乙烯裝置裂解爐施工質(zhì)量控制分析

吳海濤

中國石油天然氣第一建設(shè)有限公司 河南洛陽 471000

近些年來，中國經(jīng)濟增長水平較高，我國正在迅速發(fā)展乙烯工業(yè)，國內(nèi)出現(xiàn)了大量的乙烯裝置，相應(yīng)提高了乙烯產(chǎn)能。在這一裝置中裂解爐是重要設(shè)備，主要功能是通過加熱氣化各種原材料形成裂解氣，再憑借精餾、加氫等操作技術(shù)，為下游設(shè)備提供原料?？梢园l(fā)現(xiàn)，要想提升生產(chǎn)乙烯的操作水平需要全面把握運行裂解爐的穩(wěn)定性，同時注意控制操作負荷與運行周期，所以，迫切需要妥善解決裂解爐設(shè)備操作問題。

1 工藝結(jié)構(gòu)

裂解爐具體包括輻射與對流段。輔助設(shè)備包括急冷鍋爐汽包、燃燒器等。工藝流程如下：在輻射段發(fā)生乙烯與丙烯的裂解反應(yīng)，當裂解氣脫離輻射段之后快速在急冷爐內(nèi)部發(fā)生冷卻。并通過這一設(shè)備有效回收大多數(shù)廢熱，有效促進裂解反應(yīng)的結(jié)束，減少二次反應(yīng)產(chǎn)生的損失。同時，對熱量大規(guī)?；厥眨纬娠柡偷母邏赫羝?，通過汽包對高壓蒸汽有效收集，從而對原材料、鍋爐給水等進行加熱操作[1]。

2 施工技術(shù)

裂解爐是乙烯裝置的標志,是裝置開車的龍頭，也是裝置的核心設(shè)備。其生產(chǎn)工藝具有高溫、高壓，介質(zhì)易燃、易爆的特點。裂解爐的施工質(zhì)量直接關(guān)系著乙烯裝置能否按計劃順利開車、達到工程預(yù)期目標的關(guān)鍵所在，因此需要對施工技術(shù)整體分析。

2.1 吊裝操作

2.1 .1塔吊基礎(chǔ)

DBQ1000型塔式起重機是一種具有自行軌道的塔式起重機。地基需要特殊處理后，方可鋪設(shè)軌道。地基處理由兩部分組成：下層為碎石墊層，上部為礦渣表面。

2.1 .2汽包及廢熱鍋爐吊裝

將2個鍋筒科學安裝在爐頂平臺上，其中余熱鍋爐重量共計15t，每15t起升繩扣選用2根鋼絲繩，卡成2套進行起升?？茖W調(diào)整起重機的操作半徑，設(shè)計額定載荷是50t，可以將起重機直接吊裝就位。

2.2 裂解爐施工

兩座裂解爐的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計高度為35720mm，由44根柱子組成。爐體鋼結(jié)構(gòu)梁選擇H型鋼。通過強度較高的螺栓形成剛性連接，共同產(chǎn)生鉸鏈。結(jié)合施工環(huán)境特點，根據(jù)施工工期安排、安裝爐管設(shè)備以及爐體設(shè)計需求，將渣罐之間上部分的鋼結(jié)構(gòu)科學劃分為兩段。在預(yù)制場板框?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)進行預(yù)制，向安裝現(xiàn)場運輸，這項技術(shù)操作復雜，施工難度大。鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制幾何尺寸的精確控制，連接梁柱高強度螺栓、梁間單剪或雙剪連接板的匹配鉆孔、焊接和焊接變形控制是保證結(jié)構(gòu)整體尺寸和順利安裝的關(guān)鍵。鋼結(jié)構(gòu)主要分為上下兩部分。分片材和框架的預(yù)制質(zhì)量直接影響下道工序的安裝[2]。

一是鋼結(jié)構(gòu)施工方法，可以合理劃分鋼結(jié)構(gòu)整體分為預(yù)制與安裝。二是安裝輻射室、對流室側(cè)板、端板實際方法。具體如下：安裝在地面預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)框架或板上，并在其上焊接保溫釘。地面、側(cè)板、端板與鋼結(jié)構(gòu)框架或板同步安裝。在地面綜合預(yù)制安裝側(cè)板與端板，采用保溫釘實施焊接之后開展安裝。由于裂解爐安裝過程中極易出現(xiàn)焊接與吊裝變形問題，需要高度關(guān)注施工問題。預(yù)制前應(yīng)將型鋼和立筋調(diào)直，鋼板應(yīng)平整，以保證組焊質(zhì)量，控制變形。鋼板開孔應(yīng)采用機械方法，鋼板切割應(yīng)考慮焊接收縮。三是為避免焊接過程中發(fā)生變形，先焊接型鋼焊縫與立桿覆蓋部分鋼板的角焊縫，最后焊接鋼板對接焊縫。應(yīng)逐步焊接，以減少焊接變形。對接焊側(cè)板和端板時，通常先對短焊縫操作，再對長焊縫操作，并適度預(yù)留一定膨脹量。鋼板和立筋的間斷焊接應(yīng)在拉完線后按設(shè)計要求進行，保證焊接長度和間隔均勻。四是鋼結(jié)構(gòu)爐底板的焊接變形控制：采用臨時加固，即在距兩爐底板對接焊縫100 mm處垂直焊縫的焊接方向加設(shè)角鋼，焊接后拆除。橫向焊縫在爐底板布置時，應(yīng)盡可能將所有焊縫分布到槽鋼梁上，從外側(cè)看不到橫向焊縫。焊接方法采用小電流后退焊。在施工操作中，在預(yù)制操作中點焊操作爐壁板，全部找正輻射室以后加固焊接。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 爐體鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制

在對爐鋼結(jié)構(gòu)開展操作時，對立柱距離與垂直度嚴控。反之，則會增加安裝輻射襯里與流段模塊的實際難度。結(jié)合施工圖紙與設(shè)計特點，通常吊裝操作爐體鋼結(jié)構(gòu)片材方法是順延輻射段方向預(yù)制爐體。根據(jù)真實狀況預(yù)制高度，保持30米最佳距離，之后逐塊進行吊裝操作。這一方法優(yōu)勢為基于地面結(jié)構(gòu)對爐墻進行焊接與組裝，有效節(jié)省了高空操作流程，一定程度提高了施工水平。結(jié)合施工經(jīng)驗，嚴控施工操作程序[3]。首先，一般在裂解爐內(nèi)設(shè)置一個對流段，共同使用兩個輻射段。因此，在輻射段結(jié)構(gòu)施工過程中，對兩個輻射段之間結(jié)構(gòu)標高有效控制。其次，在對流段以及框架結(jié)構(gòu)兩端安裝之前，對輻射段頂部和對流段進行檢查，明確平面標高，采用在輻射段立柱頂部加焊墊板的方法，保持對流段支撐平面。施工選擇相同標高，保證中心線和爐子中心線高度統(tǒng)一，為安裝流段模塊創(chuàng)造最佳環(huán)境。最后，在結(jié)構(gòu)施工中，控制質(zhì)量關(guān)鍵點是立柱距離、垂直度和爐壁板焊接情況。

3.2 爐膛襯里質(zhì)量控制要點

裂解爐爐襯實際包含輻射段澆注材料、爐墻、爐頂與過渡段形成的爐襯施工。爐墻內(nèi)襯一般有兩種：爐底耐火磚和爐頂陶瓷纖維模塊。應(yīng)用澆注材料之前結(jié)合設(shè)計標準開展物理功能試驗。陶瓷纖維模塊通常由制造商設(shè)計。在施工操作中，認真結(jié)合設(shè)計圖紙全面檢查不同零部件，并嚴控模塊的型號與規(guī)格，對操作溫度嚴格區(qū)分，避免在應(yīng)用中發(fā)生錯誤。保證陶瓷纖維組件擁有平整的襯里，緊密連接組件，避免發(fā)生氣竄和裂紋[4]。耐火磚應(yīng)根據(jù)磚厚度和長度分類。若磚的尺寸誤差難以符合磚縫設(shè)計要求，應(yīng)妥善處置。選磚過程中，避免磚的尺寸產(chǎn)生誤差，進一步達到磚縫施工標準。各種磚不能混在一起，它們必須按正確的數(shù)目擺放。精確測量爐子中心線與主標高控制線。在開展砌體操作之前，對布置砌體尺寸認真檢查。逐步提升爐子的凈尺寸，并精確測量與調(diào)節(jié)建筑物。保持橫平豎直設(shè)置粘結(jié)縫，提供飽滿牢固的水泥。選擇伸縮縫應(yīng)盡可能避開砌體應(yīng)力位置，明確爐體骨架與孔洞，并逐步提升伸縮縫的順直水平。

在爐襯操作之前安裝爐門、防火門、防爆門等。在這一施工中應(yīng)開展全面維護操作，采取全面的防雨手段，尤其是爐頂操作。由于輻射段出口管緊密聯(lián)系急冷換熱器，該處屬于十分關(guān)鍵的開口區(qū)域，防止襯里在施工中發(fā)生潮濕，縮短其應(yīng)用時間。此外，統(tǒng)一安裝襯里施工和燃燒設(shè)備，提升施工水平。

3.3 化學清洗與其它系統(tǒng)的隔離

裂解系統(tǒng)形成的高壓蒸汽順利傳輸至高壓蒸汽管網(wǎng)，為驅(qū)動渦輪機或其他系統(tǒng)提供動力。若在設(shè)備與管道過程中出現(xiàn)雜質(zhì)，產(chǎn)生嚴重不良影響，如影響測量設(shè)備精確度、威脅蒸汽質(zhì)量、縮短使用葉片時間等，因此清洗分解爐和鍋爐給水系統(tǒng)質(zhì)量 尤為關(guān)鍵。對安裝回路清洗操作時，必須防止誤洗循環(huán)系統(tǒng)，降低泄漏概率，拆除與清洗沒有關(guān)系的設(shè)備，科學使用盲板封閉。如果需要拆卸零件，必須經(jīng)有關(guān)各方批準。妥善保管拆卸的零部件，做好密封工作，安排專人管理編號。對化學清洗牽涉的全部設(shè)備、管道等整體檢查，由于大多數(shù)清洗管道體現(xiàn)出高壓特點。施工單位必須提前制定方案，提前預(yù)留口位，清理之后認真開展焊接封閉，提升管道的清潔度。綜合分析，化學清洗給水系統(tǒng)有利于及時隔離其他系統(tǒng)，避免清洗液嚴重侵蝕其他管道。

4 結(jié)語

伴隨著石化裝置的迅速發(fā)展以及逐步提升的乙烯裝置裂解爐生產(chǎn)水平，根據(jù)工程情況、現(xiàn)場因素和供貨特點決定采取哪一種施工方法，并對其不斷優(yōu)化，在發(fā)展過程中表現(xiàn)出模塊化和機械化特點。為達到項目操作的高效、環(huán)保目標，應(yīng)對施工質(zhì)量嚴格控制。