乙烯裝置裂解爐施工質量控制分析

吳海濤

中國石油天然氣第一建設有限公司 河南洛陽 471000

近些年來，中國經濟增長水平較高，我國正在迅速發展乙烯工業，國內出現了大量的乙烯裝置，相應提高了乙烯產能。在這一裝置中裂解爐是重要設備，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，為下游設備提供原料。可以發現，要想提升生產乙烯的操作水平需要全面把握運行裂解爐的穩定性，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備操作問題。

1 工藝結構

裂解爐具體包括輻射與對流段。輔助設備包括急冷鍋爐汽包、燃燒器等。工藝流程如下：在輻射段發生乙烯與丙烯的裂解反應，當裂解氣脫離輻射段之后快速在急冷爐內部發生冷卻。并通過這一設備有效回收大多數廢熱，有效促進裂解反應的結束，減少二次反應產生的損失。同時，對熱量大規模回收，形成飽和的高壓蒸汽，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

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

2.1 吊裝操作

2.1 .1塔吊基礎

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。科學調整起重機的操作半徑，設計額定載荷是50t，可以將起重機直接吊裝就位。

2.2 裂解爐施工

兩座裂解爐的鋼結構設計高度為35720mm，由44根柱子組成。爐體鋼結構梁選擇H型鋼。通過強度較高的螺栓形成剛性連接，共同產生鉸鏈。結合施工環境特點，根據施工工期安排、安裝爐管設備以及爐體設計需求，將渣罐之間上部分的鋼結構科學劃分為兩段。在預制場板框對鋼結構進行預制，向安裝現場運輸，這項技術操作復雜，施工難度大。鋼結構預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構整體尺寸和順利安裝的關鍵。鋼結構主要分為上下兩部分。分片材和框架的預制質量直接影響下道工序的安裝[2]。

一是鋼結構施工方法，可以合理劃分鋼結構整體分為預制與安裝。二是安裝輻射室、對流室側板、端板實際方法。具體如下：安裝在地面預制鋼結構框架或板上，并在其上焊接保溫釘。地面、側板、端板與鋼結構框架或板同步安裝。在地面綜合預制安裝側板與端板，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焊接與吊裝變形問題，需要高度關注施工問題。預制前應將型鋼和立筋調直，鋼板應平整，以保證組焊質量，控制變形。鋼板開孔應采用機械方法，鋼板切割應考慮焊接收縮。三是為避免焊接過程中發生變形，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。應逐步焊接，以減少焊接變形。對接焊側板和端板時，通常先對短焊縫操作，再對長焊縫操作，并適度預留一定膨脹量。鋼板和立筋的間斷焊接應在拉完線后按設計要求進行，保證焊接長度和間隔均勻。四是鋼結構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角鋼，焊接后拆除。橫向焊縫在爐底板布置時，應盡可能將所有焊縫分布到槽鋼梁上，從外側看不到橫向焊縫。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 施工質量控制

3.1 爐體鋼結構質量控制

在對爐鋼結構開展操作時，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。結合施工圖紙與設計特點，通常吊裝操作爐體鋼結構片材方法是順延輻射段方向預制爐體。根據真實狀況預制高度，保持30米最佳距離，之后逐塊進行吊裝操作。這一方法優勢為基于地面結構對爐墻進行焊接與組裝，有效節省了高空操作流程，一定程度提高了施工水平。結合施工經驗，嚴控施工操作程序[3]。首先，一般在裂解爐內設置一個對流段，共同使用兩個輻射段。因此，在輻射段結構施工過程中，對兩個輻射段之間結構標高有效控制。其次，在對流段以及框架結構兩端安裝之前，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一，為安裝流段模塊創造最佳環境。最后，在結構施工中，控制質量關鍵點是立柱距離、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。爐墻內襯一般有兩種：爐底耐火磚和爐頂陶瓷纖維模塊。應用澆注材料之前結合設計標準開展物理功能試驗。陶瓷纖維模塊通常由制造商設計。在施工操作中，認真結合設計圖紙全面檢查不同零部件，并嚴控模塊的型號與規格，對操作溫度嚴格區分，避免在應用中發生錯誤。保證陶瓷纖維組件擁有平整的襯里，緊密連接組件，避免發生氣竄和裂紋[4]。耐火磚應根據磚厚度和長度分類。若磚的尺寸誤差難以符合磚縫設計要求，應妥善處置。選磚過程中，避免磚的尺寸產生誤差，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，并精確測量與調節建筑物。保持橫平豎直設置粘結縫，提供飽滿牢固的水泥。選擇伸縮縫應盡可能避開砌體應力位置，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系急冷換熱器，該處屬于十分關鍵的開口區域，防止襯里在施工中發生潮濕，縮短其應用時間。此外，統一安裝襯里施工和燃燒設備，提升施工水平。

3.3 化學清洗與其它系統的隔離

裂解系統形成的高壓蒸汽順利傳輸至高壓蒸汽管網，為驅動渦輪機或其他系統提供動力。若在設備與管道過程中出現雜質，產生嚴重不良影響，如影響測量設備精確度、威脅蒸汽質量、縮短使用葉片時間等，因此清洗分解爐和鍋爐給水系統質量 尤為關鍵。對安裝回路清洗操作時，必須防止誤洗循環系統，降低泄漏概率，拆除與清洗沒有關系的設備，科學使用盲板封閉。如果需要拆卸零件，必須經有關各方批準。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備、管道等整體檢查，由于大多數清洗管道體現出高壓特點。施工單位必須提前制定方案，提前預留口位，清理之后認真開展焊接封閉，提升管道的清潔度。綜合分析，化學清洗給水系統有利于及時隔離其他系統，避免清洗液嚴重侵蝕其他管道。

4 結語

伴隨著石化裝置的迅速發展以及逐步提升的乙烯裝置裂解爐生產水平，根據工程情況、現場因素和供貨特點決定采取哪一種施工方法，并對其不斷優化，在發展過程中表現出模塊化和機械化特點。為達到項目操作的高效、環保目標，應對施工質量嚴格控制。