凈化廠加氫進料燃燒爐耐火襯里改造

劉良貴

摘 ?要：加氫進料燃燒爐是天然氣凈化廠的關鍵設備，對天然氣凈化效果產生直接影響，本文圍繞某凈化廠加氫進料燃燒爐運行期間產生的高溫和超溫問題展開論述，介紹凈化廠加氫進料燃燒爐結構及襯里形式，深入探究加氫進料燃燒爐使用現狀及出現問題的具體原因，提出加氫進料燃燒爐耐火襯里改造措施，以期為相關行業研究人員提供參考。

關鍵詞：天然氣凈化廠;加氫進料燃燒爐;耐火襯里;改造

引言：

天然氣凈化廠配備脫硫裝置、硫磺回收裝置、氣體處理裝置等，其中氣體處理環節，需要通過加氫燃燒對氣體進行還原處理，加氫進料燃燒爐作為氣體還原反應的主要載體，其加熱效果和設備運行的穩定性對氣體處理起到重要的影響作用，要求凈化廠技術人員對加氫進料燃燒爐運行情況進行密切監控，通過科學技術的創新應用，改善加氫進料燃燒爐耐火襯里超溫現象。

一、凈化廠加氫進料燃燒爐構成

天然氣凈化廠加氫進料燃燒爐一般呈圓筒狀，內襯為耐火材料，由設備殼體、封頭、加氫反應器、管口、法蘭等部分組成，在設備運行期間，利用內部熱量傳遞效應，向加氫反應器中輸送還原氣體，加速氣體還原反應的生成。加氫進料燃燒爐整體結構以碳鋼材質制成，具體設計與制造標準符合國家要求，設備內部襯里以加熱裝置為核心，天然氣進入到燃燒爐中，與空氣進行混合，從而發生燃燒反應，尾氣隨著氣流方向進入加氫反應器中，通過熱量的傳遞，促使氣體發生還原反應。

二、加氫進料燃燒爐在凈化廠實際使用現狀及原因

該天然氣凈化廠運行期間，加氫進料燃燒爐使用初期，發現燃燒爐運行異常，存在超溫情況，技術人員在設備停止運行時，對該廠的加氫進料燃燒爐進行檢查，發現燃燒爐前部襯里在高溫作用下，出現損壞、破裂和部分脫落現象，導致加氫進料燃燒爐襯里失效，燃燒爐外部殼體出現高溫現象，內外溫度差較大，爐內具備位置出現運行振動現象，對凈化廠作業設備的安全運行產生影響。

技術人員通過對加氫進料燃燒爐運行期間產生的異?，F象分析，將燃燒爐襯里損壞的具體原因歸結如下：一是在設備運行過程中，該設備單元需要頻繁進行停開作業，燃燒爐襯里出現膨脹收縮，長此以往，造成設備襯里損壞;二是加氫進料燃燒爐內部襯里材料綜合性能不達標，對設備高溫環境出現不耐受情況，整體抗震、抗熱、穩定性能較差，頻繁停開作業后，材料質地呈現疏松、脫落現象;三是襯里結構密閉性不強，隔熱磚與耐火磚結構設計不嚴謹，高溫煙氣竄入爐內，造成燃燒爐外壁超溫，影響設備安全運行;四是燃燒爐襯里關鍵節點失效，折流環、觀火孔、膨脹縫等部位失靈，致使燃燒爐內外溫度差距增大，影響燃燒爐運行的穩定性。

三、凈化廠加氫進料燃燒爐耐火襯里改造措施分析

（一）襯里改造方案分析

天然氣凈化效果與凈化廠氣體凈化、處理設備運行質量存在直接關系，其中加氫進料燃燒爐作為天然氣凈化廠的核心設備，其運行效果又與設備內部襯里材料的綜合性能及設計結構有關，為保證凈化廠相關作業設備安全運行，要求技術人員對凈化廠內加氫進料燃燒爐襯里結構進行改造與優化設計，采取專業技術手段，結合加氫進料燃燒爐襯里故障或損壞的現象和具體原因，對設備襯里材料性能進行實驗測試，將測試結果作為襯里改造工作的參考依據。

加氫進料燃燒爐襯里改造工作開展期間，襯里零件結構設計是關鍵，技術人員通過精密的檢測和分析，決定對加氫進料燃燒爐內部襯里進行全面改造，采取具體問題具體分析的方式，提升設備襯里材料的綜合使用性能，改造襯里結構，主要針觀火孔、折流環、膨脹縫等部位，降低高溫環境下，加氫進料燃燒爐襯里的內外溫度，確保溫度恒定，進一步提高加氫進料燃燒爐運行的穩定性和安全性，實現對加氫進料燃燒爐運行狀態的有效控制。

（二）關鍵技術改造要點

1.科學選擇基礎材料

凈化廠加氫進料燃燒爐的正常運行，離不開性能穩定的襯里材料，技術人員進行設備襯里改造期間，要科學選擇基礎材料，通過增加錨固釘的方式，對襯里基礎料進行加固處理。由于襯里內部基礎料為輕質材料，整體密度較小且表面氣孔大，在加氫進料燃燒爐運行期間，襯里在高溫環境下，發生振動效應，若不對襯里材料進行錨固處理，極易出現材料支撐斷裂情況，對襯里結構的穩定性和整體支撐能力產生不良影響。在對襯里基礎材料進行錨固后，需要通過技術手段，對襯里進行調整和定型，將澆筑料附著在錨固釘上，沿設備內部進行定點敷設，為保證加氫進料燃燒爐外部筒體結構不變形，在內部結構中要增加耐火磚，在燃燒爐頸部適當位置設置觀火孔，利用專業測量儀器，測量襯里段內圓心位置，一旦發生圓心偏移情況，必須及時進行打磨調整。襯里結構底部需涂刷防腐材料，確保錨固釘在長期使用狀態下，不會發生銹蝕現象，起到保護筒體結構和襯里結構的作用。

2.優化襯里結構

加氫進料燃燒爐襯里改造期間，耐火磚需按照標準耐火等級進行選材，選用剛玉莫來石磚進行防火結構搭建，襯里結構采用三層砌筑模式，同時解決耐火磚性能不佳和高溫煙氣竄入問題。

針對襯里結構中的觀火孔改造，技術人員在觀火孔與隔熱層之間增設剛玉管，在入口處采用單獨澆筑結構，緩解設備內部高溫對襯里結構產生的沖擊效果，防止觀火孔結構斷裂、膨脹收縮或出現振動縫隙，通過高溫澆筑，使得加氫進料燃燒爐襯里結構一體成型，提高隔熱性能和耐溫強度，提高觀火孔與耐火磚縫之間的貼合度。

針對襯里折流環結構改造，以重質磚為基礎材料，增加折流環耐火磚軸向尺寸，以內嵌的方式將折流環嵌入加氫進料燃燒爐耐火磚內部，防止結構發生位移，避免因頻繁開停工造成的折流環伸縮形變。

針對襯里膨脹縫結構改造，采用特定的磚型結構，增加折縫、伸縮縫，保證加氫進料燃燒爐內部基本形狀，提高設備襯里磚體結構的穩定性和牢固度。

針對加氫進料燃燒爐爐頸處，采用凹凸結構進行改造，襯里平面向法蘭平面內凹5mm，中間利用厚度為25mm的陶纖毯進行密封處理，防止法蘭螺栓松動。

高溫狀況下，技術人員要充分考慮加氫進料燃燒爐襯里結構的縫隙問題，將爐內耐火磚向法蘭平面進行凸起設計，凸起高度為5mm，將加氫進料燃燒爐中氣體反應裝置內襯平面向法蘭平面內凹15mm，在設備運行期間，有效防止高溫煙氣竄入，提高襯里結構的密閉性，改善加氫進料燃燒爐的使用性能，確保天然氣凈化廠設備安全穩定運行。

結束語：

綜上所述，天然氣凈化廠在進行氣體凈化與處理作業時，利用到加氫進料燃燒爐進行尾氣處理工作，由于氣體處理期間產生高熱量，易造成設備襯里損壞，技術人員需要采用專業的改造技術，對加氫進料燃燒爐襯里結構進行優化，提高設備整體運行效果，有效避免設備襯里的損壞和失效，保證良好的尾氣處理效果。

參考文獻

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