炼油加热炉炉衬的回顾与展望——学习SH ／T 3036等炼油行业加热炉标准的体会 工业炉石油化工设备技术,2005,26(6)?17?I~~trOChemicalEquipmentTechnology 炼油加热炉炉衬的回顾与展望
学习SH/T3036等炼油行业加热炉标准的体会
李文辉
(中国石化7--程建设公司，北京100101)
摘要：回顾了国内炼油加热炉炉衬材料和结构的发展概况及存在问题，阐述了新发布的SH/T3036 等加热炉规范和相关标准中关于炉衬材料，结构设计等方面的规定.为了防止炉衬早期损坏，特别是防止炉
壁板和锚固件根部露点腐蚀，保证炉衬长期使用寿命，提出了在炉衬的材料选择，结构设计，检验，施工和运 行管理等各个环节需要注意的事项和应该采取的措施.
关键词：炉衬；耐火隔热材料；含硫燃料；露点腐蚀
中图分类号:TE963文献标识码:B文章编号:1006—8805(2005)06—001705
1炉衬结构
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炼油加热炉常用的炉衬结构有三种：砖结构,
1.1砖结构
砖结构是最早使用的炉衬结构，一般由耐火
和隔热双层甚至多层组成，其结构分为砌砖，挂
砖，吊砖和拉砖等四种.2O世纪6O年代以前建
造的方箱炉，斜顶炉和立式炉，立墙都采用承重式
砌筑砖结构或挂砖结构，炉顶采用吊砖结构.挂
砖和吊砖结构由于结构复杂，施工难度大和施工
周期长，现已不再采用，但砌砖和拉砖结构仍广泛
采用.
砌砖结构特别适用于独立火墙和圆筒炉辐射
室立墙.独立火墙用来隔开辐射室，一般采用自
承重式砌筑结构.现代双面辐射的加氢炉，焦化
炉和四合一连续重整炉等大型化的加热炉上都广泛采用独立火墙.圆筒炉辐射室立墙一般采用分段承重式砌筑结构.由于圆筒形砌体能啮合耐火砖，自身稳定性很好，其结构十分简单，施工方便, 使用寿命也长，因此圆筒炉辐射室立墙至今仍大量采用这种结构.另外，所有管式炉的炉底，一般
都在衬里之上干砌一层厚65ram的隔热耐火砖. 拉砖结构适用于平面炉墙.牵拉至钢结构上
的砖数应不少于总砖数的159/6.对于大面积的
平面高墙，还应采用分段承重结构.现代双面辐
射的焦化炉，重整炉和加氢炉等，受火焰冲刷的墙面一般都采用由炉底承重的拉砖矮墙，通常墙高2～3m.
1.2衬里结构
浇注料或可塑料通过喷涂，捣制或涂抹等施
工成形的炉衬，通常称为衬里.浇注料衬里结构
自2O世纪6O年代开始用于国内炼油加热炉. 当时由北京石油设计院牵头，组织了国家建
研院，冶金建研院和相关施工单位等，参照从革命后的古巴获得的有关矾士水泥：陶粒：蛭石一
1:2:4浇注料衬里的技术信息，进行配方和施工
的详细研究，从试验室到工业化试验，最终在炼油加热炉上推广使用.这种衬里在国内使用过程中，有两个问题一直未能很好解决：一是蛭石的二次膨胀；二是施工时的水灰比失控.这些问题常
常造成衬里开裂甚至脱落.因此自2O世纪9o年
代以来，国内已较少使用(但国外至今仍广泛使
玻璃防指纹油
用).国内目前使用的浇注料，配方大都是制造厂
商和研究单位新开发的，存在的问题是配方保密,
品种繁多，良莠不齐，各家有成功的业绩，也都有
失败的劣绩，急需出台有关隔热耐火浇注料的权
威性标准来保证其良好的长期使用性能，统一控
收稿日期:2005053O.
作者简介：李文辉(1940一)，男，四川泸州人.1964年毕业
于四川石油学院炼厂机械专业现在中国石化工程建设公司从事炼油厂管式加热炉设计工作，高级工程师.已发表科技论文19篇
石油化工设备技术
制其理化指标.ASTMC4Ol《Standardclassifi—cationofaluminaandalumina—ailicatetastable refractories))规定5h烧后永久线收缩不大于
1.5的温度为浇注料的分类温度，而API560又
规定了炉衬计算最高热面温度应比此温度至少低165℃，再加上施工过程规范化等措施，就能够保
pam加药证使用中不致于出现太大的裂缝或剥落现象.
内近几年来新开发的炉衬材料，本文将其归类为
衬里的一种，它兼有浇注料透气度低和陶瓷纤维
热导率小的优点.最早用于苏丹炼油厂的加热炉
上，那里天气干热，陶纤可塑料使用效果较好.用
到国内时，遇到潮湿低温天气，便出现不收汗，常
温强度低等问题.后经改进成促凝型，使用效果
尚可.目前已在双面辐射的焦化炉，加氢炉和制
氢炉上使用.由于使用时间不长，是否潜在重大
缺陷目前还难以作出定论.例如，对于直接影响
炉壁钢板和锚固件根部露点腐蚀的透气度指标, 就还需与浇注料做试验对比，才能得出比较客观的结论.又例如，目前SH/T3128--2002《一般
炼油装置火焰加热炉陶瓷纤维衬里》标准中规定的陶纤可塑料加热永久线变化的值可能偏大，容易产生较大的裂缝，有待进一步改善，等等体育场馆椅
表1为烧注料，陶纤可塑料和陶纤模块透气
度对比试验的一个例子，试验是由冶金工业工程质量监督总站检测中心按GB/T3OOO—l999《耐火制品透气度试验方法》检测的.从表1的数据看，陶纤可塑料的透气度与体积密度700kg/m.
的浇注料相当，而陶纤模块透气度是陶纤可塑料的5～6倍.也就是说，含氧化硫的烟气穿过炉衬
造成炉壁板和锚固件露点腐蚀的可能性，陶纤可塑料和浇注料差不多，而陶纤模块是它们的5～6倍. 表1三种耐火材料的透气度试验结果
检验平均值×10
检验检验
项目条件陶纤浇注料密度陶纤检验标准
可塑料700kg/m.模块
透气度/110℃×
1.611.7810.ZG13/T3OOO19gg
24h
透气度/8l5℃×
2.622.561
3.1GB/T3OOO一1999
6h
衬里结构特别适用于形状复杂的部位.现代
各种管式炉特别是具有大面积平面墙的立式炉和箱式炉都广泛采用衬里结构.其中，浇注料衬里
可用于辐射室，对流室，烟道和烟囱；陶纤可塑料
衬里目前仅用于辐射室炉顶和侧墙.
1.3陶瓷纤维结构
陶瓷纤维结构分为平铺毡，毯，模块(折叠块)
和喷涂纤维等.2O世纪70年代末，国内开始研
北京德科岛金
制和开发,80年代开始广泛使用平铺毡，毯和模
块结构.9O年代中期从国外引进纤维喷涂机具, 由此出现了喷涂陶瓷纤维炉衬结构.由于喷涂陶瓷纤维具有无接缝，整体性好，施工方便等优点, 很快得到推广.但是，陶瓷纤维对人体健康有较
大危害，按欧洲标准属二类致癌物质，而喷涂纤维的挥飞物对人体危害最大，因此新编制的SH/T 3128--2002标准中已不列入喷涂陶瓷纤维结构, 也就是说，不再推荐使用喷涂陶瓷纤维
陶瓷纤维结构适用于辐射室侧墙，炉顶和不
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设置吹灰器的对流室，其他部位并不宜采用.国
外一些大公司还规定烧油的加热炉不准使用陶瓷纤维炉衬，理由是即使采取阻隔措施避免了炉壁板和锚固件根部露点腐蚀，但烧油加热炉炉管会结盐结垢，停工时需要水洗或化学清洗炉管外表面，这会损坏陶瓷纤维炉衬.
由于陶瓷纤维炉衬具有热容量小，热导率低
等优点，在节能呼声很高的20世纪8O年代,9O 年代得以迅速推广.但是，对陶瓷纤维结构存在
的问题，特别是其透气性强，易产生炉壁板和锚固件根部露点腐蚀，一直认识不足.近年来燃料中
的硫含量增加，而燃料脱硫又未得到足够的重视,
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