陈银生 陶永军（兰州石化维达公司，甘肃兰州730060）

陶纤模块在苯乙烯蒸汽过热炉中的应用

陈银生 陶永军（兰州石化维达公司，甘肃兰州730060）

苯乙烯蒸汽过热炉炉壁上部及顶部耐火层采用陶瓷纤维模块耐火材料。在安装施工时，采用平铺式与模块相结合的安装方式。

蒸汽过热炉；陶纤模块；安装

兰州石化橡胶厂苯乙烯BA-301蒸汽过热炉炉型结构为双辐射室立管箱式炉，两个辐射室共用一个对流室和烟囱。炉体上半部及炉顶耐火内衬采用含锆陶纤模块列兵式安装结构。

一、炉体结构介绍

该炉炉体结构如图。该炉膛长7200mm，宽4000mm，高7850mm*9710mm，总耐火厚度300mm。分A、B两个燃烧室。所有模块采用列兵式锚固件安装。

二、炉体耐火材料的选用及特点

该炉在正常工作时，炉膛内设计温度在900-1000摄氏度，在炉膛对流段选用含锆陶瓷纤维材料即满足设计工艺的需要，而且安装施工简单。

由于工业炉炉壁及炉顶采用陶瓷纤维耐火材料，极大的减轻工业炉的整体重量。同时它的导热率低，能在较短的时间内升温。而且，与砌筑类耐火砖不同的是这种材料在安装完毕后即可进行点火升温投产，不需要烘炉过程。因此，它的使用极大的缩短工业炉的安装检修周期，从而提高化工装置的生产效率。

兰州石化各装置工业炉中常用的陶瓷纤维材料主要有陶瓷纤毯和陶瓷纤维模块两种形式。

三、陶瓷纤维模块安装优点

陶瓷纤维模块即是相应材料生产厂按照相关设计文件和要求，将陶瓷纤维毯折叠后压缩成块状材料，内部安装卡件，可固定在炉壁的锚固件上。工业炉在采用模块化安装前，施工人员一般是将一定厚度的陶瓷纤维毯逐层错缝固定在炉壁上，通常要平铺5-6层。这种安装方法的缺点是，工序繁杂，局部存在通缝，安装质量差，安装时间长，工人劳动强度大，安装环境差。采用模块化安装后，工序简便，施工质量明显提高，工人劳动强度减少，极大提高安装效率，并且对施工专业人员的技术要求不是很高，降低人的技术水平因素带来的质量风险。又由于它采用预压缩技术，在安装完毕后，剪除模块的捆扎带，模块迅速膨胀，相互之间挤紧，有效的补偿纤维炉衬收缩量。

四、苯乙烯炉耐火层的结构特点

陶瓷纤维模块常见的排列方式有两种，一是列兵式，二是拼花式。苯乙烯蒸汽过热炉中模块之间采用的是列兵式排列方式。并且，采用陶瓷纤维模块和陶瓷纤维毯相结合的安装方式。即首先在炉壁内侧采用陶瓷纤维毯层铺式结构，安装50mm厚含锆纤维毯作为底衬，然后再安装一层250mm厚陶瓷纤维模块，总耐火层厚度达到300mm。

首先，这种组合结构形式能有效的延长使用寿命。由于模块安装固定的关键点在锚固件上，锚固件烧损，将导致模块脱落，从而引起耐火层失效。因此将锚固件焊接在炉壁钢板上，并深埋于模块陶瓷纤维中，处于炉衬的冷面，在使用过程中有效的保护了锚固件，延长了使用寿命。其次，由于陶瓷纤维在高温下，会产生一定量的收缩。因此，在同排模块之间的缝隙可以通过解除模块的包扎使之膨胀并相互挤紧。不同排之间的模块缝隙可通过使用同材质的陶瓷纤维毯对折成“U”型压紧，从而抵消在高温下的收缩，防止出现开口缝。第三、这种复合结构可显著提高密封效果：高温气体不可能通过纤维毯的折叠间隙而直接外逸，提高炉衬整体的密封效果。即使当纤维材料达到它的使用寿命周期，而毁损产生收缩的话，出现开口缝，处于炉衬底层的层铺毯便可有效的阻挡高温气流，避免高温气体对炉体造成大的损害。

五、苯乙烯炉陶瓷纤维模块的安装过程

1.拆除及除锈：在工艺交检修后，首先将损坏部位的陶瓷纤维模块全部拆除，清理炉壁表面，并将浮锈、杂质等用钢丝刷轮清理干净。

2.锚固件的检查及画线：对所有锚固件逐个进行锤击检查，损毁部份全部拆除，并依据设计图纸所示陶瓷纤维模块排布位置，在炉壁板上放线，画出锚固件螺栓的排布位置。

3.锚固件焊接：将相应配套的锚固件按焊接要求焊在炉壁板上，焊接时对螺纹采取保护措施，防止焊渣溅落，保证接质量，并派专人逐个锤击检查。

4.陶瓷纤维毯底衬的安装：铺第一层纤维毯，然后铺设第二层纤维毯，一二层毯的接缝相互错开量应不小于100mm，第一层采用专用粘接剂粘接在炉壁板上，第二层使用快速卡片固定

5.陶瓷纤维模块的安装过程：

（1）将导向套管拧在锚固件端部的螺纹上。

（2）将固定螺帽放入专用套筒搬手中，穿入模块中心孔中，然后将套筒搬手和模块穿入导向套管，旋转专用搬手，紧固螺母。

（3）安装时按顺序逐个安装模块，一排安装完毕后再安装相邻下一层，直至结束。

（4）模块安装时，应随时检查锚固钉的焊接牢固性，避免用力过大拧断锚固钉。

（5）单块模块安装完毕后，还要再次检查紧固螺母情况，不能急于剪断打包带，必须经施工单位自检合格，业主、监理隐蔽复检合格后才能剪断打包带，抽出压缩木板。

6.补偿条的安装：模块按折叠压缩方向顺次同向顺排，在两排模块非膨胀方向安放同温度等级的补偿条，以补偿模块的收缩。

7.衬里修整：整个衬里安装完毕后，将模块中心孔的塑料套管抽出，使用同材质陶瓷纤维棉将中心孔填塞密实，使用平整木板进行表面修整。

［1］《定形耐火制品尺寸、外观及断面的检查方法》――GB/ T10326-2001.

［2］《石油化工筑炉工程施工及验收规范》―――SH3534--2001.