重油氣化爐爐磚頂部結構改進(jìn)

文章編號:1001 6988(2001 )03-0040-02重油氣化爐爐磚頂部結構改進(jìn)王茁',張波，高維平),王 濤2(1.吉林化工學(xué)院,吉林132022; 2.河北工業(yè)大學(xué),天津300130)摘妻:分析了重油氣化爐原妒口結構的不足，提出新型整體吊掛式封頭并予以應用,實(shí)踐證明是成功的。關(guān)鍵詞:重油氣化爐爐口;整體吊掛式封頭;改進(jìn)中圖分類(lèi)號:TE963文獻標識碼:B .Improving on Top Sturcture of Heavy 0il Aerification Furnace BrickWANG Zhuo' , ZHANG Bo', GAO Weiping' , WANG Tao'(1. Jilin Chemistry Engineering College, Jjilin 132022, China ; .2. Hepei Industry University, Tianjin 300130，Chinua)Abstract: The insufiency on top structure of heavy oil aerification furnace brick is analyucd inthis paper. The new type of whole hanging top is designed and carried out. It has been proved that theimproving is right.Key words: heavy oil aerification furnace brick; whole hanging top; improving口),只有O260 mm,要進(jìn)入爐內，就必須由筑爐人1原結構分析員拆除爐封口耐火磚后才可進(jìn)入，因而這種爐口上封頭結構有以下幾種缺欠:某化肥廠(chǎng)丁辛醇生產(chǎn)系統中有三臺重油氣化0260爐,其作用是在溫度1 350 C、壓力3.1 MPa工況下,使重油與氧、蒸汽混合霧化發(fā)生激烈的氣化反應,生成以CO+H2為主要成分的裂化氣。其結構.為立式簡(jiǎn)體,規格02 412 mmX 36 mm、高9 003mm,內部襯有四層耐火磚,厚度455 mm,頂部妒口2*12處吊有大塊噴口拱形磚,封口處內徑8B260mm,結構簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。氣化爐通常連續運行半年左右,在停爐期間,檢修及工程技術(shù)人員要進(jìn)入爐內進(jìn)行各項作業(yè),如內部耐火襯里檢查、伸縮縫檢查、局部修補或爐內雜物清理等作業(yè)。由于原封口內徑小(圖1,1處爐頂中國煤化工收稿日期:2001-04-05MYHCNMH G火民，作者簡(jiǎn)介:王苗(1968- )男.講師，吉林化工學(xué)院機電系機電教研室劃主任?，F就讀哈爾濱工程大學(xué),博士研究生。5-三層耐火磚, 6剛玉磚，7.伸縮縫, 8~廢熱鍋爐接口圈1重油氣化爐 簡(jiǎn)圖40<工業(yè)爐〉第23眷第3期2001年8月(1)不便于定期的檢修檢測及維護等作業(yè)。隙可由下式確定:(2)被拆除的爐封口耐火磚屬特型剛玉磚,價(jià)格δ=Lp- Lp封頭(1+a.Ol)昂貴且再用性很差,拆除一次基本就需要更換，相應δR=(Dyp- Dp封頭(1+ a.Ot)/2增加了檢修費用，造成一定的浪費。式中:δ一爐上封頭件A與封口B的軸向間隙,(3)爐封口耐火磚的拆除、更換、重砌、固化,工mm,取δ⊥=50mm;期需一周時(shí)間,而通常的檢修、檢測及維護等作業(yè)工δp一爐上封頭件A與封口B的徑向間隙,期一般為3~5天,延長(cháng)了整個(gè)施工工期。mm,取δ=30mm;因此,為改善檢修、檢測維護等作業(yè)條件,提高Lp-爐封口軸向尺寸, mm, L = 640 mm;設備利用率,對此部結構進(jìn)行了改進(jìn)。L管時(shí)頭-爐上封頭件A外套筒鈾向尺寸，mm ;2改進(jìn)后結構分析Dy一爐封口徑向尺寸，mm, Dp = 860 mm;D財頭-妒上封頭件A外套簡(jiǎn)徑向尺寸，鑒于原結構的不足,提出如下改進(jìn)措施:mm;(1)拆除原封頭處爐磚,分別擴展原爐封口內徑a-線(xiàn)膨脹系數,因外套簡(jiǎn)材質(zhì)為20鋼線(xiàn)膨為0860 mm、0540 mm,如圖2中B結構所示。脹系數大于耐熱混凝土,故取20°鋼a=(2)焊接組裝整體吊掛式封頭，如圖2中件A15. 34x 10~/;結構所示，即在原爐上封頭聯(lián)結法蘭(圖2中件1)O!一溫度變化, C。焊接內外套簡(jiǎn)(圖2中件2、5、6),在內外套簡(jiǎn)之間灌注耐熱混凝土件3,混凝土中置以鋼筋件4增加代入各數據可得: L如斡頭=577. 6 mm,圓整得:連接強度,其中,件2材質(zhì)為20*鋼，件5.6材質(zhì)為L(cháng)妒封頭= 575 mm; Dp封頭= 783.2 mm,圓整得:D爐封頭= 780 mm。1CrNi9Ti。(3)停爐施工檢查時(shí),只需將此組合封頭吊出，3.2組合上封頭強度分析此組合上封頭為整體吊掛式結構,外套筒與爐檢修及技術(shù)人員即可進(jìn)入爐內進(jìn)行各項作業(yè)。內壁存有間除,內套簡(jiǎn)與重油噴嘴也有間隙，P外=0860.0780P內，故件A為常壓部件,可只考慮承受溫度狀況。g260.封頭處為氣化爐噴嘴安裝位置,在此處重油與氧蒸汽霧化混合,溫度較爐膛內溫度有所降低,根據測量約950~1 050 t。i8組合上封頭中件5.6材質(zhì)為1GrNi9Ti,可查得此鋼的最高使用溫度為850~1 050心川,件2材質(zhì)為20,因為此部氣體經(jīng)折角而進(jìn),屬密封狀態(tài),溫度還會(huì )略降低,因此,此部件可以滿(mǎn)足使用要求。05404實(shí)際應用檢驗及結論A-改造后上封頭組件, B-改造后妒口結構1-件A妒上封頭,2外套筒3.耐熱混凝土4.如強鋼筋,5-內套簡(jiǎn)，6-底部外套簡(jiǎn)此封頭結構按上述措施改進(jìn)后,投入使用，經(jīng)氣2改進(jìn)氣化壚妒口裝配圈化爐連續運行半年后,具體檢驗效果如下:(1)在氣化爐連續運行期間,能夠達到原爐耐火3改進(jìn)后結構尺寸的確定磚隔i中國煤化工復不致過(guò)高，據測量筒TMHCNMHG,滿(mǎn)足工藝及設3.1組合上封頭尺寸的確定備圖2中組合上封頭件A與爐封口結構B的間(下轉第53頁(yè))41《工業(yè)妒》第23卷第3期2001年8月壁溫和空氣溫度C;Q為熱負荷kW。算時(shí)壓力的選取。4計算結果 與討論表2計算數據表編號項目名稱(chēng)空氣陶瓷|煙氣陶瓷以垃圾高溫氣化爐設計中的一組設計數據進(jìn)行1氣體進(jìn)口溫度/心51400計算,空氣和煙氣的壓力約為1個(gè)大氣壓左右,按上氣體出口溫度/心1100273熱負荷/kW154.2154.24述假設和公式進(jìn)行計算得到數據如表1所示。4 1 對數平均溫度/t:164. 2164.2氣體流速/(m-s" '8.2811.63表1計算數據表6換熱系數/(Wm't176.867.77 |綜合換熱系數/(W.m “c小36.0空氣陶瓷!煙氣陶瓷| 定性溫度/七763. s575.0氣體進(jìn)口溫度/t:501 4002氣體出口溫度/心.1100127熱負荷/kW5結語(yǔ)對數平均溫度/T164.0[64 25 |氣體流速/(ms~')8.3011. 63本文基于傳熱原理及能量平衡建立蓄熱體傳熱| 6換熱系數/(W.m°2.C“)71.167.8綜合換熱系數/(W.m-七) 34.834.8性能的數學(xué)模型，在此基礎上進(jìn)行假設和計算,得到|定性滋度/心 .763.5的計算結果與把蜂窩蓄熱體看作換熱器所得結果相比較,其誤差在5%以?xún)?。這表明:使用這樣的假設把蜂窩蓄熱體看作周期性對流換熱器[4.8,進(jìn).和計算方法來(lái)確定蜂窩陶瓷蓄熱體的綜合換熱系數,行計算所得的數據如表2所示。誤差較小，在工程設計中,采用這種計算和假設來(lái)確從兩種計算所得的綜合傳熱系數K的結果叮定蜂窩陶瓷蓄熱體的綜合傳熱系數是可行的,并且討知,其誤差為3.4%,在工程設計誤差允許范圍里，論了 計算過(guò)程中影響綜合傳熱系數計算準確度的主說(shuō)明假設及計算是正確的,并月,在工程設計過(guò)程要因素。中，可以直接按設計參數進(jìn)行換熱面積及體積的設計,而不需多次迭代。由上述計算過(guò)程可知,肜響綜參考文獻:合傳熱系數計算誤差的主要是:(1)冷卻期忽略了空[1]蔣紹堅,等高溫低氧燃燒技術(shù)及其高效低污染特性分析[J].中氣的輻射換熱;(2)整個(gè)計算過(guò)程取定性溫度;(3)輻.南工業(yè)大學(xué)學(xué)報。20031(0):31 -315.射換熱時(shí)壁溫的確定有較大偏差;(4)氣體的輻射計[2]俞佐平.傳熱學(xué)[M].北京:高等教有出版杜, 1979.[3]E秉銓.工業(yè)爐設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版杜，198.(上接第41頁(yè))部脫落,而整體耐熱效果不變,強度也滿(mǎn)足要求。對(2)停爐檢修期間,只需吊出組合上封頭，檢修此情況,只需局部更換內、外套簡(jiǎn),局部加耐熱混凝人員即可進(jìn)入,作業(yè)十分方便。土搗固即可再次使用,提高了上封頭的再次利用率。(3)爐頭處形變較大,該處原耐火磚聯(lián)結強度較總之，氣化妒上封頭按上述措施實(shí)施改造后，經(jīng)簡(jiǎn)體低，因而常常最先損壞，以往檢修需要拆掉爐上實(shí)際檢驗、能滿(mǎn)足工藝及設備的安全使用技術(shù)要求，部襯磚,局部更換,工期5~7天,費用約幾萬(wàn)元。改能夠保證氣化爐安全連續長(cháng)周期穩定運行;同時(shí)，提進(jìn)后，只需更換內、外套圈,重新加耐熱混凝土搗固高了設備的利用率,使得檢修、檢測、維護等作業(yè)便即可,工期3~4天,費用不到萬(wàn)元,節省了更換爐磚利,并降低費用。實(shí)踐證明改造是成功的。的費用。中國煤化工(4)停妒后吊出組合上封頭檢查可看出，靠近爐考文獻內側部位的內、外套簡(jiǎn)均出現一定的燒損現象,但由[1] 化IMYHCN MH G設計手舞[M1.北京:化學(xué)工.業(yè)出版杜, 1988.于耐熱混凝土中置有鋼筋使得聯(lián)接加強，僅出現小53