1、Vol.42 No.8Aug.2023石油化工应用PETROCHEMICALINDUSTRY APPLICATION第42 卷第8 期2023年8 月废酸焚烧炉炉壁超温的原因分析及处理措施冶云飞，王黎黎,吴昊,彭向东，张清轩（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川7 5 0 0 2 6）摘要：本文针对奥地利P&P湿法酸再生装置楚烧炉炉壁超温问题，从设备耐火衬里的选择、耐火衬里的设计及施工质量等方面进行深入分析，找出问题原因，提出整改方案，彻底解决设备运行隐惠。关键词：楚烧炉；炉壁；超温；衬里中图分类号：TQ054D0I:10.3969/j.issn.1673-5285.2023.08.027文献标识码
2、：A文章编号：1 6 7 3-5 2 8 5(2 0 2 3)0 8-0 1 2 1-0 4The cause analysis and treatment measure ofover-temperature of waste acid incinerator wallYE Yunfei,WANG Lili,WU Hao,PENG Xiangdong,ZHANG Qingxuan(PetroChina Ningxia Petrochemical Company,Yinchuan Ningxia 750026,China)Abstract:In this paper,aiming at the
3、 problem of over-temperature of the Austrian incinera-tor wall of the P&P wet process acid regeneration plant,the selection and the design of theequipment refractory lining and the construction quality of equipment are analyzed in depth.The causes of the problem are found out,and the rectification p
4、lans are proposed to thor-oughly solve the hidden hazards of equipment.Key words:incinerator;incinerator wall;over-temperature;lining废酸再生装置采用奥地利P&P工业技术公司湿法再生技术，处理烷基化反应产生的废酸，通过焚烧裂解、高温烟气过滤、二反二凝技术，将浓度在8 9%9 1%的废酸再生为浓度9 8%的新酸后返回烷基化装置循环使用。装置主要由焚烧分解和高温烟气过滤系统、氧化反应、冷凝、导热盐系统、酸冷却、蒸汽系统六个工序以及配套的公用工程系统组成。废酸焚烧炉是废
5、酸再生装置的核心设备，由燃烧段（圆炉）、过渡段、换热段（方炉）组成。焚烧炉的主要作用是分解进人到炉膛内的废酸与废酸内含有的各类有机物。1 0 0 0.0 的高温可以保证完全快速的氧化过程，将有机元素氧化成CO2,硫元素氧化成SO2,效率超过9 9.9%。设计最高温度1 40 0.0 是燃烧室耐火砖的设计温度。燃烧段主要由特殊结构主燃烧器组成，它用于燃烧燃料气体和酸性气体，外部喷枪注人废酸以进行分解。焚烧炉（F910)运行工艺参数见表1。废酸焚烧炉原衬里结构见图1，以圆炉为例从内到外（从左往右）依次是耐酸浇注层（厚度1 2 0 mm,要*上收稿日期：2 0 2 3-0 6-0 7作者简介：冶云飞
6、（1 9 9 3一）,男,2 0 1 6 年毕业于兰州理工大学（原甘肃工业大学)过程装备与控制工程专业，现任中国石油宁夏石化公司炼油四部设备工程师，负责烷基化装置、废酸再生装置设备管理工作。E-mail:122石油化工应用2023年表1 焚烧炉（F910）运行工艺参数炉壁材质操作温度/Q345R950.01050.0（换热段入口）11 400.0-1400第42 卷操作压力/Pa炉壁温度/260350（技术协议）-100-200260400(P&P工艺包)1367231.00488845623.0-27.7120求降温33.0）、轻质浇注料层（厚度1 5 0 mm，要求降温36 3.0）、陶瓷
7、纤维层（厚度35 mm，要求降温116.0）、纳米层（厚度45 mm，要求降温5 38.0 628.0）、炉壁、外保温（5 0 mm），保温层表面温度23.0。1出现的问题150417mm图1 废酸梵烧炉原衬里结构示意图TI-9057.12,见图 2。TI-9057.1135451650TI-9057.122019年8 月炉膛温度升至1 1 34.4（极限温度为1 40 0.0）时，圆炉炉壁超温至49 0.0（要求为260.0350.0），导致方炉换热段入口温度无法达到950.0，无法满足工艺开车条件。其中焚烧炉方炉换热段温度达到1 0 2 0.0 后，炉壁温度最高达到49 9.0（热偶量程为
8、5 0 0，现场通过红外检测仪测量实际为510.0),已经超过炉壁材质Q345R所能承受的最高温度，燃烧圆炉段炉壁温度有6 个点超过40 0.0。F910炉壁温度共1 2 个测点,DCS位号为TI-9057.19057.51-9057.10TI-9057.9TI-9057.7TI-9057.8(对面）图2 楚烧炉F910炉壁温度测点分布图停炉检查发现衬里存在裂缝和膨胀缝1 0 mm，见TI9057.69057.3-TI-9057.49057.1TI-9057.2膨胀缝裂缝10mm图3楚烧炉F910衬里存在裂缝和膨胀缝第8 期图3。按照SH/T3115一2 0 0 0 石油化工管式炉轻质浇注料衬
9、里工程技术条件叫和SH/T32182017炼油装置火焰加热炉陶瓷纤维衬里技术规范2 要求，烘炉后衬里表面裂缝宽度不应大于5 mm，深度不大于衬里厚度的1/2,且不应有贯穿性网状裂缝。显然，烘炉后衬里检查验收不满足规范要求。用含镐纤维毯填充裂缝和膨胀缝进行修复，修复完成后再次点火烘炉，当炉膛温度升至1 2 40.0 时圆炉外壁仍然超温，修复前后无明显变化，依旧无法满足工艺开车条件。150.0恒温期间，两次炉壁温度对比见表2。600.0恒温期间，两次炉壁温度对比见表3。2原因分析2.1楚烧炉衬里理论设计与实践存在差距设备厂家对陶瓷纤维、纳米板结构的焚烧炉衬里按照原理进行了设计，但使用实践较少，方案
10、的有效性未得到有效的实践验证，实际衬里层降温效果不佳。2.2焚烧炉衬里施工方案不完善，施工过程质量把控不到位（1)施工人员对陶瓷纤维、纳米板的材料性能和安装要求认识掌握不到位。陶瓷纤维、纳米板不仅脆性大、易破损，而且陶瓷纤维、纳米板衬里层是由一定规格尺寸的单块板拼装而成，同时炉壁锚固件密布，导致衬里层间隙大并且多，热量通过间隙传导至炉壁，造成超温。(2)陶瓷纤维、纳米板存放时间长，安装时质量异检测位置TI-9057.1 TI-9057.2 TI-9057.3 TI-9057.4 TI-9057.5 TI-9057.6 TI-9057.7 TI-9057.8 TI-9057.9 TI-9057.
11、10第一次134.0第二次126.0检测位置TI-9057.1TI-9057.2TI-9057.3TI-9057.4TI-9057.5 TI-9057.6 TI-9057.7 TI-9057.8第一次277.0第二次260.0应用部位工作层浇注料高温保温喷涂料中温保温喷涂料低温轻质喷涂料耐酸涂料冶云飞等废酸焚烧炉炉壁超温的原因分析及处理措施外保温岩棉，满足工艺要求。低温段的衬里配置为1 5 0 mm抗酸浇注料ZTEK85、1 2 0 m m I NS L C 2 47 0 中质喷涂层、1 47 mmINSLC2025轻质喷涂层、3mmCWBSIL耐酸涂料、1 6 mm炉壁钢板、2 0 mm外保
12、温岩棉，满足工艺要求炉壁温度2 5 0.0 350.0。新衬里施工过程中，除了对材料质量进行检查外，表2 1 5 0.0 恒温期间两次炉壁温度对比单位：TI-9057.11TI-9057.12105.0125.098.0135.0222.0278.0152.0254.0123常，拆除衬里时发现陶瓷纤维和纳米板已出现大面积破损。(3)衬里现场浇筑，未采用整体模块化安装，施工难度大，且浇筑完成后跨越冬季极寒天气，不具备及时烘炉的条件。（4)焚烧炉衬里施工人员缺乏施工经验且施工过程未安排有经验的技术人员进行全过程监督和检查。33处理措施对燃烧段至换热段换热器以下0.5 m处的衬里进行拆除更换，并对衬
13、里结构和材料重新进行设计选择，衬里涂抹方式改为喷涂和浇筑配合结构形式，衬里厚度由原设计的35 0 mm改为42 0 mm，高温段（燃烧室以下2 m区域)与低温段两个区域分开进行浇筑。新衬里层材料见表4。高温段的衬里配置为1 5 0 mm抗酸浇注料ZTEK85、5 0 m m I NS L C 2 6 9 0 L I 重质过渡喷涂层、7 0 mmINSLC2470中质喷涂层、1 47 mmINSLC2025轻质喷涂层、3mmCWBSIL耐酸涂料、1 6 mm炉壁钢板、2 0 mm105.0138.098.0142.0表3600.0恒温期间两次炉壁温度对比223.0271.0152.0275.0表
14、4焚烧炉(F910)新衬里材料选择明细材料名称ZTEK 85INSLC 2690LIINSLC 2470INSLC 2025CWBSIL133.0128.0245.0199.092.0100.0217.0222.097.0121.0TI-9057.9TI-9057.10222.0209.0237.0205.0材料说明无水泥，优异的抗热震和抗剥落能力1.55g/cm,耐温1 42 5.0 1.24g/cm,耐温1 31 5.0 0.70 g/cm,耐温1 1 0 0.0 1.59g/cm,耐温1 31 5.0 93.0116.092.0104.0196.0190.0107.0103.0TI-90
15、57.11192.0152.087.085.0单位：TI-9057.12165.0132.0124检测位置 TI-9057.1 TI-9057.2 TI-9057.3 TI-9057.4 TI-9057.5 TI-9057.6 TI-9057.7 TI-9057.8 TI-9057.9 TI-9057.10 TI-9057.11 TI-9057.12旧衬里499.0新衬里335.0还组织相关部门、专业技术人员有针对性的对每一步浇筑步骤和每一个浇筑层的完成都进行表格化质量验收和检查，确保检查出的每一项问题整改合格后再进行下一步，直到全部完成并通过检查和验收。4效果评价新衬里施工完成后烘炉，升温到
16、1 0 0 0.0（换热段）并恒温2 4h后，炉壁温度最高35 1.0，与上次恒温至1 0 0 0.0（换热段）相比较，各点温度均有所下降,见表5。现场用热成像仪检测测温点温度，与DCS显示基本一致，且没有出现超温情况。从2 0 2 0 年1 1 月2 5 日生产出合格的硫酸产品到现在，废酸焚烧炉炉壁各温石油化工应用2 0 2 3年表5 新衬里施工完成后烘炉1 0 0 0.0 恒温期间炉壁温度对比334.0462.0343.0338.0第42 卷单位：334.0432.0269.0337.0405.0331.0度指标均正常。2 0 2 1 年5 月底废酸再生装置计划停产检修，检查废酸焚烧炉衬里
17、完好。截至2 0 2 3年5 月，废酸再生装置焚烧炉运行稳定，实现了废酸再生装置的长周期安全稳定运行。同时，也获得了丰厚的经济效益，为公司提质增效作出了较大贡献。参考文献：1 国家石油和化学工业局.石油化工管式炉轻质浇注料衬里工程技术条件：SH/T31152000S.北京：中国标准出版社,2 0 0 1:3.2中华人民共和国工业和信息化部.炼油装置火焰加热炉陶瓷纤维衬里技术规范：SH/T3218一2 0 1 7 S.北京：中国标准出版社,2 0 0 2:1 0.3李振威.楚烧炉耐火衬里更换过程的管理实践J.化工机械,2 0 1 2,39(5):6 7 0-6 7 1.444.0342.0450
18、.0331.0323.0279.0308.0309.0191.0214.0155.0183.0(上接第1 0 3页）质量的影响J.砖瓦,2 0 0 7,(3):1 4-1 6.11 石新城，阎法强，姜洪义.高钙煤研石细度与石灰爆裂关系的研究J.硅酸盐通报，2 0 0 2,2 1(4)：6 0-6 2.123王晋麟，李金霞.烧结砖瓦原料的颗粒组成与颗粒离析现象浅析J.墙材革新与建筑节能，2 0 1 4，（1 0）：32-38.13闫开放，林永淳，师晓明，等.发展高品质煤研石烧结制品工艺技术的分析探讨（一)J.砖瓦,2 0 2 1,（1 2):2 8-30.143张志豪，张玲.颗粒级配对焦炉硅砖性能的影响C.第十五届全国耐火材料青年学术报告会论文集，2 0 1 6.15刘婷，成智文，贺晓梅，等.不同颗粒级配的风积沙对陶瓷透水砖性能的影响J.新型建筑材料，2 0 2 1,48(7):38-41.
