一种干熄焦炉环形风道砌筑施工方法与流程

本发明涉及干熄焦，尤其涉及一种干熄焦炉环形风道砌筑施工方法。

背景技术：

1、干熄焦炉是一种节能、环保型的熄焦设备，其采用惰性气体（主要是氮气）冷却1000℃左右的炽热红焦，并回收红焦的巨大热能，已成为现代焦化厂的标配。环形风道是干熄焦炉中部、斜道区上方的一圈环形通道，用于收集、稳压、导出高温循环气体。

2、干熄焦炉施工时，环形风道的砌筑精度直接影响炉内循环气体分布效率与系统运行能效，随着干熄焦炉向大型化发展，炉体直径较以往显著增加，对砌筑精度的要求也日益严苛。根据《干熄焦工程设计标准》（gb51363-2019）的规定，环形风道的半径偏差需控制在±10mm以内，砖缝厚度偏差需控制在±1mm以内。而常规的施工方法在施工精度方面仍存在不足，难以满足现行行业需求。

3、公布号为cn113817483a的中国专利申请公开了“一种干熄焦炉斜道区施工方法”，通过对斜道区牛腿砖进行加热固化（温度120～250℃，保温12h），解决了环形风道下沉及斜道分隔墙开裂问题。但该技术仅针对斜道区牛腿砖的砌筑进行优化，未涉及环形风道自身砌筑精度控制，尤其未解决环形风道砌体立缝和卧缝的灰缝偏差问题。

4、公布号为cn117417756a的中国专利申请公开了“一种干熄炉环形风道区结构及其施工方法”，通过优化顶部悬挑结构施工工艺，采用多层耐火浇注料浇筑（内层高铝质耐磨浇注料，外层隔热耐火浇注料），简化了施工流程。但该技术未涉及环形风道整体圆度及灰缝精度控制，而传统的分段独立基准施工方式最终的半径偏差普遍超过15mm，立缝厚度偏差超过2mm，卧缝厚度偏差超过1.5mm，存在高温气体泄漏、墙体鼓胀等安全隐患。

5、现有的环形风道砌筑施工主要采用简易中心杆定位或拉线测量法，但是简易中心杆的垂直度误差≥1.5mm/m，并且容易受施工振动影响而导致偏移；拉线测量法则容易受现场粉尘（浓度20～30mg/m3）和气流干扰，测量误差≥2mm，两者均无法满足大型干熄焦炉高精度砌筑要求。另外，现有施工方法均缺乏实时监测及动态校正机制，灰缝偏差无法及时发现及修正，致使返工率普遍高达25%～30%，不仅影响工期，还会造成巨大的经济损失。

6、综上所述，现有的施工方法无法解决大型干熄焦炉环形风道高精度砌筑的核心问题，亟需一种集成统一基准建立、实时灰缝监测、动态毫米级校正的系统性解决方案，以提高环形风道的砌筑精度，减少返工率，提升干熄焦系统运行能效。

技术实现思路

1、本发明提供了一种干熄焦炉环形风道砌筑施工方法，采用“基准定位+每环检测+动态校正+交接面精准对接”的施工方式，实现了大型干熄焦炉环形风道的高精度砌筑，同时简化了施工流程，并且与上料操作无相互干扰。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种干熄焦炉环形风道砌筑施工方法，包括如下过程：

4、（1）环形风道砌筑前，先建立基准定位单元；基准定位单元由多个竖直基准定位器和多个水平基准定位器组成，两者均以炉体中心线为轴沿周向均布，并通过强磁吸盘与环形风道上方的炉壳相连；

5、（2）将环形风道沿周向均匀划分为多个作业段，各作业段同步进行耐火砖砌筑施工；先砌筑外环的耐火砖，再砌筑内环的耐火砖；砌筑时，各竖直基准定位器发射竖直的绿色激光线作为各作业段交接处的竖直定位线；各水平基准定位器发射水平的绿色激光线作为各作业段当前层耐火砖的水平定位线；

6、（3）炉体中部设置升降作业平台，各作业段的施工人员均站立在升降作业平台上进行施工，升降作业平台的中部开设上料通道；

7、（4）每砌筑完成一层耐火砖后立即进行检测及校正；操作人员根据竖直基准定位器及水平基准定位器发射的激光线，对砌筑后形成的砌体尺寸进行核对校验，防止标高超差，同时确定下一层耐火砖砌筑时留置的卧缝尺寸，以减小累计偏差。

8、所述竖直基准定位器由底座一、支架一及激光标线仪一组成；底座一内设强磁吸盘一与炉壳固定相连，激光标线仪一通过支架一与底座一相连；支架一采用高强度铝合金材质，热膨胀系数≤23×10-6/℃。

9、所述水平基准定位器由底座二、支架二、升降驱动装置及激光标线仪二组成；底座二内设强磁吸盘二与炉壳固定相连，升降驱动装置通过支架二与底座二相连；激光标线仪二能够在升降驱动装置带动下沿竖直方向移动；支架二采用高强度铝合金材质，热膨胀系数≤23×10-6/℃。

10、所述升降驱动装置为直线电机、伺服液压缸、伺服气缸、带编码器的电动推杆，或者升降驱动装置由步进电机与丝杠组成；精度等级为0.1mm级。

11、多个升降驱动装置通过控制系统联锁控制，同步升降。

12、多个竖直基准定位器和多个水平基准定位器安装时，均通过三维激光扫描仪进行定位，强磁吸盘与炉壳之间设微调垫片；竖直基准定位器、水平基准定位器与炉体中心线的距离≥3m。

13、竖直基准定位器、水平基准定位器通过多自由度云台与对应底座相连，多自由度云台与控制系统相连，实时校正基准位置。

14、砌筑各作业段交接处的相邻2块耐火砖时，在交接处放置x形定位器，x形定位器的两端分别设燕尾引导槽；x形定位器由不锈钢板制成，耐火砖定位后撤除。

15、所述过程（4）中，利用三维激光扫描仪进行检测及校正；具体是在升降作业平台上临时架设三维激光扫描仪，各立缝基准定位器上分别设反射板，通过反射板快速定位，使三维激光扫描仪位于炉体中心点处；通过三维激光扫描仪测量当前层耐火砖砌体的顶面高度、半径、垂直度、圆度，以及立缝厚度与卧缝厚度，与设计值进行比对后标记出偏差超过阈值的点位，人工对各超差点位进行校正，直至达标；校正完成后，撤除三维激光扫描仪，进行下一层耐火砖的砌筑；外环耐火砖和内环耐火砖全部砌筑完成后，拆除基准定位单元及升降作业平台。

16、施工后环形风道砌体的半径偏差≤±5mm以内，立缝厚度偏差≤±0.5mm，卧缝厚度偏差≤±0.3mm。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、（1）砌筑精度高：采用常规施工方法时环形风道的半径偏差普遍超过15mm，立缝厚度偏差超过2mm、卧缝厚度偏差超过1.5mm；本发明通过基准定位与实时动态校正机制，可将环形风道半径偏差控制在±5mm以内，立缝厚度偏差控制在±0.5mm以内，卧缝厚度偏差控制在±0.3mm以内。采用全环分层强制检测和毫米级微调闭环控制，有助于确保每一层砌筑精度稳定，半径偏差可进一步控制在±1.5mm以内，大幅提高了环形风道砌筑一致性，满足行业标准要求。

19、（2）施工与上料可并行作业：传统的采用中心基准杆的施工方式占用了炉体中心区域，易干扰上料设备运行，难以实现砌筑施工与上料同步作业；本发明将基准定位单元布置于距炉体中心3m以上的环形风道炉壳内侧，炉体中心预留直径≥2m的上料通道，校正装置（三维激光扫描仪）临时、快速架设，施工周期可缩短15%～20%，有助于解决干熄焦炉施工与生产上料的矛盾。

20、（3）简化了施工流程，提升了作业效率：采用传统的干排预砌筑施工方式需耗时2天以上，施工效率较低且质量稳定性欠佳。本发明采用竖直及水平的绿色激光线作为砌筑基准，交接处采用带燕尾引导槽的x形定位器，实现了耐火砖的精确定位，大幅减少预砌筑时间，施工效率提升40%以上。采用分段施工同步砌筑，配合各段基准实时调节、动态校正，有效消除了多班组操作导致的交接面累计偏差，简化了施工流程。

21、（4）非破坏性基准安装方式，降低了维护成本：传统施工方法常采用膨胀螺栓等固定测量基准，易对炉壳表面造成机械损伤，后续需增加孔洞修补工序，增加了工序复杂度和维护成本。本发明采用强磁吸盘（磁力≥1500n）固定基准定位单元，可避免对炉壳的机械损伤，安装与拆除时间显著缩短，且无需后期修补工序，有助于降低工序复杂度，同时提高装置复用性。

22、（5）返工率大幅降低，减少了经济损失：常规施工方法由于精度控制方面存在不足，返工率高达25%～30%，造成了巨大的经济损失。本发明通过实时监测与动态校正机制，及时发现并校正偏差，返工率可降至5%以下。通过分层检测与毫米级微调，确保偏差提前纠正，并避免因累计误差导致的大规模返工。

23、（6）提高了设备安全性能，有利于延长设备使用寿命：常规施工方法多通过后续立缝与卧缝厚度调整来实现尺寸误差的控制，易导致灰浆饱满度不足，存在高温气体泄漏隐患，缩短了干熄焦炉的使用寿命。本发明通过严格的灰缝控制和实时监测，可确保立缝与卧缝灰浆饱满度≥95%，有助于消除高温气体泄漏隐患，延长干熄焦炉使用寿命，提高了设备运行安全性和稳定性。