乙烯装置裂解炉施工质量控制分析

2019-12-19吴海涛

商品与质量 2019年7期

吴海涛

中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳 471000

近些年来，中国经济增长水平较高，我国正在迅速发展乙烯工业，国内出现了大量的乙烯装置，相应提高了乙烯产能。在这一装置中裂解炉是重要设备，主要功能是通过加热气化各种原材料形成裂解气，再凭借精馏、加氢等操作技术，为下游设备提供原料。可以发现，要想提升生产乙烯的操作水平需要全面把握运行裂解炉的稳定性，同时注意控制操作负荷与运行周期，所以，迫切需要妥善解决裂解炉设备操作问题。

1 工艺结构

裂解炉具体包括辐射与对流段。辅助设备包括急冷锅炉汽包、燃烧器等。工艺流程如下：在辐射段发生乙烯与丙烯的裂解反应，当裂解气脱离辐射段之后快速在急冷炉内部发生冷却。并通过这一设备有效回收大多数废热，有效促进裂解反应的结束，减少二次反应产生的损失。同时，对热量大规模回收，形成饱和的高压蒸汽，通过汽包对高压蒸汽有效收集，从而对原材料、锅炉给水等进行加热操作[1]。

2 施工技术

裂解炉是乙烯装置的标志,是装置开车的龙头，也是装置的核心设备。其生产工艺具有高温、高压，介质易燃、易爆的特点。裂解炉的施工质量直接关系着乙烯装置能否按计划顺利开车、达到工程预期目标的关键所在，因此需要对施工技术整体分析。

2.1 吊装操作

2.1 .1塔吊基础

DBQ1000型塔式起重机是一种具有自行轨道的塔式起重机。地基需要特殊处理后，方可铺设轨道。地基处理由两部分组成：下层为碎石垫层，上部为矿渣表面。

2.1 .2汽包及废热锅炉吊装

将2个锅筒科学安装在炉顶平台上，其中余热锅炉重量共计15t，每15t起升绳扣选用2根钢丝绳，卡成2套进行起升。科学调整起重机的操作半径，设计额定载荷是50t，可以将起重机直接吊装就位。

2.2 裂解炉施工

两座裂解炉的钢结构设计高度为35720mm，由44根柱子组成。炉体钢结构梁选择H型钢。通过强度较高的螺栓形成刚性连接，共同产生铰链。结合施工环境特点，根据施工工期安排、安装炉管设备以及炉体设计需求，将渣罐之间上部分的钢结构科学划分为两段。在预制场板框对钢结构进行预制，向安装现场运输，这项技术操作复杂，施工难度大。钢结构预制几何尺寸的精确控制，连接梁柱高强度螺栓、梁间单剪或双剪连接板的匹配钻孔、焊接和焊接变形控制是保证结构整体尺寸和顺利安装的关键。钢结构主要分为上下两部分。分片材和框架的预制质量直接影响下道工序的安装[2]。

一是钢结构施工方法，可以合理划分钢结构整体分为预制与安装。二是安装辐射室、对流室侧板、端板实际方法。具体如下：安装在地面预制钢结构框架或板上，并在其上焊接保温钉。地面、侧板、端板与钢结构框架或板同步安装。在地面综合预制安装侧板与端板，采用保温钉实施焊接之后开展安装。由于裂解炉安装过程中极易出现焊接与吊装变形问题，需要高度关注施工问题。预制前应将型钢和立筋调直，钢板应平整，以保证组焊质量，控制变形。钢板开孔应采用机械方法，钢板切割应考虑焊接收缩。三是为避免焊接过程中发生变形，先焊接型钢焊缝与立杆覆盖部分钢板的角焊缝，最后焊接钢板对接焊缝。应逐步焊接，以减少焊接变形。对接焊侧板和端板时，通常先对短焊缝操作，再对长焊缝操作，并适度预留一定膨胀量。钢板和立筋的间断焊接应在拉完线后按设计要求进行，保证焊接长度和间隔均匀。四是钢结构炉底板的焊接变形控制：采用临时加固，即在距两炉底板对接焊缝100 mm处垂直焊缝的焊接方向加设角钢，焊接后拆除。横向焊缝在炉底板布置时，应尽可能将所有焊缝分布到槽钢梁上，从外侧看不到横向焊缝。焊接方法采用小电流后退焊。在施工操作中，在预制操作中点焊操作炉壁板，全部找正辐射室以后加固焊接。

3 施工质量控制

3.1 炉体钢结构质量控制

在对炉钢结构开展操作时，对立柱距离与垂直度严控。反之，则会增加安装辐射衬里与流段模块的实际难度。结合施工图纸与设计特点，通常吊装操作炉体钢结构片材方法是顺延辐射段方向预制炉体。根据真实状况预制高度，保持30米最佳距离，之后逐块进行吊装操作。这一方法优势为基于地面结构对炉墙进行焊接与组装，有效节省了高空操作流程，一定程度提高了施工水平。结合施工经验，严控施工操作程序[3]。首先，一般在裂解炉内设置一个对流段，共同使用两个辐射段。因此，在辐射段结构施工过程中，对两个辐射段之间结构标高有效控制。其次，在对流段以及框架结构两端安装之前，对辐射段顶部和对流段进行检查，明确平面标高，采用在辐射段立柱顶部加焊垫板的方法，保持对流段支撑平面。施工选择相同标高，保证中心线和炉子中心线高度统一，为安装流段模块创造最佳环境。最后，在结构施工中，控制质量关键点是立柱距离、垂直度和炉壁板焊接情况。

3.2 炉膛衬里质量控制要点

裂解炉炉衬实际包含辐射段浇注材料、炉墙、炉顶与过渡段形成的炉衬施工。炉墙内衬一般有两种：炉底耐火砖和炉顶陶瓷纤维模块。应用浇注材料之前结合设计标准开展物理功能试验。陶瓷纤维模块通常由制造商设计。在施工操作中，认真结合设计图纸全面检查不同零部件，并严控模块的型号与规格，对操作温度严格区分，避免在应用中发生错误。保证陶瓷纤维组件拥有平整的衬里，紧密连接组件，避免发生气窜和裂纹[4]。耐火砖应根据砖厚度和长度分类。若砖的尺寸误差难以符合砖缝设计要求，应妥善处置。选砖过程中，避免砖的尺寸产生误差，进一步达到砖缝施工标准。各种砖不能混在一起，它们必须按正确的数目摆放。精确测量炉子中心线与主标高控制线。在开展砌体操作之前，对布置砌体尺寸认真检查。逐步提升炉子的净尺寸，并精确测量与调节建筑物。保持横平竖直设置粘结缝，提供饱满牢固的水泥。选择伸缩缝应尽可能避开砌体应力位置，明确炉体骨架与孔洞，并逐步提升伸缩缝的顺直水平。

在炉衬操作之前安装炉门、防火门、防爆门等。在这一施工中应开展全面维护操作，采取全面的防雨手段，尤其是炉顶操作。由于辐射段出口管紧密联系急冷换热器，该处属于十分关键的开口区域，防止衬里在施工中发生潮湿，缩短其应用时间。此外，统一安装衬里施工和燃烧设备，提升施工水平。

3.3 化学清洗与其它系统的隔离

裂解系统形成的高压蒸汽顺利传输至高压蒸汽管网，为驱动涡轮机或其他系统提供动力。若在设备与管道过程中出现杂质，产生严重不良影响，如影响测量设备精确度、威胁蒸汽质量、缩短使用叶片时间等，因此清洗分解炉和锅炉给水系统质量尤为关键。对安装回路清洗操作时，必须防止误洗循环系统，降低泄漏概率，拆除与清洗没有关系的设备，科学使用盲板封闭。如果需要拆卸零件，必须经有关各方批准。妥善保管拆卸的零部件，做好密封工作，安排专人管理编号。对化学清洗牵涉的全部设备、管道等整体检查，由于大多数清洗管道体现出高压特点。施工单位必须提前制定方案，提前预留口位，清理之后认真开展焊接封闭，提升管道的清洁度。综合分析，化学清洗给水系统有利于及时隔离其他系统，避免清洗液严重侵蚀其他管道。