炼厂重油催化装置衬里施工工艺

【摘要】催化装置是大中型炼油厂重要的生产装置和效益的支柱。其操作条件苛刻，技术要求高，特别是再生器，内部操作温度在700℃以上，而且内壁衬里长期受流化催化剂的磨蚀，这种磨蚀的结果不是衬里均匀减薄，而是局部的各种形态的损坏。本文主要探讨炼厂重油催化装置衬里施工工艺。

【关键词】催化装置 衬里施工 工艺

随着石油和石油化工工业的发展，使用和产生的流体种类繁多，物化性质各异，如何选用既经济耐久又安全可靠的管道器材，尤其是耐腐蚀性器材更为重要。目前世界各国家均已大量开发塑料、钢塑复合、涂塑管道器材[1]。

1 炼厂重油催化装置衬里施工的规定1.1 一般规定

（1）衬里施工，可根据不同情况分别采用离心成形法、风送挤涂法、涂覆机涂覆法、机械喷涂法或人工涂抹法。离心成形法适用于在预制厂内成形的单根钢管。风送挤涂法、涂覆机涂敷法和机械喷涂法适用于在施工现场成形的施工管段（一般长度大于500m）。人工涂抹法主要适用于弯头衬里的施工或对衬里的补口和修补。

（2）施工环境温度低于4℃时，不得进行衬里施工。

（3）现场施工管段中，钢管应同径同壁厚。不同直径的钢管应分别组对，分段进行衬里施工。

（4）现场施工管段，在衬里施工前应按有关标准的规定完成清扫、组对、焊接、耐压试验、严密性试验、外防腐层补口补伤，而且除现场施工管段两端外，其余部分的管沟已回填[2]。

1.2 水泥砂浆。

（1）水泥砂浆的配合比应符合规定。施工时，水泥砂浆的温度不得低于10℃，且不得高于32℃。

（2）水泥砂浆必须搅拌均匀，搅拌时间应为2～5min。

（3）搅拌好的水泥砂浆必须在初凝前用完。

（4）下一遍衬里的施工应在上一遍施工的衬里初凝后、终凝前进行。1.3 内表面清理

（1）衬里施工前应先清管，清除现场施工管段内的石块、木头、泥、水等杂物，并使现场施工管段内表面干燥。

（2）现场施工管段或预制成型钢管及弯头等管件的内表面如有可见的油、油脂、剂和其他可溶污物，除锈前可采用SY/T0407《涂装前钢材表面预处理规范》中规定的化学清洗法清除。也可采用火焰法清理钢管内表面可见的油、油脂、剂和其他可溶污物，但不得影响钢管的材质。

（3）现场施工管段或预制成形钢管及弯头等管件的内表面的除锈方法、除锈等级应符合下列规定：

（1）采用风送挤涂法、涂覆机涂覆法、机械喷涂法和手工涂抹法时，现场施工管段内表面应采用除锈器或手工工具除锈，除锈等级应达到GB/T8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的St2级。

（2）采用离心成形法时，钢管内表面应采用喷射除锈，除锈等级应达到GB/T8923中规定的Sal级。

（3）也可采用SY/T0407中规定的酸洗法清除现场施工管段或预制成形钢管内表面可见的氧化皮、锈和旧涂层。

（4）弯头等管件的内表面应采用工具除锈，除锈等级应达到GB/T8923中规定的St2级。

1.4 内表面冲洗湿润。

（1）内表面清理后应进行冲洗湿润。冲洗湿润用的水应符合规定。冲洗湿润后的内表面不得有灰尘，也不得有积水。

（2）内表面冲洗湿润后应立即进行衬里施工。如果不立即进行衬里施工，则应把现场施工管段或预制成形的钢管的两端封住[3]。

2 炼厂重油催化装置衬里施工工艺

带衬里热设备是工业装置中的一类重要设备。这类设备一般由外层的钢铁材料和陶瓷非金属材料内衬构成。非金属材料内衬的主要作用是隔热、耐磨和防止介质对外层金属材料产生腐蚀等，例如各种工业加热炉、炼油工业中的催化装置、冶金工业中的炼钢炉和钢包等等。这类设备的一个特点是高温服役，另外一个特点是非金属内衬的损伤程度决定了设备的完好程度，例如，当内衬损伤到一定程度以后，外层的钢铁材料的寿命也就会很快地损坏掉；催化装置的大修周期实际上取决于其内衬的损伤程度。

红外检测与诊断的温度下限是指设备出现缺陷损伤时的最低温度，即设备出现缺陷时对应的外表面最低温度。对衬里热设备其实就是表面正常标准温度的分析。它可以通过对带非金属衬里的热设备正常运行情况下表面温度的计算来预测和确定。这种计算的主要思想是假定衬里材料无损伤，然后按传热学理论计算出热设备表面温度值，可以认为这个温度值就是红外检测时的基准值。当红外检测温度小于这个值可以认为衬里无损伤，一旦检测温度高于这个值，可以认为衬里开始出现缺陷损伤。超过这个值越大，衬

里损伤越严重[4]。

催化衬里损坏的程度如何，对能否保证催化装置的安全运行至关重要，是决定催化装置是否需要大检修的最主要因素。我们通过对装置的再生器、沉降器、三级旋风分离器以及重要的烟气管道的外表面温度场进行定期的红外热像检测，分析其内衬里的工作状态、损伤程度、损伤类型、变化趋势，并给出相应的维修决策建议，从而为厂方提供科学的依据，指导制定生产周期计划。多年来，红外监测工作为保证装置的安稳长期运行已经起到了积极重要的作用。隔热衬里一般采用大颗粒珍珠岩材料。由于施工技术条件所限，再加上长周期运行，隔热层产生大量横向及纵向不等的裂纹，因此无法阻止高温高压介质的渗透；施工质量也会造成发生鼓包、夹层等情况；由于催化再生器内是大量的高温催化剂及油气的高速流动，对器壁产生冲刷，会造成减薄等缺陷。总结起来衬里损伤的类型大致有减薄、裂纹、鼓包、夹层、空洞、脱落等形式。实际工程经验表明，设备衬里损伤在线红外热像检测与诊断工作是一项需要长期的经验积累工作，需要多次对相同检测部位、相同检测方位、相同巡检路线、相同检测设备、相同检测人员、相同设备运行条件、相同天气状况和相同数据处理方法所得到的结果进行对比分析，从而对设备状态作出诊断。从对催化的反应-再生系统的红外热像检测工作来看，施工质量对衬里的工作质量有很大的影响，产生损伤的缺陷大部分是裂纹，应该是在施工过程或后期处理达不到要求而造成的，可能是衬里材料未干燥好，致密性不好等多种原因都会造成衬里的缺陷，从而在工作不久便会有衬里的损伤形成，严重时将会造成衬里脱落。

3 结论

因此，对这类设备内衬损伤实现快速在线检测与诊断是重要的工程问题。由于这类设备中金属与非金属材料的导热有明显的差异，因此红外热像检测与诊断对其损伤程度的评估具有很大的优越性。

参考文献

[1] 杨哲林，万金良，王喜杰等. 尿素合成塔衬里维修总结[J]. 中氮肥，2011（02）

[2] 张登科. 1000MW塔式锅炉受热面安装机械配置方案[J]. 科技资讯，2011（30）

[3] 王亚欧. 浅谈压力容器在制造过程中的质量控制[J]. 科技创新导报，2012（07）

[4] 梁栋. 散装锅炉安装、检验与隐患防范[J]. 企业科技与发展，2012（09）