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科技前沿

 百战归来 2015-11-20


快修篇- 哪里坏了修哪里,领导再也不担心我们的炉子啦!




湖北楚星30万吨焚硫炉内衬采用了传统砖砌内衬,几年之后,在检修过程中内衬出现裂缝,开车后一段时间,炉头及中部的上半部开始出现温度升高,晚上可以发现外钢壳的局部地方呈暗红色。因为温度升高的面积较大,后来的两个月时间情况逐步恶化,SO2从炉顶跑出来了,最后只能duang、duang、duang的停车,公司领导很生气,后果很严重!大家看图:


炉顶烧穿






挡墙倒塌,炉顶烧穿。




传统内衬使用寿命短,砖缝开裂及局部损坏或脱落是常见问题。而一旦出现这些问题,基本上不可能进行彻底处理,换句话说,这炉子被判定“无药可救”。


如果按照传统做法,只能重新做呗,而传统砖砌工艺施工周期就需要60~70天,还不包括降温、原有内衬拆除、炉壳修补、烘炉等一系列琐碎的工作,就要花费近3各个月时间处理。如果是冬季紧急停车,大气温度越低,砖砌施工周期越长(砖砌需要养护时间),质量更加难以保证。


费用大一些也就算了,动辄2、3个月的停车是很多化工企业无法接受的,怎么办呢?楚星采用了全新的(武汉博泽)喷射浇注技术,大大缩短施工时间、延长焚硫炉的使用寿命。


我们开始组织维修,先把炉壳修补好




焚硫炉炉顶保温层已经喷涂完毕




修补后的效果(喷涂内衬与原有砖砌内衬结合的很完美)




这种类似于针对炉窑的“云南白药”的喷涂技术,快捷方便,费用不大,炉子伤了、坏了就喷一喷的居家必备“良药”。湖北宜化集团、湖北兴发化工集团股份有限公司、武汉中东化工公司、江西福丰化工公司自2006年已经将喷射浇筑技术应用到了焚硫炉、沸腾炉的快修中。


令人好奇的是,它是怎么施工的?喷涂的内衬有着什么样的结构特点?这种结构给我们会带来什么样的惊喜?请亲继续往下看!


“喷涂篇” – 施工速度那是杠杠滴!


上一篇我们讲到焚硫炉“快修”,基本上就是“哪里坏了修哪里”,最大程度的减少停车时间、节约维修费用。但很多硫酸系统的焚硫炉已经使用了很多年,砖砌内衬遍布裂纹,已经到了“凤凰涅盘”的时候了。


然而,各大化工企业硫酸系统大修一般都希望控制在1各月左右(都希望越短越好),而作为影响大修整体周期的“主线”任务 -焚硫炉内衬施工,自然是重中之重。然而,传统衬砖施工周期往往长达60-70天左右,再加上降温和准备工作,后期的升温烘炉所花费的时间,将近3个月之久(气温越低,施工周期越长,如果你是老炉重建的话,还要加上拆炉时间呢!亲!),长期的停车维修是任何一个化工企业都无法忍受的。


下面,我们继续向大家介绍高度机械化的、快速便捷的焚硫炉内衬的施工技术:(武汉博泽)喷射浇筑技术


技术简介:焚硫炉的主体结构完成后,在壳体内壁焊好锚钉,将用胶水配好浇注材料,通过空压机送到焚硫炉内,通过喷枪将浇注料喷涂在壳体内表面上。


我们用一张图来展示这个过程:




一图顶千言,再让我们看看施工现场图片:


第一步 焊接锚固件




第二步 喷涂保温层




保温层完成




第三步 挡墙支模




喷枪灌浆浇筑




挡墙完成




第四步 耐火层喷涂




焚硫炉内衬整体完成后的效果(左右双挡)




前烟箱处喷涂效果




喷涂技术可将各种“地形”处理的较好,满足设计要求




喷射浇筑技术的工期有多“任性”呢,下面我们举一个施工案例:


焚硫炉施工案例: 规格为φ6084mm×17578mm,内部操作耐火度≦1100℃,选用保温、耐火材料喷射浇注内衬,现场喷射浇注成型。保温、耐火料衬里总厚度为592mm,保温喷射浇注料272mm、耐火喷射浇注料320mm;设置上下三道挡墙,中间隔墙厚度为465mm,用耐磨喷射浇注料。




施工步骤和工期要求


锚固焊接作业完成后,执行以下施工步骤:


1. 靠烧嘴前烟箱内施工 工期1天


2. 炉体及烟箱轻质料喷涂 工期7天


3. 挡墙支模 工期1.5天


4. 挡墙浇注施工 工期3天


5. 炉体及烟箱重质料喷涂 工期10天


6. 炉体及烟箱重质料修整 工期6天


7.拆除挡墙模板 工期1天


8.放散管施工 工期2.5天


总工期要求:24天 下一步进入烘炉阶段


喷涂浇筑技术最大特点就是在筑炉施工中最大程度的利用了机械,炉窑施工更简单,工期更“任性”,具有炉窑 “整体喷涂,一体成型”的内衬特点。湖北宜化集团、湖北兴发化工集团股份有限公司已有6台焚硫炉采用整体喷涂技术,最早一个焚硫炉自2009年6月份投产至今,已经是第7个年了,整体喷涂技术已经历了实际生产的“考验”!


结构篇 - 简约不简单的焚硫炉“博泽”内衬


上一篇我们讲到,喷射浇筑技术的高度机械化, “整体喷涂、一体成型”的特点。那么,我们在“结构篇”里,我们对比传统砖砌内衬,深入介绍整体喷涂内衬的结构特点。


我们先看传统砖砌内衬:


从图中可以看出,砖砌内衬施工完后会有一定的整体沉降,内衬与炉壳形成“缝隙”,如果内衬开裂,高温气会沿着“缝隙”,形成炉顶局部高温。




再看(武汉博泽)整体喷涂内衬:


(武汉博泽)整体喷涂内衬结构是非常简约的。它只有一层保温层,一层耐火层组成,在折流墙和内衬中都含锚固件。下面,我们做一个两种内衬的对比:




新型博泽内衬与传统砖砌内衬的对比:


传统砖砌无锚固,内衬由1层陶瓷纤维板、1层保温、2层耐火组成,一共4层结构组成,挡墙也是砖砌构成。


新型博泽式内衬有锚固,由1层保温,1层耐火组成,一共2层结构,挡墙是支模浇筑构成。


对比之后,很明显的可以看出,(武汉博泽)整体喷涂内衬结构是非常简约的,内衬直接粘合在炉壳之上,锚固钉增加了结构的稳定性。下面,我们就看看,这种新型内衬给我们带来哪些好处:


特点一:不“串气”


对比传统砖砌内衬,博泽的内衬是直接喷涂到炉壳的,没有任何缝隙,这就避免了内衬破裂后,沿内衬与炉壳缝隙“串气”的现象。




特点二:易修复 - 炉窑的“云南白药”


内衬和炉壳之间的“零缝隙”还带来了另外一个好处,在第一篇《焚硫炉那些事儿之“快修篇”》已经讲述过,这个好处就是易修复,基本上就是哪里坏了修哪里,让炉窑串火不再是让大家担忧的问题!




特点三:不倒墙


除了大家头疼的内衬开裂造成的炉顶高温串气,还让大家头疼的就是折流墙(挡墙)的变形倒塌,而支模浇筑成型的挡墙,在结构上绝对是“钢筋混凝土”级别的坚固和稳定,让挡墙不再成焚硫炉的“心病”。




传统的砖砌挡墙,常常变形、沉降,进一步就是坍塌、停车、维修。




特点四:无视炉窑“复杂地形”


有些炉窑对各种造型要求很高,有些炉窑长期使用后,炉壳已经严重变形,而在喷射浇注技术面前,这些都“不是事儿”,因为它是无视炉窑的“复杂地形”的,可满足各种设计要求,制作出各种造型。




特点五:“不掉灰”和“低反弹率”


经博泽十多年的努力和改进,“掉灰”的技术难关已经克服,内衬表面不会有灰尘脱落吹入转化工段,避免了转化幅度降低而影响生产。喷射耐火材料的反弹率(施工过程中的损耗)也控制的非常低,降低了施工成本,节约费用。




特点六:质量易于控制


传统砖砌内衬对施工人员技术素养要求很高。而博泽喷射浇注施工质量取决于1名喷枪手/每班,喷枪手培训较容易,人员因素影响更小,机械施工质量更稳定。有点像练功十年的武林高手打不过三个月培训好的火枪手。




(武汉博泽)整体喷涂内衬的特点就是非常简约,这倒是符合乔布斯帮主的“风格” – 产品简约易用。而新型内衬的简约风格是建立在绝对“不简单” 耐火材料基础上的。 在下一篇,我们将介绍整体喷涂内衬的实际使用效果和运行温度,毕竟,是骡子是马,拿出来溜溜才知道!


节能篇 - 有钱也不能任性!节能该有就得有!


我们详细介绍了焚硫炉整体喷涂内衬的结构特点,那么,我们在“节能篇”将给大家介绍新型内衬带来的节能效果。


节能是每个企业所追求的目标,企业再大再有钱,也不会任性 。整体喷涂式内衬所带来的好处,不仅仅是施工周期短,使用周期长,易维修等特点。良好的结构特点和材料属性还能给你带来意外惊喜:节能


为了科学、真实的展现整体喷涂内衬所带来的保温节能效果,我们对一大一小两台焚硫炉做了全面的测温,将结果标记在3D模型图上。


焚硫炉炉壳温度测试 – 33万吨




焚硫炉炉壳温度测试 – 80万吨




再来个手摸炉子的图片(不是手撕鬼子)。


10万吨保险粉项目焚硫炉(2009年投产开车),加纯氧燃烧生成二氧化硫(S O2=SO2)。炉内温度700~900℃,所在地:湖北。大气温度:30℃,采用(武汉博泽)整体喷涂内衬。




没有过硬的内衬保温技术,没练过铁砂掌,夏季摸炉子,需有手掌变成“铁板烧”的觉悟和勇气的!




对于节能的来到的实际效果,我们可以做个理想化的测算:《浇筑式与砖砌式内衬节能效益对比》


热损耗计算公式:


Q= K×S外表×?t


Q - 散热量


K - 散热系数,即 3.6×1.163×(8 0.05×t外壳温度)


S外 - 焚硫炉表面积


t - 炉体与室外温度的温差,即t外表 - t室外温度


根据实际测量,传统焚硫炉采用砖砌内衬的情况下,炉体上半部平均温度达到了110℃,而武汉博泽喷射浇注内衬的炉体上半部温度为70℃。


t室外温度=35℃,t砖砌外壳温度=110℃, t浇筑外壳温度=70℃


节能效益的计算,智者见智,仁者见仁,毕竟,每个化工单位所处的地理环境都不一样,产能大小也不一样。然而,新型(武汉博泽)整体喷涂内衬能节省不仅仅是热损耗,它增强了硫酸系统生产稳定性,减少了一个维修周期(相当于省下了一个炉子),节约了维修费用、烘炉所用的柴油,避免了停车所带来的损失。


终结篇 炉窑机械化施工时代 - 亲!请给国产科技加油!


我们用4个篇幅介绍了喷射浇筑在焚硫炉上的应用。下面,我们盘点一下炉窑还有哪些机械化施工方法。


砖砌机械化 – 俄罗斯砌砖机(俺是山东滴)




砖砌机械化施工3D意示图




目前,这种设备和方法适用于水泥回转窑的内衬施工




它对炉窑“地形”的限制比较多,只适用于平直的、结构简单的炉窑。




两位“战斗民族”在休息......




机械化拆炉 - 瑞典人的骄傲:布洛克机器人




它适用于环境恶劣、危险的施工环境




机器冲锋在前,人员遥控跟进,保证安全!




机器人的履带式和四肢底盘可适应各种复杂地形




哪怕是拆除的地方高温也不怕!




当然,还有我们骄傲的“中国制造”!




结束语:


随着炉窑施工机械化程度越来越高,高效、安全、节能的机械化施工技术成为主流。武汉博泽十年磨一剑,不断努力将先进的喷涂技术应用于各种炉窑,为中国化工的发展和崛起尽一份力!感谢大家的关注!


在这里,我们也感谢武汉科技大学(前身为武汉钢铁学院)耐火材料专业王玺堂教授、李亚伟教授、中国筑炉协会白明根教授、中冶及中石化多家设计院的专家等知名教授常年指导!


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