某廠重油催化裂化裝置配有CO余熱鍋爐兩臺(tái)，均為中壓鍋爐，操作溫度800℃。鍋爐均釆用輕型爐墻結(jié)構(gòu)，爐底采用耐火可塑料。經(jīng)檢査發(fā)現(xiàn)爐底塌落。為此，對(duì)爐底塌落的原因從設(shè)計(jì)、材料及施工三個(gè)方面進(jìn)行了研究分析。
1 設(shè)計(jì)
在原設(shè)計(jì)圖紙中，爐底耐火可塑料中加配有鋼筋，但最終設(shè)計(jì)取消鋼筋。分析認(rèn)為，此原因不會(huì)造成爐底塌落。
2材料
在施工前，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，對(duì)所使用的耐火可塑料進(jìn)行了復(fù)驗(yàn)。耐火可塑料的性能指標(biāo)為：Al203≥45%，體積密度（110℃）≥2.20g·cm-3，耐壓強(qiáng)度（1400℃）12 MPa，抗折強(qiáng)度（1400℃）2.73MPa，耐火度為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(yàn)值低于設(shè)計(jì)要求，說(shuō)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(guò)程出現(xiàn)的，而烘爐溫度只有325℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)溫度1400℃。在325℃溫度下，抗折強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計(jì)要求，所以排除了材料引起爐底埔落的可能性。
3 施工
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，施工單位對(duì)耐火可塑料進(jìn)行了取模試配，經(jīng)檢驗(yàn)主要性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則試配時(shí)的配合比確認(rèn)為施工配合比。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)爐子鋼結(jié)構(gòu)、基準(zhǔn)線和孔洞等部位進(jìn)行全面驗(yàn)收。同時(shí)做爐子本體焊接質(zhì)量氣密實(shí)驗(yàn),防止運(yùn)行后漏煙氣，經(jīng)檢驗(yàn)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)—般為15%~40%，太硬或太軟均不好施工，也不易搗實(shí)。為了判斷攪拌水含量是否合適采用一神簡(jiǎn)便的“手捏成團(tuán)”方法進(jìn)行試驗(yàn)；取攪拌料用手捏成一個(gè)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(guò)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。可塑性指數(shù)表示，取正數(shù)值，計(jì)算公式如下：
式中；F為可塑料指數(shù)，%；L0為試樣受沖擊前的高度，mm；L1為試樣受沖擊后的高度，mm。
試驗(yàn)結(jié)果表明：該可塑料的可塑料指數(shù)為30%。對(duì)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13%〜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，澆完6d常溫強(qiáng)度仍很小。10月28日開始烘爐，雖然按規(guī)范在表面開設(shè)Φmm通氣孔，孔深為厚度的2/3，孔距200 mm，但因沒有進(jìn)行低溫干燥就進(jìn)行烘爐故使水分排除不暢通，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。
4 整改
根據(jù)設(shè)計(jì)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)lGrl8Ni9（Φ6）的配筋重新加配于爐底的澆注料中。
靡脹縫設(shè)計(jì)時(shí)必須標(biāo)明膨脹縫的位置和尺寸，故而增設(shè)膨脹縫。
爐體膨脹縫增設(shè)的主要依據(jù)一總伸長(zhǎng)量的計(jì)算公式：△L=α·L·△t=α·L·（t1-t0）
式中：△L為總伸長(zhǎng)量：α為耐火可塑料的平均線膨脹系數(shù)：L為總長(zhǎng)度；t0為升溫前溫度(一般指室溫）；t1為最高使用溫度。
通過(guò)計(jì)算，4m長(zhǎng)爐底設(shè)3道縫，每道縫寬7mm，經(jīng)再次重新烘爐后檢査襯里質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。