管式加热炉技术问答【终】

1. 炉墙砖结构在修补时应满足哪些要求?

（1）炉墙砖必须有合格证，如无合格证必须进行全面检查合格后才能使用。

（2）在砌砖时，必须严格按照砌砖规范及施工图进行。

（3）炉墙砖如果是轻质粘土质耐火砖，则必须用粘土质耐火泥（中粒）砌筑。

（4）砖缝不得大于3mm。

（5）砖缝内 的泥浆填充必须饱满均匀，饱满度不得小于95％。

（6）砖的向火面不准缺棱缺角，不准加工。

（7）在砌砖时，只允许用木锤找正，严禁用铁锤敲打。

（8）表面的砖缝应进行钩缝。

2.  耐火砖炉墙的膨胀缝采用什么填料?

在过去，加热炉耐火砖炉墙的膨胀缝内基本上都是填石棉绳。实践证明，经过一段时间的操作，膨胀缝内的石棉绳大部分都被烧坏，失去膨胀缝填料所需要的弹性，有的甚至变成松灰。所以，建议石棉绳不能使用在炉膛温度高于400℃的膨胀缝内。在炉膛高温烟气部位，采用陶瓷纤维填塞砖墙的膨胀缝是一种较理想的材料。

3.  粘土质耐火砖有几种?

粘土质耐火砖的原料是耐火粘土或高岭土。这种砖含SiO2＜65％，AL2O3 30％～40％。在石油化工厂的加热炉上大部分都是采用这种砖，它分为轻质耐火粘土砖（QN）和粘土砖（NZ）两种。

4.  圆筒形加热炉辐射室的耐火砖炉墙采用 立砌和卧砌各有什么 优缺点?

圆筒形 加热炉辐射室炉墙耐火砖的内 表面最好能砌成一个较光滑的圆形，但又不希望采用 较贵的异型砖，所以一般均采用普通直形耐火砖（230×114×65mm）TZ-3和楔形耐火砖（114x65／55x230mm）TC-23搭配立砌。因为圆筒形炉的炉壁耐火砖厚度为114mm，所以上述两种砖的宽度（114mm）方向即放在炉壁厚度方向。如果采用卧砌（长边水平放置），则在直径较小的内 表面就会出现许多明显的小直段，各层砖之间也会上下参差不齐，炉墙背面的砖缝也会较大，所以卧砌只能用 在直径较大的炉子上，直径较小的炉子则应采用立砌（长边垂直放置）。立砌的缺点是不易保证各块砖的垂直度，砖墙的垂直错缝也不易排列规则，施工也比卧砌困难。立砌是用TZ-3和TC -23搭配砌成的，但每圈Tc-23所用块数与圆筒炉直径无关。在墙厚为114mm的条件下，每圈TC-23的用量均为71块。

5.  圆筒炉的炉墙是否可以全部采用轻质耐热混凝土衬里?

在目前，圆筒炉的炉底、炉顶、对流室和烟囱大部分都是采用轻质耐热混凝土衬里，辐射室炉墙大部分都是采用砌砖。将辐射室炉墙砌砖改为轻质耐热混凝土衬里在技术上完全是可能的，但衬里与砌砖在经济上哪种最合理，这与货源、施工经验等因素有关，所以尚缺乏一致的结论。圆筒炉辐射室的炉墙除膨胀缝处采用异型砖外，其余各部分都可以用 标准直形砖     （TZ-3）和楔形砖（TC-23）搭配砌成，所以结构也是简单的。

6.  轻质耐热混凝土衬里的最高使用温度是多少?

轻质耐热混凝土衬里的最高使用温度不得大于900℃，在使用时千万注意，若使用不当会造成严重的后果。

7.  轻质耐热混凝土衬里的组成及配比是什么?

石油化工厂加热炉采用的轻质耐热混凝土衬里都是用矾土水泥、陶粒（或轻质粘土砖砂）和蛭石加水配合而成的。国内 外采用最多的配比是：

（1）手工涂抹：

矾土水泥：陶粒（或轻质砖砂）：蛭石=1:2:4（体积比）。

（2）机械喷涂：

矾土水泥：陶粒（或轻质砖砂）：蛭石=1:2.5:4.5（体积比）。

衬里材料必须符合以下要求：

（1）矾土水泥：必须符合国家标准。

（2）陶粒应水选，采用飘浮在水面上的陶粒，其松散密度为600～700kg／m3。陶粒粒径的级配见表14-3。

表14-3 陶粒粒径的级配

粒径/mm	质量百分比／%		备注
	手工涂抹	机械喷涂
5～1.0 5～1.2	30 40	／ 45	硬  壳  陶  粒
1.2～0.3 ＞1.2 ＜0.3	／ 30 ／	40 ／ 1 5	用硬壳陶粒破碎而成

（3）蛭石：干松密度不应超过 150kg／m3，禁止采用未烧透或烧过火的蛭石。蛭石颗粒级配见表 14-4。

表 14-4 蛭石颗粒级配

粒  径／mm	质 量／％
5～1.2 1.2～0.3 ＜0.3	45 40 15

（4） 施工用水：必须用洁净的自 来水。

陶粒和蛭石集料中的大颗粒可以增加衬里的隔热性能、减轻密度；中小颗粒可以填充大颗粒之间的间隙；少用水泥；提高强度，增加合易性。

施工时，在衬里中要加入适量的符合饮用标准的水。水灰比（水与水泥＋掺合料粉的质量比） 应根据具体条件由试验确定。水灰比过大，衬里经烘干和加热后，大量水分脱除，孔隙增多，强度下降，还会使混凝土的残余收缩量增大。手工涂抹的水灰比一般在1.2～1.5之间。机械喷涂的含水率为50%～60%。

应根据施工现场的温度、湿度、材料的湿度等情况作适当的调整。一般以用手握料，指缝中挤 出水珠但不滴下为适宜。

8.  轻质耐热混凝土衬里的胶结剂为什么采用矾土水泥?

矾土水泥的耐火度大于1400℃，而且水化速度快。凝结时早期初凝不早于40min，终凝不迟于10h。

由于它具有耐温、强度上升等优点，故用作轻质耐热混凝土衬里的胶结剂。矾土水泥轻质耐热混凝土衬里在硬化期是放热反应，所以需采用喷水降温养护，严禁用一般混凝土所采用的蒸汽高温养护法。在施工时，应完全避免其他水泥及石灰等杂质混入。

9.  轻质耐热混凝土衬里的集料为什么采用陶粒和蛭石?

陶粒和蛭石都是轻质耐热集料，用这两种材料配制而成的耐热混凝土密度较轻，故称轻质耐热衬里。

陶粒是用粘土或页岩经高温焙烧而成的。蛭石是将蛭石原矿加热到一定温度，由于其中所含水分迅速蒸发，体积**增加而生成膨胀蛭石。陶粒强度较高，蛭石隔热性能良好。用矾土水泥作胶结剂，用陶粒和蛭石作集料的轻质耐热衬里，从使用温度、强度、隔热性能多方面来说，都是石油化工厂加热炉比较理想的炉衬材料。

10.  轻质耐热混凝土衬里施工采用哪两种方法?各有什么优缺点?

轻质耐热混凝土衬里施工采用手工涂抹和机械喷涂两种方法，这两种方法的优缺点见表14-5。

14-5 手工涂抹和机械喷涂的优缺点

施工方法	手工涂抹	机械喷涂
材料损耗量 水灰比 施工难易 配比 立墙或炉顶施工 衬里耐压强度 预留伸缩缝	约10% 易掌握 容易 可按设计要求 需模板，炉顶施工困难 较低 较易	回弹量大，损耗约占50% 不易掌握 需有经验的工人施工 由于回弹，实际配比出入较大 不需模板，施工较快但需设置喷涂设备 较高 较难

11.  轻质耐热混凝土衬里施工时是否要留出伸缩缝?

耐火砖炉墙一般应留出膨胀缝，而轻质耐热衬里应留出伸缩缝，这是由于耐火砖与轻质耐热衬里的膨胀与收缩性能不同。耐火砖的膨胀量随温度的升高而加大，而轻质耐热衬里在温度升高时有少量膨胀，但在冷却后会出现较大的收缩，这就是残余收缩。在以后的操作中，如果加热的最高温度不超过第一次加热的温度，衬里随温度的升高和降低，其膨胀和收缩就是沿图 14～1 所示的直线上下往复移动的。因此，大面积衬里不必像耐火砖墙那样留出较大的膨胀缝，而只需要每隔 1～2m 留出宽为 3～5mm、深约为衬里厚度 1／3 的伸缩缝即可。这种伸缩缝的用途是：

（1）衬里在第一次升温过程中稍有膨胀，伸缩缝可以减少由于这一膨胀所产生的内应力。

（2）由于衬里有较大的残余收缩，冷却后有较大的裂缝，伸缩缝可以使裂缝出现在指定位置而较为规则。

（3）伸缩缝可以使裂缝在伸缩缝处断开而不继续延伸，并使收缩裂缝均匀分散，避免出现过长或过宽的收缩缝。

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12.  陶瓷纤维是一种什么材料?基本性能有哪些?

陶瓷纤维简称陶纤毡，它是一种利用耐高温的耐火材料（如焦宝石）经电弧熔融后，用压缩空气喷吹而成的纤维状物质，又称为陶纤棉。利用陶纤棉，可以制成各种陶纤制品。国产陶纤毡蝎 Al2O3 的含量分别为 62％和 45％，前者使用温度为 1150～1200℃，后者为 1000℃。陶纤毡按其所用粘合剂的不同，分为陶纤硬毡（粘合剂为磷酸铝）、陶纤软毡（粘合剂为乳胶、聚合铝、水玻璃、甲基纤维素、乳胶～～磷酸铝复合粘合剂）和陶纤湿毡（粘合剂为硅溶胶）三种。根据陶纤毡的性能及加热炉的温度，炉壁热面层可以采用硬毡。

陶纤制品的尺寸为 600×400×20（10）mm。

陶纤毡的基本性能如下：

（1）使用温度较高，可以到 1000℃。

（2）陶纤毡的密度在200kg／m3 以下（一般为160kg／m3），仅为轻质耐热衬里的1／6～1／7。

（3）热容量仅为轻质耐热衬里和轻质粘土质耐火砖的1／9。

（4）陶纤在高温**积稳定，残存收缩率很小，不需留收缩或膨胀缝，施工方便。

（5）导热系数小。在热面温度600℃（平均温度366℃）时，导向系数为             0.078W／（m•k）；900℃（平均温度为551℃）时为0.096W／（m•k）；1100℃（平均温度为678℃）时为0.125W／（m•k），约为轻质粘土质耐火砖的1／8、为轻质耐热衬里的1／10。

（6）隔声效果好。陶纤覆盖层能降低频率小于1000Hz的高频噪声，也能吸收一些低频噪声。

（7）具有一定的拉伸强度。

（8）化学稳定性好。

（9）弹性较好（常 温弹性78％ ），易于运输和安装。

（10）具有较好的抗气流冲刷性能，能受住30～50m／s的气流冲刷。

13.  陶纤毡在使用时应注意哪些问题?

（1）严禁将陶纤毡存放在露天。

（2）陶纤毡不能受潮和雨淋。

（3）严禁在陶纤毡上踩踏。

（4）陶纤毡在使用时，随用随开箱，轻取轻放。

（5）陶纤毡在施工时，严禁在炉墙上大面积涂刷高温粘合剂，应根据毡的大小，贴一块刷一块。

（6）严禁碰撞已贴好的毡子表面。

14.  陶纤毡的使用最高温度是多少?

国内目前生产的陶纤毡，长期使用的最高温度可以达到1000℃。

15.  加热炉的炉墙外壁温度一般要求不超过多少度?

为了 减少加热炉辐射室及对流室的炉壁散热损失，要求加热炉的炉墙外壁温度不超过80℃。

16.  加热炉涂漆粉刷有哪些要求?

加热炉的涂漆粉刷十分重要，涂漆粉刷的好坏直接关系到加热炉的使用寿命。因此，在涂漆粉刷时应符合以下要求：

（1）油漆选用：金属表面先涂红丹防锈漆，第二层再涂铅油或醇酸磁漆或酚醛磁漆。油漆稀释剂必须选用合格清油。

①在施工前，应对油漆干性及干后漆膜情况进行检验，合格后方可使用。

②涂漆前，金属表面应打磨、除锈、不得有污垢。

③施工环境必须清洁，严寒、霜、雨、雾、雪及潮湿等天气不宜施工。

④除锈后8h内 涂第一层漆，至少在24h后才能涂第二层漆。

⑤为保证漆膜的质量和保护能力，每层漆膜涂刷不应太厚，应采取多次涂刷的方法。

⑥底漆应与面漆相适应，使用时应注意选择，否则会影响漆膜的耐久性。

（2）涂漆粉刷涂色的规定：

①加热炉的炉底、炉体、对流室刷深绿色。

②烟囱刷黑色。

③平台、梯子和栏杆刷深灰色。