酒钢1#高炉热风炉技术改造
耐火材料内衬砌筑工程施工组织设计
1、编制说明
由于1号高炉热风炉系统原来由包钢设计院设计,现在由武汉钢铁设计院设计,这部分有关技术资料、图纸不齐全。所以,在编写过程中,我们主要结合武钢高炉大修改造工程的施工方式,加以综合,并根据以往高炉施工的成熟经验编制而成。
在编制过程中,受技术资料不全的限制,难免有一些缺陷,我们将在图纸、技术资料到齐后,再予以修改、补充。
编制依据:
⑴酒钢1#热风炉改造施工承包合同技术附件及初步设计;
⑵国家现行有关规范GBJ211—87《工业炉砌筑工程施工及验收规范》;
⑶ GB50309—92《工业炉砌筑工程质量检验评定标准》;
⑷ GB/T19002—ISO9002 质量体系标准;
⑸原冶金部(94)冶建字079号文;
⑹建设部第29号令《建筑工程质量管理办法》。
⑺其它有关资料:武钢几个高炉砌筑施工组织设计、作业设计、1994年新版《工业炉手册》等有关文献。
2、工程简况
3)热风炉系统技术改造工程由武汉设计院总承包,其改1800m酒钢1号高炉(造内容为:将原有热风炉4座全部折除,利用1#、2#、3#热风炉基础新建3座热风炉,原4#热风炉处新建1座双预热设施。热风主管改造后内径加大、标高上抬约6m。烟气支管也由地下改为地上。新建1座70m钢筋砼结构烟囱。
2.1 炉型参数
炉型:高温长寿内燃式热风炉
热风炉筒身直径: 9.34 m
拱顶园柱段直径: 10.74 m
2>36.8 m蓄热室面积:
2燃烧室面积:>10.5 m251000 m每座热风炉加热面积:>2.2结构特点
2.2.1热风炉结构形式
⑴采用自立式悬链线拱顶:
拱顶与热风炉墙体分开,其重量由设在炉壳内壁的金属托架分层支承。在拱顶内衬与墙体之间设置滑动缝,避免墙体与拱顶内衬相对位移产生阻力起破坏作用。高温内燃式拱顶耐火砖采用板块结构可以吸收拱顶砌体的热膨胀,消除温差应力
破坏。
⑵“眼睛”形燃烧室:
燃烧室独立于热风炉内,与大墙完全脱开。采用滑动结构,内设滑动缝,将燃烧室周围的砌体分成几个区段,各区段砌体自由膨胀。
⑶自立式燃烧室隔墙结构:
隔墙是组合式的自立式结构,为加强密封,隔墙内设置密封耐热钢板,具有绝热、密封、滑动功能。
2.2.2热风炉内衬砌筑结构
热风炉内衬采用膨胀结构和滑动结构。耐火砖的相互锁紧结构加强内衬整体稳定性。孔洞处采用组合砖砌筑。蓄热室采用七孔(三定位)高效格子砖,每块格子砖上下表面分别设有凸台和凹槽,保证格子砖准确定位,相互错砌,防止格子砖水平移动和旋转运动。
2.2.3内衬耐火材料
⑴高温区(约1200℃以上,上部8m)采用高温稳定性好的硅质格子砖;
⑵工作温度在1200℃~1000℃的区域采用低蠕变率的致密高铝格子砖;
⑶工作温度在1000℃~850℃的区域采用低蠕变率的粘土格子砖;
⑷工作温度在850℃以下的区域采用粘土格子砖;
⑸炉篦子上部0.8m采用红子柱石高铝格子;
⑹火井燃烧区域采用抗热震性能好的红柱石高铝砖砌筑火井保护墙;
⑺燃烧器上部(煤气通道缩口段以上,空气及煤气出口分配帽)采用抗热震性好的堇青石砖;
⑻煤气通道缩口段以下用致密粘土砖(ZGM-42);
);RL-55空气道下部采用高铝砖(⑼
⑽燃烧器底部用粘土砖(RN-40)。
热风炉各部位内衬耐火材料
硅轻质高铝轻质粘土喷涂硅质格子高温低蠕变高铝格子中温
粘土格子低温硅轻质高铝轻质粘土喷涂高温
低蠕变高铝轻质高铝轻质粘土喷涂热震在燃烧器上部两侧加砌:抗热震高铝保护粘土轻质粘土低温喷涂
硅高温轻质高铝轻质粘土喷涂低蠕变高铝砖、高铝轻质粘土中温喷涂
粘土低温轻质粘土喷涂
上部采用硅砖;温度变化大(热震)的中部采用低蠕变燃烧室隔铝砖;下部采用粘土砖工上部采用硅砖;中部采用低蠕变高铝、高铝砖;下部采蓄热室粘土砖硅隔墙燃烧室侧为轻质高铝砖;中部非工蓄热室侧为轻质高铝砖、轻质粘土砖作层轻质粘土砖下部
热风炉主要耐火材料量
序单数量备称名注目项号位
合格子砖部分1
5708.8 t 计
红柱石格子砖HLE-2.55(起步81.1 t 137.5 层)
1.2 2426.3 t 粘土格子砖RN42-
2.2
1.3 t
887.7
2.2
-RN41低蠕变粘土格子砖.
1264.91.4t低蠕变高铝格子DLD
1.5t99
2.4硅质格子S21.85
2
t275燃烧器部
2.134t燃烧器粘土ZG42
2.264.3t燃烧器耐火W50
2.350.5t燃烧器耐火R55
2.4126.2t燃烧器耐火R40
3
514t拱顶部3.1内环耐火S21.85
116.9t拱顶直筒部
117t拱顶半球部
3.2中环耐火I1.0
t29.7拱顶直筒部
117t拱顶半球部
3.3外环耐火L0.8
t31拱顶直筒部
t102.4拱顶半球部
4
t4386.4热风炉直筒部4.1t422.27轻质粘土N0.8 4.2225.17t轻质高铝I1.0
4.3t122.95轻质高铝L0.8
4.4t1171.8粘土耐火RN42.2
4.5t528.29红柱石HL2.55抗热)
4.6t638.38高铝RL62.65
4.7592.42t低蠕变DL2.65
4.8t68
5.12硅S21
5
1089.3t不定型耐火材
5.1208.7t耐火浇注G2N
5.2507.9t轻质喷涂C1301.4
5.3t
直筒分MIX687耐酸喷涂料.
2.3 工程特点:
由于工程在不停产状态下进行,所以每次只能停一座炉,其它仍在生产。一座炉折完并重新修建完,立即投入生产,再停另一座炉,再拆炉、修建,直至三座炉全部修建完毕,并投入生产使用。
一般来说,由于热风炉在改建时受用地限制,平面较为紧张,且多种专业穿插施工。工程实物量大,故平面紧张是一个突出的矛盾,对施工进展影响较大。工期紧:需各种资源高效、紧密配合,严密、科学组织。
投入大:热风炉工程实物量约4000t/座,且安排、组织的人力多,作业班次多,机具使用台数多。
多层次作业:各专业交叉施工,穿插作业。
施工技术、标准要求高:陶瓷燃烧器砌筑、拱顶喷涂、砌筑及组合砖的砌筑均是难度较大、质量标准要求高的关键部位,需要有高技能、有经验的高级作业人员操作。
材料管理难度大:材料量大,种类多。材料在运输、砌筑过程中,易发生差错、
破损。严格组织、规划管理是控制出现差错的有效措施,要严格控制运输程序,防止破损,给业主节约外汇支出。
工程主要技术难度:2.4
工程的主要难度在于管道的连接上。因要保证生产,新炉管道必须与旧炉管道保持连接畅通,此环节关系到一系列问题:
(1)连接时必须停炉一段时间,以保证安全施工;
(2)连接处接口难度大;
(3)接口砖砌筑难度大;正式投产前还须停炉拆掉旧管段,恢复新管段。
由于工程是在不停产状态下一座、一座炉地施工,故工期相对较长,各项工序反复交错进行,进一步加大了施工难度。
2.5 主要工序施工顺序
(1)1#炉拆除、安装、砌筑、烘炉、投产;
(2)2#炉拆除、安装、砌筑、烘炉、投产;
(3)3#炉拆除、4#炉拆除,3#炉安装、砌筑、烘炉、投产。
3、炉内砌筑应具备的条件
3.1 热风炉炉壳安装、焊接质量检验合格,并有验收记录;
3.2炉篦柱、炉篦子安装完毕,且符合设计要求;
3.3烟道出口、热风出口、煤气出口、空气出口、测温、测压孔及人孔短管焊接、安装质量检验合格,并有验收记录;
3.4炉子中心线、标高、测量标志、测量控制点记录已移交下道工序施工单位;
3.5锚固件安装、焊接质量检验合格、验收记录及同意隐蔽记录;
3.6所供的耐火材料材质合格证书、使用说明书已交付施工单位;
3.7 各种工程材料均已到达建设单位耐材仓库。
4、施工部署
4.1 完成各种耐火材料的抽检和验收工作,重点部位有:
各口组合砖的检查验收;
陶瓷燃烧器的组装验配及开箱商检;
拱顶工作层砖的组装验配(包括直筒段工作层);
此外,根据我们以往经验,还应进行如下工作:
燃烧室部位各断面组装检验;
格子砖第一层与炉篦子的验孔检查;
各生产厂生产的格子砖厚度尺寸及各孔尺寸的抽查。
4.2围绕指挥部的统一部署开展各项工作:
根据指挥部安排的网络工期及要求制定作业方案;
配合其它专业进行前期施工穿插作业。
4.3做好技术准备工作:
内衬砌筑参照现有的国家施工规范及验收标准、操作规程和设计规定来进行技术准备工作。
采用的新材料、新工艺等要进行实验工作和技术吸收消化工作。
4.4 施工工序安排
4.5 工期目标
我公司本着以“质量、工期、服务”为宗旨的指导思想,以创全优工程为核心。同时,在保证工期安排紧凑、工序衔接情况下,尽可能以最短的工期提前完成施工任务。围绕这个目标,在前期阶段,我公司还将积极协助配合业主进行各项工作,促使各个环节的每项工作顺利进行。
4.6 主要工期保证措施:
为满足用户在工期进度上的要求,根据以往热风炉新建、改建、扩建的经验,我们安排热风炉内衬砌筑在炉体结构安装到拱帽根部“S”弯下部时(炉篦子安装已完成)与上部结构安装同时进行(穿插施工)。由于上部拱顶结构需继续进行安装,拟在“S”弯下部布置一道金属保护棚,同时满足双层施工作业要求(见图1)。
热风主管结构部份交付下道工序后,内衬砌筑与1#炉炉体内衬砌筑同时进炉烘炉前砌筑完毕。1#行,但必须在.
4.7 平面布置:
为达到上述目标,应统筹安排专业施工队伍施工时所需的平面及其布置。如结构安装时,大型吊装机具及组装平台尽可能布置在热风炉燃烧室一侧。为内衬上场施工预留出一定的平面(见图2)。且主烟道系统,烟气预热装置、冷风管道、
煤气管道、煤气预热装置尽可能在炉体内衬施工完成后进行(基础部分可先完成)。以免形成对内衬施工的干扰。
内衬施工工艺拟按多层穿插作业施工方案考虑,其流程如下:
“S”弯下部内衬施工工艺