焚硫爐是硫磺制酸裝置的龍頭設備,它是一臺圓筒形臥式設備。焚硫爐結構簡單,所用的耐火磚、保溫磚均是常規通用的標準磚、橫楔磚、豎楔磚,沒有需要定做的異形耐火磚。
盡管焚硫爐內部結構沒有沸騰爐復雜,施工前仍須做好充分的準備工作,施工中要認真檢查,發現問題要立即糾正,乃至不惜返工以確保施工質量。
一、施工前要做到四落實
1、明確設計意圖,盡量少用耐火澆注料
要熟悉看懂圖紙,對照圖紙目錄清點圖紙、標準圖。要/吃透/圖紙,清楚焚硫爐各部位做法,對有疑問的部位在圖紙會審時要向設計人員提出問題及解決辦法的詳細記錄。比如在爐內筆者是不贊成大面積使用耐火混凝土的。澆搗耐火混凝土的方法雖簡單省事,能解決一些砌筑上的困難;耐火混凝土成型后表面光滑整齊、美觀,整體性比耐火磚好,不易發生穿透漏氣,可是在生產實踐中這是不可取的。
因為生產過程不可能一帆風順,萬一裝置中某個設備出了問題要立即停車,焚硫爐停下來按規定要逐步降溫,即要求按30℃/h降溫,這是做不到也是不可能的。那么焚硫爐快速降溫,耐火混凝土由于收縮不一致會出現大面積龜裂,只要有反復幾次快速降溫就會造成耐火混凝土脫落,給維修帶來極大的困難,甚至無法修復。例如某煉油企業的硫化氫焚燒爐采用剛玉混凝土整體澆筑,由于混凝土龜裂只使用數月就垮掉了。在我廠的爐窯運行中也遇到過耐火混凝土龜裂脫落難以修復的情況,所以我們在焚硫爐筑爐中反對大量使用耐火混凝土。高鋁磚烘爐曲線
2、要選用有筑爐資質及經驗豐富的施工單位
因為筑爐與瓦工砌墻不一樣。筑爐工技術要求高,每砌一塊耐火磚不僅三個面要抹滿灰,而且灰的薄厚有要求。灰薄了,灰縫不飽滿甚至會出現短板部位,易造成穿縫;灰厚了,灰縫就達不到要求,如果數十塊耐火磚灰縫超標,將有可能造成耐火磚脫落。
還要求筑爐工每砌一塊磚都要左右看一下是否有偏差。可以說這是精細活。沒有筑爐資質、沒有施工經驗的施工單位,其施工質量就無法保證,后患無窮。
3、采購合格的耐火材料
按照圖紙要求采購耐火材料,也要選擇有資質的生產廠家為供貨商。比如耐火磚采購建議到有耐火磚原料資源的地區大型耐火材料廠采購。因為沒有原料資源的廠家往往在原料采購回來后,會攙雜再生料或其他物質以降低成本,這樣耐火磚中的含量往往得不到保證,會降低耐火磚的耐火度。再如砌筑耐火磚的PA-80膠泥應采購膠與組合粉,回來后自行配制。如果采購成品膠泥,在砌筑圓拱上半圓時,如果膠泥稀,膠泥在耐火磚上粘不住,膠泥往下滑,易造成磚與磚之間灰縫不飽滿甚至穿縫。采購耐火材料應有出廠合格證和檢驗報告,耐火材料到現場后即時抽樣復檢,合格后方可使用。對于耐火材料外觀不合格尺寸偏差超標的應予退貨或換貨。耐火材料在運輸過程中應做好防雨措施,防止受潮,裝卸材料應輕拿、輕放,避免不要的損壞。材料入庫應按類別堆放,也要做好防雨防潮工作,確保筑爐后焚硫爐內襯的水分達到低值。
4、按照圖紙要求審查施工圖預算和施工方案
要求施工單位編制施工圖預算及施工方案。看其組織能力,施工進度及機械和人員安排情況。審查應仔細,尤其是施工方法是否切實可行。如有遺漏應和施工單位商談修改。一旦審查通過,實施時嚴格遵守。
二、做好中間交接,制定質量控制點計劃
1、中間交接標準
焚硫爐鋼殼制作完畢,煤油滲漏試驗合格后辦理中間交接。對殼體直徑應檢查10處,每處要十字形量取二次數據,每一次數據都記錄,要求誤差不得超過圖示尺寸±3cm。筒體橢圓度偏差用圖示直徑的弧形模板進行檢查,弧形模板靠上去如有間隙,要求不得超過5mm。水平度則用水平尺檢查看氣泡是否偏移。鋼殼內的焊縫要磨平,如不能滿足要求,應請制造商調校,直至合格后方可驗收。
2、施工前要制定好工程質量控制點計劃
按照施工程序(除銹、防腐,貼石棉板,砌筑保溫磚,砌筑耐火磚),安排適當時間由建設單位、監理部門、施工單位質量檢查部門聯合檢查。在聯合檢查前由施工單位質量檢查員先行自查,發現問題及時處理。三方單位共檢時要有隱蔽工程驗收記錄,驗收結束三方檢查人員在隱蔽工程驗收記錄上簽字存檔。除了三方共檢外,由于焚硫爐施工質量的好壞,決定硫磺制酸生產能否正常運行,建設單位應派懂行負責的專職人員現場督促,隨時抽查將質量隱患消滅在萌芽狀態。
三、各道工序的施工技術要求
1、鋼殼內壁防腐
施工開始先對鋼殼內壁進行除銹,用鋼絲刷、角向磨光機進行除銹。要求除盡金屬表面油脂、浮銹及一切雜物,呈現出金屬本色,并將鋼殼內部清掃干凈。經驗收合格后,立即組織施工單位對鋼殼內部防腐,封閉鋼殼防止再生銹。防腐是涂兩層石墨粉水玻璃,配合比為石墨粉∶水玻璃=1∶2.55(質量計),涂刷要均勻,不得漏刷,一層干燥后再刷第二層,先刷上半圓、后刷下半用圓。從此時開始,進爐內的施工人員在爐外換干凈軟底的布鞋,以保持爐內清潔,防止泥土等雜物落入耐火磚縫內。待下半圓防腐層干燥后,對焚硫爐下半圓用水玻璃貼δ石棉板一層,輔以木錘輕輕敲擊貼緊鋼殼,鋪貼要求平整,縫與縫搭接緊密,不得留有空隙。
2、主要筑爐材料理化指標
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3、PA-80耐火膠泥的使用方法當耐火材料符合表1指標后,就可以準備筑爐了。砌保溫磚用耐火泥砌筑,砌耐火磚則用耐火膠泥砌筑。拌制不同灰漿的工具應分開使用不得混淆,更不得用錯灰漿。用PA-80耐火膠泥取代耐火泥的優點是Al2O3含量高,耐火度也隨之提高,關鍵是它在燒結后黏結強度遠遠大于耐火泥只要灰縫達到設計圖紙要求,不用擔心PA-80耐火膠泥在焚硫爐運行中會脫落。它的黏結力能使耐火磚形成整體而不會被破壞。PA-80耐火膠泥配合比(質量計):PA-80膠40%,組合耐火粉55%～57%，高鋁水泥3%～5%(外加)。高鋁水泥是在砌筑時作為固化劑添加的,比例隨氣溫而變化。
困料:困料的目的主要是使PA-80膠與組合耐火粉充分反應,排除反應所產生的氣體,以提高膠泥的黏結強度。困料方法:按上述配合比將PA-80膠與組合耐火粉充分攪拌均勻,置于陰涼處,用塑料布蓋嚴,放置24h,使之熟化。使用時將已熟化的料放入開口容器中(如泥桶)加入適量高鋁水泥充分攪拌。高鋁水泥用量可根據當時的氣溫和施工速度來適量調節,PA-80耐火膠泥的稠度可根據施工所需灰縫大小來調節。高鋁水泥應分批加入,避免拌料過多,來不及施工而產生固化,引起浪費。
4、筑爐放線,膨脹縫設置,鎖磚
焚硫爐砌體截面結構見圖1。砌筑前應在爐內標出鋼殼中心線、膨脹縫位置線及爐中三道擋墻位置線,以供筑爐時掌握準確性,也便于檢查,防止錯誤發生。膨脹縫的位置應避開砌體中孔洞,并進行預排磚。檢查合格后,從爐頭開始用耐火泥砌筑高輕質保溫磚,按要求留出膨脹縫,在三道擋墻位置用耐火磚取代保溫磚砌筑。保溫磚砌到高出爐半徑時,在保溫磚上用PA-80膠泥砌筑高耐火磚,膨脹縫設置要與保溫磚的膨脹縫錯位,防止焚硫爐運行時氣體穿縫。當砌筑高度推進到三分之二時,可在114mm厚耐火磚上砌高230mm耐火磚,同樣此層膨脹縫設置也應與下層膨脹縫錯位。下半圓的保溫磚、兩層耐火磚的砌筑在保證質量的情況下可以交替進行。當兩層耐火磚高度砌至爐半徑以上后支設拱胎模,同時逐圈用水玻璃貼石棉板,拱胎模的制作視大小分單個或分片制作可按設計矢高增加3～5mm,拱胎模制作時外表面可蒙鐵皮或鋁皮,保證支設時有足夠的剛度且便于拆裝。拱胎模支設好后檢查其弧度是否達到要求、剛度是否可靠。然后在拱胎模上預排高230mm的耐火磚。由于拱跨度大于3m要設三塊鎖磚,應在拱頂的中心線位置和其兩側的四分之一拱處各設置一塊鎖磚(見圖2),位置確定后在拱胎模上做好標記,以供砌筑時掌握。拱頂鎖磚是筑爐施工的關鍵部位,鎖緊,太松太緊或松緊不勻都會直接影響拱頂的施工質量。鎖磚處用稀膠泥砌筑,砌筑的鎖磚要高出相鄰的磚層三分之一,不應砌一塊、打入一塊,要待這一圈砌完后,三塊鎖磚同時打入。打入用的工具應使用木錘,不得破壞鎖磚本身或相鄰耐火磚,三塊鎖磚是豎楔形磚俗稱斧頭磚)。鎖磚的左右各三塊耐火磚不得用加工磚,鎖磚本身更不允許用加工磚。相鄰兩環鎖磚位置應錯開,不要在同一處鎖磚。要注意:砌筑上半圓耐火磚是關鍵,如果出了問題那將全功盡棄。
下半圓耐火磚重心向下,通常不會出現問題,但也不能大意。在砌筑上半圓時要仔細檢查,決不能發生豎楔形磚倒過來砌的低級錯誤(即大頭朝下)。拱胎模制作寬度一般為可砌三道圈。這三道圈砌完后可在上面繼續砌高114mm耐火磚和高230mm保溫磚,待這三道圈的PA-80耐火膠泥固化后方可移動拱胎模。一般要做3～4副拱胎模方可周轉過來。
5、砌筑要點
應對砌筑用磚的外觀進行檢查和挑選,耐火磚破損面及加工面不得放在迎火面。砌磚時不得用瓦刀或鐵錘敲擊磚面找平,應使用木錘或橡皮錘找平砌體膠泥固化后不得敲打砌體。加工磚時不得在已砌好的砌體上進行,也不得用瓦刀砍鑿磚,應將磚的要加工部位畫好線后用切磚機加工。砌體中斷或返工拆磚而留搓時,應留成階梯形斜搓。對于砌體中的各種孔洞,膨脹縫以及隔熱層的構造等,在砌筑中要及時檢查。膨脹縫要及時填塞陶瓷纖維,并以鐵片木錘塞緊塞實。因為焚硫爐在運行時是負壓,松填的陶瓷纖維極易被負壓抽走,容易形成漏氣穿縫。磚縫要求:耐火磚之間為3mm,保溫磚之間為3mm,耐火磚與保溫磚之間為5mm,保溫磚與石棉板之間為5mm。砌筑要求:橢圓度偏差小于水平度偏差每米小于3mm,全長不超過平整度偏差小于5mm。砌體應錯縫砌筑,砌體灰漿應均勻飽滿,并隨時將擠出的灰漿刮平。檢查時要注意觀察筑爐工抹灰方法,灰漿是否打滿刮平是否采取擠揉操作,磚縫是否飽滿,如有灰漿下沉要及時補灰漿勾縫。在一層砌體砌完后再砌上一層時,一般采用澆漿法進行,即將膠泥澆在已砌好的砌體上方,用瓦刀抹平。尤其要注意磚縫、磚層與磚層夾縫,要填滿,再在上面砌另一層砌體。連續砌筑三至四層后,如下面砌體膠泥還未固化,則須稍等一段時間待其固化,防止砌體游動,或在膠泥中適當增加一些高鋁水泥縮短膠泥固化時間。高鋁水泥添加量應在施工前由技術人員事先做配合比實驗,測定耐火膠泥固化時間,選擇適當的配合比。這樣既能保證質量又加快施工速度。拱頂砌筑:每砌完一層應在此層上方灌滿膠泥后再砌上一層,此時一定要細心,磚縫不得有空隙。爐砌體漏氣穿縫絕大多數發生在上半圓,氣體是向上升的,膠泥游動方向向下,有空隙極易造成漏氣。下半圓膠泥游動向下即使磚表面的縫隙膠泥有下沉現象還是密實的。如果發生爐內砌體漏氣,由于焚硫爐是焚燒硫磺,氣體竄至爐鋼殼,到了冬季,鋼殼外表面受到冷空氣影響,鋼殼內壁的氣體遇冷形成冷凝酸,吸附在鋼殼某一處內表面,時間一長,鋼殼就有可能被腐蝕,爛通冒煙。處理方法只有停車割開鋼板,拆掉此處保溫磚,澆注耐火混凝土封閉,再將鋼板補焊好。這樣雖解決了爐體漏氣問題,但爐體的保溫效果則降低了。
6、耐火澆注料施工要點與檢查方法
施工中焚硫爐進料口及局部孔洞要澆耐火混凝土。有兩種:一種是輕質耐火澆注料,另一種是磷酸鹽澆注料。輕質耐火澆注料配合比(質量計):高鋁水泥25%,輕質高鋁磚砂(1mm)10%,輕質高鋁磚粒(5mm)65%,水為飲用水;拌合好的輕質澆注料在45min內用完,若超過2h或發生初凝現象應棄之不用。每批澆注料應留設2組70mm××70mm試塊,并及時送實驗室養護后試壓,試壓強度應為常溫和烘干兩種。輕質耐火澆注料施工時,模板要牢靠,不得出現跑模,振搗要分層、密實不得漏振。振搗時混凝土表面要有稀漿出現。拆模后耐火澆注料外表面要光滑,不得有蜂窩麻面現象。
磷酸鹽澆注料配合比(質量計):高鋁水泥2%～3%外加),磷酸(45%)12%～14%,高鋁熟粉料25%～30%,礬土骨料(1～5mm)30%～40%,礬土骨料(5～15mm)30%～40%,應先困料8h以上方可使用,澆注料加入高鋁水泥后25min內用完。若出現初凝現象則棄之不用,施工方法和試壓塊同輕質耐火澆注料的。耐火混凝土是爐窯的隱患,應盡量少用,能用耐火磚代替盡量不用耐火混凝土。注意:耐火混凝土不同于普通建筑用混凝土,它發熱量大,尤其是大面積使用,厚度超過200mm則要打少量水養護,否則耐火混凝土有可能在養護期間因自身發熱降低耐火混凝土強度。在施工期間要做好防雨工作,防止雨水進入焚硫爐內,防止雨水打濕耐火磚、保溫磚。不然將會給后面的烘爐工作帶來極大困難。爐體砌完后,先由施工單位進行自查,查橢圓度、水平度、平整度。關鍵是檢查砌體情況磚縫密實度,有沒有磚縫空隙,自查后請建設單位、監理部門聯合檢查,除了查上述項目,還應復核焚硫爐內直徑尺寸,擋墻位置,孔洞處施工質量。如查到磚縫有空隙,用細鉛絲測其深度,及時補漿并留有記錄。所有檢查情況記錄在驗收記錄上。驗收合格,三方人員共同簽字認可。如果平時督促整改得力,此時不應有大問題。焚硫爐內襯施工完畢應自然通風干燥15天后方可進行烘烤。
四、烘爐
烘爐的目的是將爐內砌體中的水分慢慢烘干以免在生產中由于高溫使爐砌體內水分急劇蒸發而出現裂縫。烘爐是在整個硫磺制酸系統所有設備安裝施工結束后才能進行。因為焚硫爐烘爐當溫度到600℃以上時鍋爐部分開始煮爐,要把鍋爐內耐火混凝土澆注料的水分烘干,同時也開始對轉化器內部砌筑的耐熱襯里材料進行烘烤,它是一系列的烘干作業。焚硫爐墻內水分可分為三部分:游離水、結晶水、殘余結合水。前列步是200℃以內保持天以烘干游離水。第二步是300～350℃保持3天以排出結晶水,550℃保持2天才能完全排出結晶水。第三步是650℃至900℃約3天排除殘余結合水。在300℃以下可以用木柴烘烤,在300℃以上用柴油烘烤,升溫速度應控制在15℃/h。要設立若干恒溫過程:150℃時要保持48h,升到200℃時要保持72h等。要制定切實可行的烘爐曲線并做好烘爐記錄。一旦開始烘爐就不能隨意停止,烘烤結束降溫速度應控制在30℃/h,逐步遞減,降到450℃時可采取自然降溫,此時不得打開人孔及任何孔洞,更不能吹進大量冷風,不然急冷急熱會造成耐火磚、耐火混凝土開裂,留下隱患。烘爐結束應進爐內檢查內襯砌體有無開裂,磚縫膠泥、膨脹縫陶瓷纖維有無脫落。合格后就可以開車了。
筑爐施工不允許有一點失誤,只要其中某一個環節出了問題,就可能給以后的生產帶來麻煩。這是我們長年施工積累的一些經驗,供同仁參考。
鄭州榮盛耐火材料作為專業的耐材生產廠家能夠生產四十多種不同類型的耐火保溫產品，產品類型基本上是從種類和配方比例進行區分，產品種類繁多，基本上能夠滿足現階段鍋爐，煉鋼槽所需要的耐高溫要求，產品質量值得您的信賴。
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