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【案例】废水焚烧炉炉顶砖安装后滑出原因分析及解决措施

发布日期: 2019-10-08 13:48:21    阅读量(178)    作者:

兰州石化化肥厂丙烯酸车间F7201废水焚烧炉是丙烯酸车间工业尾气及废水处理的关键设备,该设备采用天燃气点火,引燃工业废气,同时将含有有害物质的废水通过喷枪雾化后喷向高温炉体内,使其燃烧,从而达到安全排放的目的。

1炉体结构介绍

该炉炉体结构。最大直径3900mm,全高14m左右,炉体0~7050mm段耐火层采用重质高铝砖、7050~12370mm段采用锆刚玉莫来石砖,背砖采用高铝轻质隔热砖、炉顶盖采用锆刚玉莫来石砖和刚玉耐火烧筑料等材料,耐火层总厚度300mm。上锥段分别分布6个喷气孔和2个喷水口,中下段设一人孔及2个测温孔。

该炉容器类别属常压,设计压力29.0kPa,工作压力20kPa,设计温度(内部)1100℃,工作温度950℃。炉膛内工作温度呈不均匀分布,从上而下依次降低,上锥段及上直筒段耐火层受热温度最高,同时上锥段及上托砖板部位受急冷急热、冲击、腐蚀的作用最严重,耐火砖将出现大体积脱落,造成炉壁温度升高,甚至烧红、烧透等现象,损坏设备,影响生产。因此,每2~3年需进行耐火砖的整体更换。

炉顶盖采用平顶结构,与常见的拱顶结构不同,采用锆刚玉砖斜面依托,螺栓固定形式。具有结构简单、安装方便等特点。炉顶盖砖由内、中、外三圈耐火砖构成,其中,内圈砖紧靠在设备中心壳体上,每两块外圈砖上配有一根挂砖螺栓。同时,内、中、外三圈砖之间靠斜面相互支撑,从而保证炉顶砖整体固定,不脱落。

2问题提出

在安装炉顶耐火砖时,要将该炉顶从炉体上拆下,平放在地面上由施工人员在正上方将每一块炉顶砖按顺序逐次砌入炉盖内。安装结束后,静置4~5d,然后由吊车翻身,进行炉体组装。在翻身过程中,会产生部分炉砖滑出现象。为何会产生此类现象?采取何措施可提前杜绝这一现象的发生?发生后如何处理?

3原因分析

将理论设计图纸与现场设备、砖型尺寸进行比对,同时对安装施工方法进行深入分析,不难发现主要原因有以下几点。

3.1尺寸偏差

主要是反映在炉顶内圈砖内径φ400mm,而炉顶内壳(钢结构)直径为φ394mm左右;炉砖本身制造尺寸偏差,倾斜角度及弧度偏差。正因为有了这些实际偏差,造成炉砖与炉顶内壳之间,内圈炉砖与中间圈炉砖之间形成一定的间隙,为炉砖滑出提供了空间。由于外圈砖受挂砖螺栓固定,因此,不会产生滑动位移。内圈砖和中间圈砖的固定依靠外圈砖和炉顶内壳,由斜边相互依托固定。若有一定的间隙,在翻身过程中,受重力影响,会产生局部位移。

由于每块炉顶砖都是异型砖,且制做体积大,单块重量最大35.10kg,最小23.8kg,炉顶砖总重量在2632.8kg。因此,在吊车翻身过程中,大的重量往往易产生极大的惯性力,将部分炉砖震松动,滑出,直到将该砖附近的间隙完全闭合,产生新的支撑平衡,不再滑出。一般滑出30~50mm左右。

3.2施工方法及要求

1)施工时采取人工安装,安装精度较低。

2)施工规范的规定,炉砖之间的砖缝间隙不超过3mm。

3)因此,要求每块炉砖之间应紧紧贴死。

3.3养护不好

炉砖在砌筑完后,应在干燥环境中自然养护,一般适宜养护温度20~25℃,养护时间3~7d,从而使耐火胶泥凝结和硬化,达到初步的强度。在养护期间,烧筑料及耐火胶泥不得受外力或产生剧烈的震动。如养护不好,进行吊装作业,受重力及震动影响,也容易引起炉砖的滑出。

3.4野蛮吊装

吊装作业时,野蛮施工,人为造成剧烈震动及破坏,引起大面积炉砖脱落。

4预防和解决方案

通过分析以上原因,有针对性的制订相应解决方案。

1)解决尺寸偏差,减少滑动间隙。

2)强化施工纪律,设立强制措施。因炉顶盖砖安装是一项费时费力的任务,往往要经历叫遍的拆除回装才能达到紧密安装的结果。所以,在人员的安排上,选择技术好、稳重、不急燥的精干人员进行施工。施工期间,现场与周围隔离,避免无关人员七嘴八舌扰乱施工人员的思路。同时,要求施工人员牢记,坚决不允许通过切削炉砖的方式进行安装。

3)精心养护。严格按施工规范和材料生产厂家提供的材料说明书进行,养护期间对设备封闭,做好防水、防震、防超温措施。

4)杜决野蛮吊装。如果采取以上措施后,仍出现个别炉砖滑出现象。采取滑出炉砖归位,将边缝胀开,填充相应耐火胶泥或含锆陶瓷纤维毯。要求胀缝内部填充饱满。

5实施情况

5.1炉砖及炉顶盖尺寸测绘及检查

对炉顶砖进行现场测量和预排,尺寸偏差基本合格。但炉顶盖内壳(钢结构)偏小4~5mm。

5.2安装内圈炉砖

安装内圈炉砖时,先预排好内圈砖,调整好同轴度,详细记录四个象限点的间隙大小。砌筑时,通过在砖底部加垫陶瓷纤维棉厚度和逐一径向内侧敲击的方法来调节间隙,从而保证中间圈耐火砖的安装。

5.3安装中间圈炉砖

使用木楔对圆度,同轴度及间隙进行调整。检査测温孔是否居中。

5.4安装外圈炉砖

安装外圈砖时,再次使用木楔进行位置调整并安装挂砖螺栓,虽安装但不能紧死。

5.5内圈炉砖扩胀

当三圈炉砖安装完毕后,在内圈砖和炉顶盖内壳(钢结构)之间再次用木楔进行扩胀,确保三圈炉砖的斜边完全贴好。各缝隙将耐火胶泥强行挤出。用套管将挂砖螺栓紧死。

5.6填充

最后在扩胀的间隙内填充刚玉可塑料,达到完全消除间隙的效果。

5.7浇筑

按设计要求,在最外圈浇筑刚玉浇筑料,严格按材料配比进行施工采用振动棒振捣密实。

5.8养护

自然养护一周,确保填充的刚玉可塑料和浇筑料完全干透,强度达到自身的性能指标。

5.9吊装

配备两台吊车、专业起重工现场起吊,对施工人员进行要点说明,做到科学文明检修。

6 效果检查及对比

吊车翻身前,对外观进行拍照,个别主要尺寸记录。吊车翻身后,对炉砖的外观,尺寸再次进行校验翻身前记录的一样,没有产生任何位移和变形,效果显著。

7结束语

通过以上措施,今年该炉的大检修工作非常顺利,尤其是炉顶盖在吊装时,钢丝绳突然滑绳,出现较大程度的震动,但炉盖砖全部完好,没有一块滑出,说明针对这一问题,我们的分析和措施是正确的、可行的、有效的。

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