本文以大慶石化重油催化裂化裝置配有CO余熱鍋爐兩臺，均為中壓鍋爐，操作溫度800℃。鍋爐均采用輕型爐墻結(jié)構(gòu)，爐底采用耐火可塑料。檢修時后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)爐底塌落。為此，對爐底塌落的原因從設(shè)計、材料及施工三個方面進(jìn)行了研究分析。
設(shè)計
在原設(shè)計圖紙中，爐底耐火可塑料中加配有鋼筋，但最終設(shè)計取消鋼筋。分析認(rèn)為，此愿意不會造成爐底塌落。
材料
在施工前，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，對所使用的耐火可塑料進(jìn)行了復(fù)驗。耐火可塑料的性能指標(biāo)為：Al2O3≥45%，體積密度(110℃)≥2.20g·cm-3，耐壓強(qiáng)度(1400℃)12MPa，抗折強(qiáng)度(1400℃)2.73MPa，耐火度≥1650℃，燒后線變化(1400℃，2h)2%。復(fù)檢結(jié)果中抗折強(qiáng)度(1400℃)的檢驗值低于設(shè)計要求，說明此種材料高溫(1400℃)抵抗變形能力差。但由于爐底塌落是在烘爐過程出現(xiàn)的，而烘爐溫度只有325℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實驗溫度1400℃。在325℃溫度下，抗折強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計要求，所以排除了材料引起爐底塌落的可能性。
施工
根據(jù)設(shè)計要求，施工單位對耐火可塑料進(jìn)行了取模試配，經(jīng)檢驗主要性能達(dá)到設(shè)計要求，則試配時的配合比確認(rèn)為施工配合比。
根據(jù)設(shè)計要求對爐子鋼結(jié)構(gòu)、基準(zhǔn)線和孔洞等部位進(jìn)行全面驗收。同時做爐子本體焊接質(zhì)量氣密實驗，防止運(yùn)行后漏煙氣，經(jīng)檢驗合格。
在保證其施工性能的條件下，應(yīng)盡量減少用水量。可塑料加水量和外加劑含量用可塑性指數(shù)表示。可塑性指數(shù)一般為15%~40%，太硬或太軟均不好施工，也不易搗實。為了判斷攪拌水含量是否合適采用一種簡便的“手捏成團(tuán)”方法進(jìn)行試驗：取攪拌料用手捏成一個緊密球團(tuán)，將此球團(tuán)拋高約30cm，然后用手接住。如果球團(tuán)變形而未碎，表示含水量正好。如果球團(tuán)變形并從手縫中流出，則表示含水量過多;如果球團(tuán)開裂散落，則表示含水量太少。可塑性指數(shù)合適的可塑料不散，也不粘手。
試驗結(jié)果表明：該耐火可塑料的可塑料指數(shù)為30%。對照耐火材料標(biāo)準(zhǔn)，粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火可塑料的可塑性指數(shù)一般為15%~40%均能保證其可塑性。
可塑料粘性較大，是粘土結(jié)合和磷酸復(fù)合結(jié)合，常溫強(qiáng)度低，洗完6d常溫強(qiáng)度仍很小。10月28日開始烘爐，雖然按規(guī)范在表明開設(shè)ф6mm通氣孔，孔深為厚度的2/3，孔距200mm,,但因沒有進(jìn)行低溫干燥就進(jìn)行烘爐故使水分排出不暢通，水分迅速氣化膨脹，表面襯體干縮形成“頂蓋”，使深處襯體中水分的脫水通道“堵塞”，造成烘爐爆炸事故。爐底塌落主要是由此造成的。
整改
根據(jù)設(shè)計要求，重新選用低鈣鋁酸鹽耐火澆注料用于爐底，增設(shè)膨脹縫，并將材質(zhì)的配筋重新加配于爐底的澆注料中。
膨脹縫設(shè)計時必須表明膨脹縫的位置和尺寸，但筑爐圖上并未畫出，故而增設(shè)膨脹縫，
爐體膨脹縫增設(shè)的主要依據(jù)—總伸長量的計算公式：
△L=α·L·△t=α·L·(t1-t0)
式中，△L為總伸長量：α為耐火可塑料的平均膨脹系數(shù)：L為總長度;t0為升前溫度(一般指室溫);t1為最高使用溫度。
通過計算，4m長爐底設(shè)3道縫，每道縫寬7mm，經(jīng)再次重新烘爐后檢查襯里質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
