制氫轉化爐爐襯里及高溫遠端處理工藝

制氫轉化爐爐襯里及高溫遠端處理工藝

汾河世生化工業(yè)機械的制氫轉化爐是該公司制氫設備的重要設備之一，由120個安裝在一起。項目總負荷為1900年3月，相當于2749年3月。這是裝置的主要能耗設備。在1994~1997年運行中,轉化爐出現爐外側護板特別是火嘴周圍護板大范圍鼓包變形,油漆脫落。在1997年檢修中,在原保溫磚基礎上,內貼600×600方形陶纖襯里板塊。至2001年時,發(fā)現大部分襯里接縫收縮擴大,脫落脆化嚴重。致使爐外壁超溫嚴重,并產生煙氣露點腐蝕。為了延長轉化爐使用壽命,減少熱量損失,提高其熱效率,在2004年檢修改造中,在徹底清除原方塊纖維后,采取在原襯里拉磚基礎上,整體噴涂了一層耐火纖維,并在此基礎上,噴涂高溫遠紅外涂料。生產使用半年多來,轉化爐運行情況良好,爐襯無開裂,外壁溫度大大降低,而且燃料節(jié)約效果顯著。1改變器墻的加熱原因和改造方案1.1高溫沖刷爐墻體熱制氫轉化爐為側燒式火焰加熱爐,原使用天然氣混合燃料,熱值為34.9MJ/Nm3,其火焰中心溫度達1600℃,120只平焰燃燒器分布在四面?zhèn)葔ι?火焰反燒爐墻,高溫沖刷爐壁,氣流速度大,對周圍襯里熱輻射強烈,易損壞襯里,進而造成外壁溫度升高:(1)原設計襯里材料導熱系數相對較大;(2)爐墻在長期高溫強氣流沖刷狀態(tài)下使用,生產中又多次經歷急冷急熱的緊急開停工,致使爐墻裂縫,隔熱效果降低;(3)方形纖維襯里接縫多,收縮膨脹不可逆,沖刷開裂使煙氣竄至保溫釘,在外壁形成熱點超溫。2.2工廠的重建方案2.2.1高溫遠紅外涂料的研制為解決爐外壁溫度過高,方塊纖維收縮膨脹縫竄煙及纖維脆化脫落這三大問題,同時保持原有爐襯整體結構的完整性和現場施工的可操作性,主要從襯里材料和施工方案著手,擬在拉磚襯里表面整體噴涂一層50mm厚耐火纖維,再在其表面噴涂一層5mm厚高溫遠紅外涂料。2.2.2高溫遠紅外涂料制氫轉化爐爐膛溫度為850~1100℃,據此選用鞍山市瑞星耐火材料有限公司的RGP-120陶瓷纖維和湖南新化南方特耐有限公司生產的Gu-HA-BA高溫遠紅外涂料。其主要技術性能分別見表1和表23全平面成網施工轉化爐原爐襯為拉磚結構,南北四面爐墻設有120個方形火嘴,東西四面爐墻為全平面基體,據此特點,分別做出如下施工方案:全平面基體如圖1所示。火嘴墻以火嘴中心為圓中心,以400為半徑,50mm厚為坡度,緩慢過度到正常噴涂厚度,如圖2示。具體施工步驟如下:(1)徹底清除原方塊纖維襯里和灰塵等;(7)表面噴涂高溫遠紅外涂料。4在轉換器和轉換器之間的比較中4.1爐外壁溫度1997年為磚結構襯里時,平均壁溫90~95℃,最高120℃;2001年改為方形陶纖襯里后,壁溫為55~65℃,2004年改造后平均壁溫為39~52℃。4.2燃料耗耗量設計滿負荷,燃料耗量1900m3/h,天然氣1177kgoe/t工業(yè)氫,2001年前30%~50%負荷工作,燃料耗量801kg標油/t工業(yè)氫,2004年滿負荷運轉燃料耗量1300m3/h,860kg標油/t工業(yè)氫。4.3萬元(1)襯里改造投資為:陶纖襯里14.5萬元,遠紅外涂料12萬元,合計26.5萬元;(2)襯里改造后,每噸工業(yè)氫可節(jié)約燃料317kgoe,生產10000t/a工業(yè)氫,可節(jié)約燃料3170toe,約合240萬元;(3)投資回收期:26.5/240=1.3個月。5體爐襯表面涂料轉化爐整體噴涂耐火纖維襯里,施工簡單且速度快捷,有效解決了火嘴等異形部位襯里施工困難的問題,纖維呈三維方向排列,不裂縫,不竄氣,整體爐襯表面涂層形成硬殼層,再噴涂遠紅外高溫涂料,耐沖刷,不脫落,高效節(jié)能。運行半年多,效果良好,不僅解決了爐外側護板過熱,原粘貼方塊纖維脆化脫落、接縫收縮膨脹等問題,并且減少了燃料消耗,取得了可觀的經濟效益。(2)安裝保溫掛釘,材