浅谈大型催化裂化装置两器衬里施工质量管控

刘光辉，赵君昌，何雪军，康浩

（浙江石油化工有限公司， 浙江 舟山 316200）

450万吨/年重油催化裂化装置是浙江石化重要的炼油加工装置，该装置反再部分采用UOP工艺，由中石化洛阳院详细设计，采用结构紧凑、易于操作和维护的并列式两器，即重叠布置的两个再生器与包含VSSSM快速分离技术和AF填料设计汽提段的热壁反应沉降器并列布置，形成高低并列的两器结构，再生器采用重叠式两段再生型式，两个再生器重叠布置。该装置两器（再生器和反应器）及附属设备操作条件较为苛刻，不仅要承受650-750℃的高温，还要抗高线速催化剂冲蚀。因此，衬里质量的好坏直接关系到催化装置能否安全、平稳及长周期运行。

1 两器衬里结构

再生器筒体、封头、斜管均采用单层隔热耐磨衬里料，锚固钉材质为S30408。反应沉降器采用热壁设计，汽提段采用AF填料设计无衬里结构，汽提段下部锥段设计为龟甲网单层高耐磨衬里，型号为LA，提升管及Y型段均为制造商在出厂前预制完成，具体见表1。

表1 两器各部位衬里型号及厚度

2 衬里施工步骤及常见质量问题分析

2.1 衬里施工步骤

单层隔热耐磨衬里施工采用支模浇注方法，一般从下往上逐段进行。龟甲网衬里采用手工捣打的施工方法，用橡胶锤或木槌一锤压半锤捣打密实。主要步骤如下：

设备验收及锚固钉安装验收→脚手架搭设→喷砂除锈→锚固钉戴塑料帽→模板架设及验收→衬里配比、搅拌、浇注→衬里养护→检查验收

2.2 常见质量问题分析

（1）设备验收不严格。如：锚固件安装问题造成衬里局部脱落，原因有锚固钉布置密度不够、锚固件材质、锚固件焊缝长度及焊脚高度等不符合要求，尤其是Ω锚固钉锤击检查一定要严格执行，要求每4m2抽查1个锚固钉，将其锤弯不断裂，只有严格验收标准才能保证锚固钉的锚固作用。

（2）配比不合适。如：作业人员为方便浇注作业或节约成本，刻意地多加兑水、少加钢纤维、搅拌不均匀，这样搅拌的浆料较稀、流动性好、浇注方便节约时间，但是这样操作会严重影响衬里的强度。

（3）振捣不合理。如振捣不均匀、插入深度不够或振捣过度造成衬里不实、空鼓、蜂窝气孔及浆液离析。

（4）特殊部位未支模整体浇注而采用手工捣打，造成衬里不密实，强度不够而脱落。这些特殊部位存在高线速、高冲刷磨损、空间狭小、仰面施工等情况。如：提升管Y型段、各斜管、斜管下料口与再生器相贯线、人孔与再生器相贯线、装卸孔与再生器相贯线等。

3 衬里施工的控制要点

3.1 专项施工方案的制定

衬里施工作为一个特殊的工序，在施工前需编写具体的施工方案，并核对图纸、规范标准，做到每个部位都有清晰的、准确的施工要求，防止用错材料或施工方法不正确，影响衬里施工质量。方案内容应包含设备验收、材料验收、机具准备、人员资格培训、喷砂除锈、支模、搅拌浇注、衬里养护等各个环节。方案确定后，施工方应严格按方案要求执行。

3.2 施工准备及施工要求

3.2.1 材料验收与防护

检查A/B/C/D级衬里料、锚固钉、钢纤维、龟甲网等材料的质量证明书；检查衬里料是否有结块成团现象，是否在有效使用期内；检查锚固钉、钢纤维、龟甲网尺寸是否符合图纸及规范要求，金属含量是否满足规范要求；检查该材料是否符合该部位的施工要求；各种衬里料需抽样送权威检测部门进行复检。材料到场后，应根据不同的材料种类，采取相应的防雨、防潮措施，加强材料在运输、库存中的保护，严禁使用变质和过期的材料。

3.2.2 锚固钉安装验收

锚固钉的焊接应按严格按设计院图纸布置焊接，间距及用量都应严格执行，如图1。锚固钉焊接要求应满足：（1）焊肉应饱满无咬肉现象；焊缝表面不允许有裂纹、气孔、夹渣、凹陷等缺陷；（2）锚固钉两侧焊缝长度≮25mm，焊脚高度≮6mm；（3）筒体、封头、过渡段及直径较大的开孔接管部位：一般衬里总厚度δ＞100mm时，间距a＝200mm。

图1

3.2.3 龟甲网安装验收

龟甲网在安装拼接时应满足规范要求，剪断时应采用断丝剪，严禁热切割。龟甲网的滚制方向与钢带长度方向应保持一致，其结扣不得断裂、脱扣，网格的大小均匀、卡扣的松紧及板条的平整度应满足要求。

3.2.4 施工要求

（1）水质及环境要求：衬里混凝土搅拌水中氯化物的含量应≤50mg/L，pH值宜为6.5-7.5。施工现场的环境温度宜为5～35℃，否则应采取保暖、降温措施。

（2）支模前，应逐一检查锚固钉是否弯曲，锚固钉端部是否安装特制塑料帽（塑料帽的作用是受热融化后给锚固件及衬里受热膨胀留出空间），内伸管应按规范要求进行包裹陶纤纸；支模后应对支模情况进行检查验收，保证模板接缝对齐、无错边、密封严密、牢固且满足衬里厚度要求。

（3）仔细核对施衬部分用料是否正确，将各部位使用骨料、水泥、钢纤维、水分配比进行量化，便于准确用料和现场监督；搅拌好的衬里料在30min中内使用完成，严禁二次加水使用。

（4）同环模板中，衬里混凝土应分层连续均匀浇注，并应在下层衬里混凝土初凝前将上层衬里混凝土浇注完毕，尤其在上层模板与下层模板的结合部位需用振捣器振捣到位，防止浇注不实或空鼓现象。

（5）浇注过程中，振捣棒应快插慢拔、不能漏振、不能过度振捣、不能发生离析现象。振捣时尽可能避免碰撞模板和定位件，防止爆模漏浆。每环模板预留50～100mm，并按要求做好与上层模板结合的梯形施工缝。

（6）各斜管、变径、人孔、装卸孔等特殊部位是衬里裂纹、脱落的高发部位，必须支模或支异形模进行浇注，且在施工时尽可能一次性浇注完成，不留施工缝，达到同标高筒体时需与其整体浇注，完成后圆滑过渡，以保证高线速、易磨损冲刷部位的衬里质量。

3.2.5 衬里养护

（1）衬里施工完成后，当模板表面开始发热时应对模板进行喷淋降温。在衬里强度能保证其表面及棱角不因拆模而受损坏时，可以进行拆模，拆模时注意不能伤及衬里表面，防止大力碰撞造成缺棱掉角。下部的承重模板必须在衬里强度达到设计强度的70%时，方可拆模。

（2）室外温度高于35℃时，拆模后应及时进行雾湿养护24h，时间间隔应根据实际环境温度控制在20-40分钟左右，然后再自然养护，时间≮48h；低于35℃时，采用自然通风养护。养护时，衬里表面不能积水，应用棉布擦干。

3.3 施工质量监督

成立衬里施工质量管控小组，由项目部、施工方、监理共同监督施工质量。对小组的每个成员进行明确分工，责任到人，真正做到各负其责。衬里施工前，项目部组织施工单位、监理单位对专业的施工方案进行全面讨论和改进，对管控小组全体成员进行专业化的技术培训，要求对衬里施工配比、搅拌、浇注、养护等各步骤进行全程监督并做好记录，保证衬里施工各个环节质量和进度可控。

4 结束语

通过装置运行的实际情况分析，目前两器筒体衬里温度在130～175℃，斜管衬里温度150～220℃，远低于设计允许温度，整个两器及斜管未出现一处热点，通过衬里施工的全过程管控，达到了预期效果，为装置长周期、安全、平稳运行奠定了坚实基础。当然，提高衬里的使用寿命，除了衬里施工的全过程质量管控，在前期衬里设计选型、烘衬是否严格按升温曲线进行，装置生产运行过程中精心平稳操作等各方面都要严格管控，才能保证大型催化裂化装置应对原料重质化、劣质化状态下的长周期运行。

◆参考文献

[1] 付春辉. 催化裂化装置衬里损坏情况分析与对策[J].石油化工设备技术，2010，31(5)：26-28.

[2] 雷永飞. 催化裂化装置衬里修理全过程质量控制[J].设备管理与维修，2013，(5)：25-27.

[3] SH3531-2003，隔热耐磨混凝土衬里技术规范[S].