陶瓷纤维在石化行业的应用

一、概述：周期、削减抢修时间、降低噪声、保护环境均有显著效果。60年月该项技术传入国内后马上引起各行业的重视。70年月初已先后在石化系统输油管线和炼油厂加热炉上使用，一些炼厂加热炉辐射室用陶瓷纤维炉衬代替耐火砖和轻质耐热混凝土炉衬，使炉衬厚度减薄1/2―1/3，炉衬散1/21－1.5％，收到了较好的应用效果。从设计角度，目前石油化工分成两大局部：以北京院、洛阳院为首的甲级设计单位负责全国石油化工厂中各种加工装置的设计，以北京石化工程公司、兰州院〔现迁宁波〕为主的甲级设计单位负责全国各化工厂乙烯裂解化工装置的设计。750－850℃，纯辐射炉在900℃以上，制氢装置转化炉在1040－10501150－1250℃。陶瓷纤维加工成毯、毡、板、纸、带等可用于这些炉膛中。至目前为止，陶瓷纤维制品以层铺、模块、喷涂及可塑料等各种炉衬构造形式在全国各省市近40余家大型石化企业近千台建或老厂改造加热炉上进展了广泛应用。二、陶瓷纤维炉衬的技术性能优势以下技术性能优势：低容重：陶瓷纤维折叠模块炉衬比轻质隔热砖衬轻75%以上，比轻质浇注料衬轻`90%到95%。可大大减轻窑炉的钢构造负荷，延长炉体使用寿命。1/9，大大削减了炉温操作把握中的能源耗量，尤其对连续式操作的加热炉能起到格外显著的节能效果。400℃0.12W/mk600℃0.28W/mk1/8，为轻质1/10，绝热效果显著。绝热效果的影响小。6001400℃不同温度档次的使用要求。从形态上已渐渐形成了从传统的棉、毯、毡产品到纤维模块、板、异型件、纸、纤维纤制品的使用要求。受的前提下，纤维折叠模块炉衬可以以任意快的速度加热或冷却。冲击或受路途运输的振动时不易损坏。〔如：养护、枯燥、烘烤、简洁的烘炉过程以及严寒天气下的保护措施，炉衬施工完毕即可投入使用。1000300HZ的声波，隔声力气优于常用隔声材料，能显著降低噪声污染。陶瓷纤维炉衬的高热敏性，更能适应加热炉的自动化把握。蒸汽均不被侵蚀，与铅、铝、铜不浸润。三、陶瓷纤维炉衬在石化行业的主要应用构造及其应用特点分析：对陶瓷纤维炉衬在石化行业的主要应用构造及其应用特点具体总结分析如下：1、石化行业主要应用炉衬构造种类：12、叠砌式〔折叠式〕模块构造炉衬3〕4、不定形陶瓷纤维炉衬构造5、复合构造炉衬构造2、各种陶瓷纤维炉衬构造的特点、层铺式陶瓷纤维炉衬构造〔毯、毡、板〕一层层地铺放到炉壁钢板上，然后通过耐热钢锚固件或耐高温陶瓷锚固件进展固定的一种炉衬构造方式。层铺式陶瓷纤维炉衬构造的特点：A、层铺式炉衬可依据炉衬厚度方向上温度的变化，用不同材质的纤维制品组成，从而可以大大降低筑炉费用。C、缺点由于锚固件直接暴露于工作热面，当炉温较高时，对锚固件材质的要求较高，甚至炉时技术经济效果最显著。层铺式陶瓷纤维炉衬构造所需用的耐热锚固件数量较多，这些锚固件本身又是一个〔毯、板〕在使用温度下的收缩而在搭接处消灭缝隙，会从确定程度上影响保温效果。、叠砌式模块炉衬构造128kg/m3的高铝、高纯、含锆等不同类型材质的针刺毯，按确定的宽度折叠成风琴状，然后将折叠块加以确定量的预压缩，并在压缩状态下捆包起来，最终预埋装或不预埋装锚固件折叠压缩而成。模块纤维不含任何结合剂。陶瓷纤维模块可在无背衬或有背衬下通过锚固件固定在炉壁板锚固件上。锚固件承受耐18-〔30425-2〔31020-3〔80023-6〔601。由于拥有多种固定模块的锚固构造，因此，也具有多种安装方法和安装形式。目前，应用最多的几种锚固构造〔、中心孔吊挂式〔、插刺式C炉子对模块构造外形的要求不同，又开发了如拐角锚固构造形式的模块、蝶形锚固构造形式的模块与板登式锚固构造形式的模块。中心孔吊挂式：中心孔吊挂式纤维组件是承受优质针刺毯为原料，用专用的纤维组件加工设备加工而成，它包括折叠毯、丁形架、保护片、打包带、塑料管、中心吊孔式滑梯六局部。具体构造如下：本身组件：丁形架、中心吊孔式滑梯固定在炉壳上的金属锚固件：螺栓、螺母梯进展固定安装的。与其它的构造形式的纤维组件相比，具有以下特点：a、单块固定，可随时拆装更换，使其修理格外便利。b、由于是可以单块安装、单块固定，使其安装排列方式相比照较灵敏，可以承受拼花地板式安装排列形式，亦可承受沿折叠方向顺次同向排列型式。、由于是单块纤维组件对应于用一套螺栓、螺母进展固定，使组件内衬固定相比照较结实。d、尤其适用于炉顶部位内衬的安装。插刺式：构造与组成WLHWLH预埋锚固件的角铁式纤维折叠模块LLH无锚固件的角铁式纤维折叠模块 角铁式纤维模块用锚固件预埋锚固件型：无锚固件：螺栓、螺母构造特点：预埋锚固件型：栓与螺母实现纤维模块与炉壁钢板的连接，与不预埋锚固件型相比具有以下特点：排列或沿折叠方向顺次同向排列构造。组合模块。d无锚固件型：特点：b沿折叠方向顺次同向排列构造。构造与组成：蝶形陶瓷纤维折叠模块由折叠毯、蝶形锚固件、捆扎带、保护片组成。构造特点a、该模块构造由两组完全一样的折叠块组成，中间承受耐热合金钢管穿透折叠块并通平坦、美观、厚度均匀。b、折叠块在两个方向上的回弹均匀全都，充分保证了模块壁衬的均匀性与严密性。构造又结实，充分保证了模块的使用寿命。d、 单块安装、单块固定，可随时拆装更换，使其修理格外便利。由于单块安装、单沿折叠方向顺次同向排列。、贴面式炉衬〔或毯粘贴在一般耐火砖或不定形耐火材料上形成一层陶瓷纤维隔热层的炉衬构造形式。现有的窑炉节能改造，尤其是窑炉砌砖完好或经修理仍可连续使用的状况下，均可承受贴面式陶瓷纤维炉衬构造。承受贴面式陶瓷纤维炉衬构造时，炉墙总厚度增加，但绝不会增加热损失，由于纤维隔热，它和耐火砖的界面温度要比工作面低得多，其蓄热比不加纤维要小得多，对于间歇式炉尤其显著。贴面式陶瓷纤维炉衬的特点是：适用于旧炉改造。由于受粘接剂粘接强度的限制，保温厚度不行太厚。抵抗烟气冲刷力气差，使用寿命较短。、不定形陶瓷纤维炉衬不定形陶瓷纤维炉衬可分为陶瓷纤维浇注料炉衬和陶瓷纤维喷涂料炉衬。〔A〕陶瓷纤维喷涂料构造炉衬：是将陶瓷纤维棉与无机结合剂混合以后，在现场用特别的不直接暴露于工作热面，但离工作热面较近〔仅15—35mm，所以当该构造应用于较高炉温的窑炉时，对锚固钉材质的要求较高，因此，该构造炉衬最适用于低温或中温炉。〔来的一种纤维不定形材料炉衬，它不仅具有纤维定形产品一切优良的热物理性能，并具有抗风蚀、耐磨损、抗冲击震惊等优良的力学性能。装浇注料，在施工现场拆封后即可施工，特别是对外形、构造简洁的窑炉壁衬施工简洁，壁衬整体性和气密性好。炉衬局部损坏，可便利的进展修补，节约修理时间，延长使用寿命。可控气氛窑炉中使用，较定形陶瓷纤维制品稳定。、复合构造炉衬其主要目的是通过对炉衬合理的组合，到达物尽所用、安全经济。复合构造炉衬有多种不同方式，依据用途可分为两类：一类主要有陶纤喷涂料〔背衬〕--〔热面〔背衬〕--〔热面〕；陶瓷纤维毡或板〔背衬〕--耐火绝热砖〔热面〕；陶瓷纤维浇注料〔背衬〕--耐火浇注料〔热面〕；此类构造具有较高的抗气流冲刷力气，多用于炉墙。另一类是陶纤喷涂料或浇注料〔背衬〕--陶纤模块〔热面〕；此类构造具有较高的综合性能，可充分避开烟气对锚固件的腐蚀，效果等同于阻气金属箔。节点1 节点2四、陶瓷纤维炉衬的构造设计及应用1、陶瓷纤维炉衬的选择〔炉子热源种类、炉内气体成份及流速、炉子运行制度〕不同，其使用温度亦不一样。其规律为：·50-100℃，150-200℃。100-150℃。50℃2〕、陶瓷纤维炉衬厚度的设计〔平壁或曲壁〕而定，但不管平壁或曲壁均与材料的导热系数、冷热面平均温度及单位外表允许的热损失有关，与此同时,,即由炉内经过纤维炉衬传导的热量应与炉壁外钢板向大气中散失的热量一样,Q传=Q散,所以,耐火纤维炉衬厚度的计算,应以下式为依据进展计算:Q =Q传 散传δ=λp/Q *(th-tc)传散Q =A(tc-ta)1.25+3.9{[(tc+273)/100]4-[(ta+273)/100]4}散其中,Q ————代表由炉内通过炉衬向炉外传导产生的热量〔w/m2〕传Q 〔w/m2〕散λp〔w/m..k〕ht 代表炉膛内工作温度(℃)h——————ct 代表炉壁外外表温度(℃)c——————at 代表环境空气的温度(℃) 一般状况下取值为20℃a——————A2.2,2.8,1.4-1.5λλp热系数计算得出。锚固系统材质的选择锚固件材料的选用一般应依据锚固件所处位置的工作温度，以及是否直接与烟气接触而打算。承受模块的平铺叠砌复合炉衬构造，锚固件冷面固定，不与烟气直接接触，热工计算下，锚固件既具有确定的耐腐蚀性，又具有高温下承载力气。平铺叠砌炉衬安装排列形式确实定种较为传统的安装排列方式，随着陶瓷纤维模块应用技术的进展，特别是近几年国际上各大陶瓷纤维工程承包公司对陶瓷纤维模块应用技术的争论及应用实践证明：模块承受拼花地板排列方式存在以下几点缺点:、回弹不均，模块间易消灭不规章裂缝，引起炉衬窜火，进而烧损锚固件，致使模块脱落。尺寸误差不同，致使相邻每四块模块中间产生一小方洞，整个衬里就会消灭很多小洞，影响了炉衬的保温效果。块模块中，确定存在一块模块的长度方向〔模块无膨胀方向〕与另一炉墙衬里连接，而高温炉衬。综上所述，拼花地板排列模块的方式确实存在确定缺陷，因此现行方案多承受兵列式顺排模块方式，兵列式排列方式为模块顺次同向排列，每一排中的任意两块模块间为膨胀方向接触，模块的回弹性可充分抵消模块高温下的收缩；任意两排模块间为非膨胀的长度方向接高温下的收缩，补偿毯的压缩量远大于模块的收缩量，从而完全避开了拼化地板式排列模块的缺点，同时，兵列式排列方式的纤维壁衬外表规章、平坦，模块间接触严密。五、陶瓷纤维炉衬在应用过程中需留意的问题、陶瓷纤维炉衬施工后不需烘炉，故在开工前要保护好炉衬，防止雨水、水蒸气等浸湿。、为防止燃料及烟气中的二氧化硫对炉壁的腐蚀，施工时应在炉壁内外表涂高温防腐涂层〔72B20－2023，以及在设计时考虑金属铝箔阻气层。、复合衬里的层间温度不行无视，假设迎火面陶瓷纤维材料厚度较薄，导致层间温度提高，背衬材料超温损坏，必定破坏整个炉衬的整体性。使炉衬寿命降低。、锚固钉的材质和焊接应安全牢靠，选材不当或焊接不牢，会使锚固钉根部腐蚀脱落，导致衬里破坏。、加热炉炉顶钢板焊接与炉顶和对流室连接处必需满焊和严密，防止雨水入炉损坏炉衬。、防止施工、生产抢修时，炉顶板走人、运物因振