1陶瓷纤维在石化行业的应用8要点

陶瓷纤维炉衬在石化行业的应用

一、概述：

陶瓷纤维炉衬作为一种新型的炉衬材料，它具有隔热性能好、重量轻、便于施工、抗热冲击、抗震和吸音性能好等特性，对加热炉节能、减轻炉体载荷、降低工程造价、缩短建设周期、减少抢修时间、降低噪声、保护环境均有显著效果。

国外一些工业发达的国家如美国、日本等有上千台加热炉早已使用陶瓷纤维炉衬，60年代该项技术传入国内后立即引起各行业的重视。

我国70年代初已先后在石化系统输油管线和炼油厂加热炉上使用，一些炼厂加热炉辐射室用陶瓷纤维炉衬代替耐火砖和轻质耐热混凝土炉衬，使炉衬厚度减薄1/2―1/3，炉衬散热损失减少1/2，加热炉热效率提高了1－1.5％，收到了较好的应用效果。

石油化工企业是我国工业支柱产业之一，石油化工对我国国民经济发展起了巨大作用。从设计角度，目前石油化工分成两大部分：以北京院、洛阳院为首的甲级设计单位负责全国石油化工厂中各种加工装置的设计，以北京石化工程公司、兰州院（现迁宁波）为主的甲级设计单位负责全国各化工厂乙烯裂解化工装置的设计。

炼厂装置加热炉炉膛最高温度约在750－850℃，纯辐射炉在900℃以上，制氢装置转化炉在1040－1050℃，乙烯裂解炉约为1150－1250℃。陶瓷纤维加工成毯、毡、板、纸、带等可用于这些炉膛中。至目前为止，陶瓷纤维制品以层铺、模块、喷涂及可塑料等各种炉衬结构形式在全国各省市近40余家大型石化企业近千台新建或老厂改造加热炉上进行了广泛应用。

二、陶瓷纤维炉衬的技术性能优势

陶瓷纤维炉衬作为一种轻质、高效的耐火绝热炉衬，与传统的耐火材料炉衬相比，具有以下技术性能优势：

1.低容重：陶瓷纤维折叠模块炉衬比轻质隔热砖衬轻75%以上，比轻质浇注料衬轻`90%

到95%。可大大减轻窑炉的钢结构负荷，延长炉体使用寿命。

2.低热容量：炉衬材料的热容量一般与炉衬的重量成正比，低热容量意味着窑炉在往复

操作中吸收的热量少，同时升温的速度加快。陶瓷纤维的热容量仅为轻质耐热衬里和轻质粘土质陶瓷砖的1/9，大大减少了炉温操作控制中的能源耗量，尤其对间断式操作的加热炉能起到非常显著的节能效果。

3.低导热率：陶瓷纤维材料在平均温度400℃时，导热系数小于0.12W/mk，平均600℃

时小于0.22 W/mk，平均1000℃时小于0.28 W/mk。约为轻质粘土砖的1/8，为轻质耐热衬里的1/10，绝热效果显著。

4.施工简便，无需留设膨胀缝，施工人员经过基本培训即可上岗，施工技术因素对炉衬

绝热效果的影响小。

5.使用范围广：随着陶瓷纤维生产及应用技术的发展，陶瓷纤维制品已经实现了系列化

与功能化，产品从使用温度上，可以满足从600℃至1400℃不同温度档次的使用要求。

从形态上已逐渐形成了从传统的棉、毯、毡产品到纤维模块、板、异型件、纸、纤维纺织品等多种形态的二次加工或深加工产品。完全各满足各行业不同工业炉对陶瓷陶纤制品的使用要求。

6.抗热震：纤维折叠模块对剧烈的温度波动具有特别优良的抵抗性能，在被加热件能承

受的前提下，纤维折叠模块炉衬可以以任意快的速度加热或冷却。

7.抗机械震动：纤维毯或毡具有柔性和弹性，而且不易破损，安装完毕的整体炉窑在受

冲击或受路途运输的振动时不易损坏。

8.不需烘炉；无需烘炉程序（如：养护、干燥、烘烤、复杂的烘炉过程以及寒冷天气下

的保护措施），炉衬施工完毕即可投入使用。

9.隔音性能好：陶瓷纤维能降低频率小于1000赫兹的高频噪声，对小于300HZ的声波，

隔声能力优于常用隔声材料，能显著降低噪声污染。

10.陶瓷纤维炉衬的高热敏性，更能适应加热炉的自动化控制。

11.陶瓷纤维炉衬的化学性能稳定，除磷酸、氢氟酸和强碱外，其它酸、碱以及水、油、

蒸汽均不被侵蚀，与铅、铝、铜不浸润。

三、陶瓷纤维炉衬在石化行业的主要应用结构及其应用特点分析：

根据陶瓷纤维炉衬发展过程，结合石化行业对各种陶瓷纤维炉衬的设计、施工及应用经验，对陶瓷纤维炉衬在石化行业的主要应用结构及其应用特点具体总结分析如下：

1、石化行业主要应用炉衬结构种类：

1）、层铺式陶瓷纤维炉衬结构2）、叠砌式（折叠式）模块结构炉衬

3）贴面式陶瓷纤维炉衬结构4）、不定形陶瓷纤维炉衬结构

5）、复合结构炉衬结构

2、各种陶瓷纤维炉衬结构的特点

1）、层铺式陶瓷纤维炉衬结构

层铺式陶瓷纤维炉衬就是将陶瓷纤维制品（毯、毡、板）一层层地铺放到炉壁钢板上，然后通过耐热钢锚固件或耐高温陶瓷锚固件进行固定的一种炉衬结构方式。

层铺式陶瓷纤维炉衬结构的特点：

A、层铺式炉衬可根据炉衬厚度方向上温度的变化，用不同材质的纤维制品组成，从而可以大大降低筑炉费用。

B、层铺式陶瓷纤维炉衬结构施工简便，保温效果好。

C、缺点

●由于锚固件直接裸露于工作热面，当炉温较高时，对锚固件材质的要求较高，甚至

有时必须使用陶瓷锚固件，因此，层铺式陶瓷纤维炉衬结构应用低温及中温热处理

炉时技术经济效果最显著。

●层铺式陶瓷纤维炉衬结构所需用的耐热锚固件数量较多，这些锚固件本身又是一个

热传导体，加之纤维毡（毯、板）在使用温度下的收缩而在搭接处出现缝隙，会从

一定程度上影响保温效果。

2）、叠砌式模块炉衬结构

陶瓷纤维毯折叠模块是采用甩丝法或喷吹法成纤，体积密度为128kg/m3的高铝、高纯、含锆等不同类型材质的针刺毯，按一定的宽度折叠成风琴状，然后将折叠块加以一定量的预压缩，并在压缩状态下捆包起来，最后预埋装或不预埋装锚固件折叠压缩而成。模块纤维不含任何结合剂。

陶瓷纤维模块可在无背衬或有背衬下通过锚固件固定在炉壁板锚固件上。锚固件采用耐热合金。主要材质有18-8（304）25-20（310），20-32（800），23-60（601）。由于拥有多种固定模块的锚固结构，因此，也具有多种安装方法和安装形式。目前，应用最多的几种锚固结构形式为：（A）、中心孔吊挂式；（B）、插刺式（C）、人字架式；另外，根据各种不同类型的炉子对模块结构形状的要求不同，又开发了如拐角锚固结构形式的模块、蝶形锚固结构形式的模块与板登式锚固结构形式的模块。