洛陽(yáng)石化總廠催化裂化裝置的加熱爐，原爐襯由珍珠巖保溫磚、輕質(zhì)高鋁異型耐火磚、硅酸鋁陶纖氈等三個(gè)主要部分組成。為降低裝置能耗，減少因原料混雜引起的爐管結(jié)焦，催化裂化車間對(duì)此爐采取了間歇式使用。通過(guò)幾個(gè)周期的生產(chǎn)運(yùn)行，確實(shí)對(duì)催化裂化 裝置的節(jié)能降耗起到了積極作用。但是，由于受閑置時(shí)間較長(zhǎng)，爐頂外部防、排水設(shè)施不合理等因素的影響，造成爐內(nèi)襯里大面積損壞-陶纖氈大面積脫落;耐火磚表面出現(xiàn)永久性深度裂紋，局部產(chǎn)生空臌、粉化。致使加熱爐熱效率降低，燃料消耗增大。
損壞原因分析
1. 爐頂防、排水設(shè)施不合理
由于當(dāng)初催化裂化裝置整體設(shè)計(jì)時(shí)，并未考慮間歇使用，因此，其爐頂外部的防水、排水設(shè)施就顯得很不合理，在加熱爐停運(yùn)或檢修時(shí)，每逢陰雨天氣，大量的雨水就會(huì)沉積在爐頂槽鋼圈內(nèi)，并沿著焊縫不嚴(yán)處向爐內(nèi)滲入，使輕質(zhì)高鋁耐火磚受潮、侵蝕、粉產(chǎn)生局部空臌。同時(shí)，爐襯表層的硅酸鋁陶纖氈也因過(guò)多的吸水而大面積脫落。
2. 石棉繩老化失修
膨脹縫內(nèi)的石棉繩老化，失去了膨脹作用。該爐自投入生產(chǎn)使用至今，爐襯膨脹縫內(nèi)的石棉繩就從未檢修更換過(guò)。由于長(zhǎng)期受雨水侵蝕及頻繁調(diào)節(jié)爐溫等因素的影響，石棉繩早已被燒壞或變?yōu)樗苫遥?yīng)有的彈性，使得耐火磚膨脹不均勻，表面產(chǎn)生了許多永久性深度裂紋。
3. 施工質(zhì)量差
施工單位操作人員技術(shù)素質(zhì)欠佳。檢修時(shí)，施工人員往往因不能嚴(yán)格按照有關(guān)爐墻耐火磚的砌筑要求與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，從而造成了爐襯質(zhì)量低劣。例如：1990年?duì)t襯檢修驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)四周爐墻的許多修補(bǔ)處，陶纖氈與耐火磚的接層表面根本就沒(méi)有涂抹按規(guī)定要求的磷酸鋁—礬土型粘結(jié)劑涂層，導(dǎo)致次年在原爐襯修補(bǔ)處，又出現(xiàn)了重復(fù)性耐火磚龜裂和陶纖氈脫落現(xiàn)象。
4. 檢修時(shí)的意外損傷
每次檢修拆裝架子時(shí)，有關(guān)人員對(duì)爐襯造成不應(yīng)有的磕碰損傷，也是使?fàn)t襯損壞的一個(gè)不可忽視的原因。
爐襯改進(jìn)的可行性
磚砌結(jié)構(gòu)由于存在接縫多、能量損失大、施工復(fù)雜及整體強(qiáng)度差等缺點(diǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中，很容易出現(xiàn)諸如前面所提到的某些缺陷，威脅裝置的安全生產(chǎn)。因此，已逐漸地被一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)澆注料所替代，并已廣泛地應(yīng)用于冶金、煤礦、化工等行業(yè)的工藝爐窯，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。所以，針對(duì)該廠催化爐的使用狀況，在輻射室內(nèi)采用鄭州駒達(dá)新材料科技有限公司研發(fā)的新型輕質(zhì)高強(qiáng)澆注料是很有必要的。
下面對(duì)這兩種爐襯材料的性能、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行對(duì)比、分析。
1. 性能指標(biāo)對(duì)比
將輕質(zhì)高鋁耐火磚及輕質(zhì)高強(qiáng)澆注料的性能參數(shù)列于表1中。
表1兩種耐火材料的性能對(duì)比
由表1可看出：這兩種爐襯材料除密度和安全使用溫度基本相同外，其它指標(biāo)輕質(zhì)高強(qiáng)澆注料均優(yōu)于輕質(zhì)高鋁耐火磚。
1. 散熱損失對(duì)比
表2 改進(jìn)前后輻射室爐襯散熱損失計(jì)算結(jié)果對(duì)比
由表2可知：運(yùn)用輕質(zhì)高強(qiáng)澆注料修復(fù)催化爐爐襯時(shí)，每個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)(按30天計(jì)算，下同)，管式爐爐壁可減少散熱損失2.35x108Kcal，折合人民幣1.47萬(wàn)元。
4.經(jīng)濟(jì)效益分析
(1)兩種爐襯耗材的費(fèi)用對(duì)比
表3是采用兩種爐襯修復(fù)方法(每平方米)消耗材料的費(fèi)用統(tǒng)計(jì)表。由表3可知：無(wú)論釆取哪種方法修復(fù)催化爐爐襯，其材料費(fèi)用基本上都是相同的。
表3 兩種爐襯修復(fù)方法(每平方米)耗材費(fèi)用統(tǒng)計(jì)表
改進(jìn)措施及關(guān)鍵技術(shù)步驟
1.爐頂防、排水設(shè)施的改進(jìn)
由于催化爐爐頂彎頭箱蓋磚及其保溫層的不嚴(yán)密性，在加熱爐停運(yùn)過(guò)程中，雨水就很容易從其鋼蓋板縫隙處往下流，淋濕爐頂襯里的爐墻;而在其運(yùn)行過(guò)程中，由于爐頂?shù)拇嫠患皶r(shí)地加熱蒸發(fā)掉了，因此，這個(gè)問(wèn)題表現(xiàn)的不太明顯，但在其停運(yùn)或檢修時(shí)，該問(wèn)題就顯得尤其突出。
2. 施工工藝方法選擇
經(jīng)過(guò)對(duì)表4各項(xiàng)內(nèi)容的綜合分析，可很清楚的看出：采用輕質(zhì)髙強(qiáng)澆注料進(jìn)行機(jī)械噴涂修復(fù)爐襯較為適宜。
3. 伸縮縫的預(yù)留
砌磚式爐襯的膨脹量是隨著爐膛溫度的升高而逐漸加大的。因此，砌磚式爐襯施工時(shí)，在每隔800~1200mm之間，都需按“井”字形預(yù)留一條15~20mm的橫切爐襯的膨脹縫，以減的伸縮縫即可，該伸縮縫應(yīng)采用陶瓷纖維填充。
4.爐襯的養(yǎng)護(hù)與烘烤
輕質(zhì)髙強(qiáng)澆注料襯里施工完成后約4小時(shí)，首先應(yīng)對(duì)其進(jìn)行5〜7天的噴水霧養(yǎng)護(hù)，使之充分水化；其次，應(yīng)進(jìn)行2〜3天的自然通風(fēng)干燥，使?fàn)t襯充分硬化；再次，可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要，在澆注料的表面粘貼一層厚度為20〜30mm的硅酸鋁陶纖氈，以充分提高加熱爐的熱效率;最后，按有關(guān)加熱爐的烘爐，對(duì)爐襯進(jìn)行升溫養(yǎng)護(hù)。這樣，一個(gè)完整的新型爐襯就誕生了。
通過(guò)以上兩種爐襯材料的對(duì)比分析，說(shuō)明輕質(zhì)高強(qiáng)澆注料不僅具有砌磚結(jié)構(gòu)所沒(méi)有的整體強(qiáng)度高、導(dǎo)熱率低、髙溫線收縮率小、使用壽命長(zhǎng)等性能優(yōu)勢(shì)，緩爐襯因反復(fù)加熱、冷卻引起的耐火磚表面的龜裂。隨著烘爐溫度的升髙，輕質(zhì)高強(qiáng)澆注料襯里僅有少量的膨脹，但在爐膛溫度冷卻至常溫時(shí)，該爐襯就會(huì)出現(xiàn)較大的收縮，即殘余收縮。在以后的操作過(guò)程中，如果爐溫不超過(guò)第一次烘爐的溫度，那么，隨著爐溫的升高或降低，其襯里的膨脹與收縮總是上下往復(fù)移動(dòng)的。所以，對(duì)于大面積的輕質(zhì)高強(qiáng)澆注料襯里，根本不需要像砌磚式爐襯那樣預(yù)留出較大的膨脹縫，只需在每隔1500~2000mm 的地方按“井”字形預(yù)留出一條寬3〜5mm、深為爐襯厚度1/3而且，還能大大降低催化裂化裝置的能量損耗。因此，將之運(yùn)用于該廠催化爐爐襯的修復(fù)改造，是一種切實(shí)可行且比較理想的好方法。
