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化工窯爐耐火保溫陶瓷纖維噴涂

發(fā)布時間：2011年7月11日   |   閱讀次數： 1358

耐火纖維噴涂技術是纖維施工機械化的一項新工藝 , 其實質是耐火纖維爐襯的第二代技術。該技術是使用纖維噴槍。粘合劑通過隔膜泵均勻地噴入纖維流 , 兩者混合直接噴涂到工作表面上 , 形成三維網絡狀制品結構。它克服了小塊耐火纖維氈、毯、折疊塊爐襯整體性差、接縫多、易定向收縮產生貫通縫、施工難度大、周期性長等缺點 , 有利于提高工業(yè)爐窯的熱效率 , 為企業(yè)節(jié)能增效提供了很好的途徑。

1 　耐火纖維噴涂技術的應用

1. 1 　應用范圍

耐火纖維噴涂技術適用于無固體物料直接與爐襯接觸、無顆粒氣流及燃氣流速≤ 20 m / s ( 若噴涂表面涂料可增強氣流沖刷化能力 ) 的各種工業(yè)爐窯的耐火襯里。另外 , 通過纖維原料的選用 , 塔、罐、容器等的外保溫也可以用噴涂法施工。

1. 2 　特點及優(yōu)越性

(1) 一次性噴涂所獲得的襯層整體無接縫 , 有效地避免了纖維制品在高溫下的定向收縮 , 消除了竄氣、露點腐蝕等對爐殼和錨固釘的危害 , 強化了密封、保溫和耐火性能 , 提高了工業(yè)爐窯的熱效率。

(2) 大大降低復雜異形面如球面、拐角、爐門及排煙管結合處等部位整體錨固的施工難度 , 提高了異形結合的密封性。噴涂施工方便、靈活 , 錨固釘用量少 , 且全部埋在纖維爐襯里 , 有效防止釘頭燒損、避免熱短路。

(3) 噴涂纖維襯層具有比平鋪氈、毯較低的導熱系數 , 比立鋪折疊塊有較好的熱強度 , 錨固件埋于噴涂層內不直接傳遞熱量 , 節(jié)能率達 15% ～ 30% , 襯層堅固 , 均勻而且平整 , 具有較強的抗侵蝕能力。

(4) 噴涂襯層經濟合理 , 可以根據工業(yè)爐工況采取多種纖維分層復合噴涂 , 有利于實現復合材料傳熱機理的溫度梯度分布 , 降低襯層材料的綜合造價。

(5) 耐火纖維噴涂速度比常規(guī)施工方法提高 4 倍 , 縮短了施工周期 , 尤其在搶修工程更具有優(yōu)勢。涂層結構內屬柔性材料 , 噴涂施工竣工后即可投入使用 , 減少近 80% 的烘爐時間。在石化行業(yè)現有的大量管式加熱爐的節(jié)能改造和搶修工程中更具有優(yōu)勢。其無需拆卸原爐管即可作全纖維爐襯 , 也可在原磚襯、澆注料爐襯表面噴涂含鋯耐火纖維表襯 , 保護了原有磚墻不受火焰直接沖刷 , 降低了磚墻界面溫度 , 提高了爐體的使用壽命。

2 　耐火纖維噴涂的質量控制

2. 1 　爐襯設計中應注意的問題

加熱爐正常運行時火焰的理論高度在 1 m 左右 , 但考慮到燃料及操作不當等因素的存在 , 致使火焰舔著襯里 , 造成局部超溫而影響襯里壽命和爐的熱效應。在爐膛設計溫度高于 1 000 ℃ 的爐內 , 距爐底 2 m 以下的爐墻襯里宜采用拉磚結構 ; 在爐膛內設計溫度低于 500 ℃ 的爐內 , 距爐底 2 m 以下的爐墻襯里宜采用高鋁纖維層。

對流段爐頂溫度低 , 易形成亞硫酸 (H 2 SO 3 ) ,H 2 SO 3 極易與耐火纖維的主要成分 Al 2 O 3 SiO 2 產生化學反應 , 使纖維斷裂、粉化。對流段爐頂部分的爐襯宜采用燒注料或磚結構。

2. 2 　噴涂原材料的質量控制

嚴格控制噴涂原材料的質量是保證成品優(yōu)質的前提。噴涂用纖維原材料要求纖維直徑 24 cm , 絲長 80 100 mm , 渣球含量≤ 8%

巖棉價格便宜 , 在保溫、隔熱上具有良好的性能 , 工作溫度在 - 268 ～ 700 ℃之間 , 可用于連續(xù)工作溫度在 600 ℃ 以下的爐窯及管道襯層絕熱保溫。

硅酸鋁系耐火纖維容量在 250 kg /m 3 條件下導熱系數最小。標準型普通硅酸鋁纖維、高鋁纖維分別用于工作溫度在 1 000 ℃ 以下的設備 , 作耐火、隔熱、保溫層 , 高鋁與含鋯合纖維及含鋯纖維噴涂應用于 1 300 ℃ 左右的高溫爐窯。

高溫結合劑的質量性能直接影響噴涂產品的壽命。常用硅酸鋁系列結合劑屬熱硬性結合劑。在允許的工作范圍內 , 結合劑成分配比應用有助于形成粘結鏈和網絡結構 , 既需快速促凝 , 固化后不收縮 , 又要具有均勻、分散、流動性、兼顧初始強化度和熱態(tài)燒結性能。熱硬性能結合劑的耐火度不低于 175 ℃ , 黏度 6 . 0 × 10 - 3 ～ 8 . 0 × 10 - 3 Pa • s 。全纖維噴涂爐襯的保溫釘結構有“ V ”、“ V ”、“ L ”等形式 , 一般采用三角形式排布 , 材質一般采用Φ 6 mm 的 A 3 鋼或 10T18Niqri 鋼。

噴涂襯施工用水應達到施工用水標準。

2. 3 　施工中的質量控制

(1) 襯里施工期間直至烘爐的環(huán)境溫度不得低于 5 ℃ , 雨季施工應有防雨措施。用木塞或牛皮紙將加熱爐有接管內孔及燃燒器全部封堵嚴密。

(2) 鋼結構除銹標準應達到 St 3 級。保溫釘焊接應滿焊 , 無咬肉 , 垂端偏差≤ 5 mm , 高度誤差± 2 mm , 間距誤差± 5 mm 。

(3) 根據噴涂層襯里厚度分層噴涂耐火纖維 , 每層間掛不銹鋼網 , 襯里應將保溫釘完全覆蓋 , 且內表面與保溫釘端應有 25 ～ 30 mm 的距離 , 噴涂過程中嚴禁使用彈料。

(4) 舊爐襯在噴涂耐火纖維前必須用鋼絲刷徹底清理原耐火磚表面 , 除去粉塵及油污 , 凡表面疏松處均應剔除。

(5) 纖維襯里噴涂成型后嚴禁機械碰撞 , 襯里在使用前不需烘爐。若施工環(huán)境的溫度高 , 須用紅外燈 (250W / 盞• m 3 ) 對爐頂進行養(yǎng)護。

3 　耐火纖維噴涂襯里的驗收

(1) 纖維噴涂襯里的厚度用直徑 2 mm 的長探針進行檢查 , 平均不少于 1 處 /m 2 , 噴涂襯里總厚度誤差為 0 ～ 10 mm , 采用復合爐襯時背襯纖維涂層的厚度誤差為 - 10 ～ 0 mm , 襯里表面平整度誤差≤ 10 mm , 襯里表面不應存在明顯疏松和縫隙。

(2) 纖維噴涂襯里的物理性能以每項工程每種材料各制 1 組樣塊 ( 包括 100 mm × 10 mm × 20 mm 6 塊 , Φ 180 mm × 20 mm 6 塊 ) 進行檢驗 , 如有不符項目 , 則取雙倍樣塊復驗 , 2 組均達標時判為合格。

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