裂解炉使用的要求，说明改造取得了一定成功。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家监督检验检疫总局.工业炉砌筑工程施工及验收规范：GB 50211—2014[S].2014.

[2]國家技术监督局，中华人民共和国建设部.工业炉砌筑工程质量检验评定标准：GB 50309—2013[S].2013.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.耐火制品堆放、取样、验收、保管和运输规程：GB/T 10325—2012[S].2012.

[4]中华人民共和国工业和信息化部.粘土质和高铝质致密耐火浇注料：YB/T 5083—2014[S].2014.

[5]国家质量监督局.通用耐火制品形状尺寸：GB 2992—2013[S].2013.

[6]国家质量监督局.耐火砖的分型和定义：GB 10324—1998[S].1998.

[7]中华人民共和国国家发展和改革委员会.石油化工乙烯装置裂解炉施工技术规程：SH/T 3511—2007[S].2007.

[8]中华人民共和国工业和信息化部.化学工业炉耐火纤维炉衬设计规定：HG/T 20642—2011[S].2011.