制硫燃燒爐爐膛內(nèi)正常操作溫度為1300℃爐壁設(shè)計(jì)溫度為300℃，最高工作壓0.06MPaG，設(shè)計(jì)壓力0.25MPaG。鋼殼體按照GB150-1998《鋼制壓力容器》設(shè)計(jì)和制造，鋼殼體內(nèi)徑為 Ф3100，厚度為18mm，燃燒器連接口直徑Ф1600，厚度為18mm。鋼殼體端部采用橢圓封頭，厚度為18mm，材料均為16MnR。
鋼殼體筒體段耐火襯里分3層（見圖）最外層為輕質(zhì)漂珠澆注料襯里，厚度為80mm；最內(nèi)層為剛玉磚，厚度為145mm；中間層為高鋁質(zhì)澆注料，厚度為150mm，剛玉磚層與中間層的間隙為5mm。
爐體燒穿處為鋼殼體的過渡段，耐火襯里分3層，最外層為輕質(zhì)漂珠澆注料襯里，厚度為 80mm；最內(nèi)層為剛玉質(zhì)高強(qiáng)耐火澆注料，厚度為150mm；中間層為高鋁質(zhì)澆注料。厚度隨部位不同而變化，利用Φ8mm 錨固釘加強(qiáng)與殼體的聯(lián)結(jié)，錨固釘?shù)撞坎馁|(zhì)采用 0Cr18Ni9，端部材質(zhì)為 0Cr25Ni20，錨固釘從根部到端部長 350mm，設(shè)計(jì)間距為 200×200mm。依據(jù)GB50211-2004《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行筑爐施工。
事故發(fā)生后，公司相關(guān)技術(shù)部門以及施工人員到場進(jìn)行了查看分析。經(jīng)過分析原因如下。
（1）從爐溫的曲線看，沒有出現(xiàn)急冷急熱狀況，可以排除操作問題。
（2）過渡段最內(nèi)層耐火襯里采用剛玉質(zhì)高強(qiáng)耐火澆注料，其強(qiáng)度和抗沖蝕能力小于剛玉磚，是導(dǎo)致耐火襯里脫落原因之一。從制硫燃燒爐可以看出，燃燒器周邊爐膛溫度達(dá)1400℃以上，并隨軸向方向降低。從燃燒器模擬流速圖顯示可以看出，在燃燒器周邊流速很大，最高流速可達(dá)10m/s 以上，對周邊的耐火襯里具有很大的沖刷力。因此，燃燒器周邊區(qū)域是整個制硫燃燒爐工況條件最為惡劣的區(qū)域，在此區(qū)域，沖刷、侵蝕、熱震3種破壞同時存在。特別是沖刷和侵蝕，此區(qū)域?qū)δ突鹨r里造成的破壞作用十分巨大。
由于硫燃燒爐筒體部分耐火襯里采用內(nèi)砌外澆結(jié)構(gòu)，襯里總厚度為380mm。最內(nèi)層采用剛玉磚，過渡段最內(nèi)層采用剛玉質(zhì)高強(qiáng)耐火澆注料。剛玉質(zhì)高強(qiáng)耐火澆注料的強(qiáng)度、耐熱溫度以及抗沖刷和侵蝕性能顯然低于剛玉磚，過渡段最內(nèi)層采用剛玉質(zhì)高強(qiáng)耐火澆注料顯然是不合適的。
（3）在設(shè)計(jì)過渡段錨固釘布置方面，錨固釘設(shè)計(jì)的規(guī)格尺寸、布置密度和數(shù)量未發(fā)現(xiàn)原則性問題。但在澆注料的設(shè)計(jì)上，此部位的澆注料厚度超過 380mm，易產(chǎn)生裂紋。
（4）爐體耐火襯里施工不規(guī)范，也是造成本次事故的主要原因之一。在詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙中，過渡段的錨固釘間距設(shè)計(jì)為 200×200mm，現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)環(huán)向間距達(dá)到了 260～270mm，沒有按照設(shè)計(jì)圖紙制造。同時也違反了 HG/T20541-2006《化學(xué)工業(yè)爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定》中，耐火澆注料的錨固釘布置間距爐壁不應(yīng)超過300mm、爐頂不應(yīng)超過 230mm 的規(guī)定。
（5）現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，耐火襯里未按圖紙施工，部分襯里由 3 層改為2層澆注料。澆注料最厚部位達(dá)470mm，而此處錨固釘長度為 350mm，如此厚的耐火層更易產(chǎn)生裂紋。
（6）由于爐體尺寸較小，錨固釘比較密集，澆注料施工時存在未搗實(shí)問題。從脫落澆注料塊外觀來看，其澆注密實(shí)度較差，也是造成澆注料產(chǎn)生裂縫，并脫落的主要原因之一。