技術(shù)交流JI SHU JIAO LIU1前言氣化爐制造工藝研究國家“十五”期間加大了第二產(chǎn)業(yè)的投入，化工、煉油及煤王玉梅'李慧玲2張連仲'陳靜1化工行業(yè)有了較快的發(fā)展，一大( 1.錦西化工機械(集團)有限責(zé)任公司遼寧葫蘆島125001 )批具有市場潛力的項月紛紛投產(chǎn)(2.中國昊華集團宣化有限公司 河北張家口075100 )和擴大再生產(chǎn)。化工及煤化工行業(yè)的尿素項目、甲醇項目最近幾[摘要]本文介紹了氣化爐(殼牌)的結(jié)構(gòu)型式及制造特點，分析了年已發(fā)展到80萬噸/年及60萬噸/制造的難點，主要體現(xiàn)在主要零部件的焊接、探傷、熱處理、組裝及試年，石油行業(yè)的煉油規(guī)模已向驗等典型制造工藝。1000萬噸/年努力,隨著工藝規(guī)模[關(guān)鍵詞]鉻鉬鋼成形焊接探傷熱處理組裝試驗的逐步擴大，其生產(chǎn)工藝裝置中的主要設(shè)備也越來越向高參數(shù)、高科技含量、厚壁方向發(fā)展?，F(xiàn)表1設(shè)備結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表就煤氣化爐及其配套裝置的制造工藝研究可行性論證如下。設(shè)計規(guī)范JB4732-1995腐蝕裕量(mm)復(fù)合板0ASME VII II無復(fù)合板處52設(shè)備結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表(表1)設(shè)計壓力(MPa)5.2/FV試驗壓力按規(guī)范設(shè)計溫度(C)350容器類別3“殼牌"氣化爐制造的可操作介質(zhì)工藝氣主體材料SA387Gr.11C12行性分析焊縫系數(shù)轉(zhuǎn)化率大于99%，有效氣體成分SA387Cr11CL2; 濕區(qū)主體材質(zhì)為3.1“殼牌”氣化爐工藝特點含量高，精合成氣中不含焦油等SA387+不銹鋼復(fù)合層;水/蒸汽“煤代油”項目符合我國能源有害雜質(zhì); 硫氧化物粉塵排放量管、 激冷管等為13CrMo44。結(jié)構(gòu)調(diào)整的大方向，實施后不僅小， 煤的灰分被轉(zhuǎn)變成- -種惰性加壓煤、氧和蒸汽通過4個徑可較大幅度降低尿素生產(chǎn)成本，爐渣， 可用作道路建設(shè)用料，工向 布置的燒嘴進入氣化爐，在膜還將為以油為原料的化工企業(yè)提藝用水可循環(huán)利用。式罩內(nèi)完成合成氣的反應(yīng)，該膜供資源，符合我國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)式罩是水1蒸汽循環(huán)系統(tǒng)中的一的發(fā)展方向。3.2“殼牌”氣化爐的結(jié)構(gòu)特點部分，懸掛在氣化爐壓力容器“殼牌”的粉煤氣化工藝以干(1)氣化爐殼體由四部分構(gòu)內(nèi)。液態(tài)渣流至氣化爐的底部進煤粉為原料，純氧作為氣化劑，成: 氣化爐殼體、拱頂/輸氣管殼人渣池排出。合成氣通過激冷液態(tài)排渣。其特點有:氣化爐對體、 氣體返回室殼體及合成氣冷管、 輸氣管和合成氣冷卻器進行煤的品質(zhì)要求不高，適應(yīng)性強，卻器殼體， 組成“h”形結(jié)構(gòu)。殼冷卻。 在氣化爐頂部出口、合成干粉進料，氣化率高;對稱式多體內(nèi)含 膜式壁換熱及蒸發(fā)管束和氣冷卻器 人口設(shè)置吹灰設(shè)備，為燒嘴使用壽命長;高溫氣化.碳過熱管束。 干區(qū)的主體材質(zhì)為合成氣冷 卻氣管束配備氣動振打作者簡介系統(tǒng)，以防止飛灰造成的積垢，影響換熱面的傳熱性能。王玉梅(1960-)女,工程師，1985年畢業(yè)于遼寧廣播電視大學(xué)午數(shù)量較多，氣化化工機械系，一直從事壓力容器制造技術(shù)工作。中國煤化工管93個:儀表連HHCNMHG2009.09 I 石油和化工設(shè)備|29技術(shù)交流接管19個，輸氣管區(qū)工藝接管6土 0.1°，因此必須采用專用的工制時 板料與卷板機的相對位置個;人孔2個,合成氣冷卻器區(qū)工裝并 在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制，方找正， 卷制后筒節(jié)縱焊縫組對、藝接管76個;儀表連接管11個，能保 證相互間的尺寸公差。這些消氫， 并校圓，注意卷制時對相人孔5個。接管的方位尺寸的偏差將直接影同尺寸的簡節(jié)所滾壓的次數(shù)應(yīng)盡響到該裝置的工藝性能。量相同，以保證各簡節(jié)的延伸量3.3“殼牌"氣化爐的技術(shù)特點因受到熱處理爐長度的限一樣， 從而保證簡節(jié)周長一樣，(1 )氣化爐除具有耐熱鋼設(shè) 制、氣化爐安裝內(nèi)件澆注耐火層 校圓后檢杳筒節(jié)的橢圓度應(yīng)為土備的所有特點(關(guān)鍵是預(yù)熱和后熱的要求及運輸 條件的限制，設(shè)備5mm. 外圓周長公差為土6mm,合的控制)外，還具有下列特點:必需分20段交貨。因此為保證接格后組裝撐圓器以控制加工環(huán)縫a)設(shè)備垂直度及同軸度要求高管的軸向尺寸， 制造基準(zhǔn)線的轉(zhuǎn)坡 口時簡節(jié)的橢圓度。該設(shè)備囚內(nèi)含膜式壁換熱且移尤 為重要。c)錐體形狀尺寸的控制澆注耐火層，為了保證受熱均c)“"h"形結(jié)構(gòu)錐節(jié)規(guī)格為φ4630/φ3020,勻，確保設(shè)備使用的可靠性，要氣化爐殼體和氣體返回室殼厚度 為95mm。錐節(jié)采取分瓣在油求設(shè)備的垂直度小于20mm;同軸體 是通過輸氣管焊接固定的，為壓機上壓制。 按沖壓工藝要求，度不大于0.5mm?！?h"形結(jié)構(gòu)。輸氣管的直徑為2m-壓 制后利用工裝將錐瓣組對，組從安裝考慮，內(nèi)件的順利組3m,這給組裝焊接帶來-定的難對后用樣板檢查錐節(jié)橫截面的橢裝十分關(guān)鍵，這也要求設(shè)備的同度。 具體體現(xiàn)在如何保證輸氣管圓度應(yīng)為 士5mm、棱角度不大于軸度不大于0.5mm;直線度小于的組 裝尺寸角度，及防焊接變形5mm， 合格后用工裝卡具將其固20mm。的措施;如何保證各節(jié)簡體的軸定， 防止焊接變形，焊接完畢后對于殼體長度較長且直徑較線都在同一 平面上;殼體總裝的在車床 上加工環(huán)焊縫坡口，加工大的設(shè)備，為保證垂直度小于工藝路線安排。 從制造上講，輸時控制 相鄰錐節(jié)的外圓周長公差20mm;同軸度不大于0.5mm這樣氣管 的制作難度較大。為士6mm。的指標(biāo)，關(guān)鍵取決于設(shè)備的加工d)內(nèi)件組裝d)球形封頭的制造工藝、組裝工藝及生產(chǎn)過程中的因為內(nèi)件是國外進口的，并氣體返回室上部的球形封頭嚴(yán)格控制。本臺設(shè)備保證同軸度非按殼體尺寸配制， 加上工藝要規(guī)格為 SR1750,厚度為60+5mm, .的最大難點在于錐體的制作及其求對組裝尺寸要求嚴(yán)格， 給內(nèi)件采用整板壓制。 氣化爐下部的球與殼體的組裝焊接。的組裝帶來困難。內(nèi)件組裝檢驗形封頭 規(guī)格為SR2325,厚度為恒力吊架基礎(chǔ)環(huán)水平偏差及是一個重 要的控制點。95mm，采取分瓣壓制。按沖壓工基礎(chǔ)環(huán)與殼體同軸要求同樣應(yīng)注藝要求，分瓣的球形封頭在專用3.4“殼牌”氣化爐制造工藝要求工裝 上進行組對、焊接，保證封b)接管數(shù)量多且位置公差要.(1)氣化爐制造工藝要求頭的橢圓度士5mm。.求高a)下料尺寸的控制e)氣化爐爐體組裝氣化爐因工藝要求，接管數(shù)簡節(jié)下料時應(yīng)控制長度公差氣化爐殼體段分為8個部件量多且位置公差要求高。僅氣化為土 5mm、寬度公差土1mm;簡在制造廠 組對，組對時包括各段爐殼體部件.上就有112個大小接節(jié) 刨邊后必須檢查對角線長度及上接管、 吊耳等零件，組焊后各管。其中與內(nèi)件1換熱面連接的接偏差應(yīng)小于2.5mm;質(zhì)檢部檢查部件分別進行消除應(yīng)力熱處理。管間的公差土2mm;氣化爐環(huán)向后 應(yīng)做好記錄好。①爐體底部的球形封頭與下16個接管及合成氣冷卻器環(huán)向12b)簡節(jié)尺寸的控制部管口的接管法蘭組焊后進行二個接管,角度偏差為0.05° ;燒嘴簡體規(guī)格分為φ 46301次加工， 保證封頭與管口同軸。組裝尺寸要求更高;輸氣管的直φ 3020/ φ 3400,最中國煤化工體組對采用激光徑為2m--3m,斜插管角度偏差為95mm。簡節(jié)卷制前應(yīng)先MYHCNMHG藝方法進行，以30|盧灣敷輯王設(shè)備| 20.0技術(shù)交流L JI SHU JIAO LIU保證爐體的同軸度不大于0.5mm直, 其中恒力吊架基礎(chǔ)環(huán)水平度將氣化爐各段水平放置地平和直線度小于20mm,同時在爐體及同 軸度按基準(zhǔn)找正，內(nèi)件用工臺上， 進行整體預(yù)組裝，驗證殼外圓上刻劃出一個基準(zhǔn)圓，基準(zhǔn)裝臥置組裝。體各段位置偏差是否在公差允許圓應(yīng)與爐體的軸線垂直。i)接管組裝范圍內(nèi)，以確保在現(xiàn)場組裝時滿氣化爐殼體上四個噴嘴接管氣化爐上接管數(shù)量較多，為足 施工圖技術(shù)要求的各項指標(biāo)。在設(shè)備內(nèi)用工裝將其固定，其位保證接管的位置公差， 利用殼體放置后分別調(diào)整各段的水平高置由基準(zhǔn)圓.上將基準(zhǔn)線轉(zhuǎn)移過上的基準(zhǔn) 圓，組對時采用專用的度，使之中心截面在同一個水平來，以保證噴嘴接管圓截面與設(shè)工裝， 從而保證相互間的尺寸偏面上， 平臺上放置專用工裝板，備的軸線垂直，接管組焊后才能差。插入式接管、管接頭等，除以便調(diào)整各段的位置、 相互間的拆除工裝。施工圖中另有規(guī)定外不應(yīng)伸出殼間隙等，同時檢驗并記錄。爐體部分組焊后利用龍門吊體的內(nèi)表面，以防影響內(nèi)件的組標(biāo)注殼體.上四條心線的位置架(其高度可以滿足內(nèi)件與殼體及基準(zhǔn)圓之間的距離，并做標(biāo)的重疊尺寸)將其立起并找正固j)設(shè)備焊接記，以保證現(xiàn)場安裝時的準(zhǔn)確無定，將內(nèi)件組裝、焊接，內(nèi)件組焊接按焊接工藝要求，施焊誤。裝時利用專用工裝，保證同軸度前檢查復(fù) 合板的對口錯邊量應(yīng)不m)氣化爐除銹、油漆、包裝不大于0.5mm。內(nèi)件組焊合格后，大于 2mm,焊前預(yù)熱(溫度小于和運輸再將上部錐體組焊。150C)，焊后消除應(yīng)力處理除銹、油漆、包裝和運輸按f)拱頂/輸氣管組裝(690C+ 14C),焊后立即消氫施工圖和JB/4711-2003《壓力容本部分輸氣管的下料用(溫度 350C/3h )。焊縫的無損檢器涂敷與運輸包裝》要求執(zhí)行，AutoCAD畫出展開圖，然后實際測應(yīng) 在焊接完成24小時后進行。在各分段筒節(jié)的焊接端口50mm下料,端口留出研合量，質(zhì)檢部k)設(shè)備壓力試驗范圍內(nèi)涂可焊性涂料，殼體分段檢查并記錄下料尺寸，滿足展開氣化爐設(shè)備分為五段水壓試端口及各接管口分別用盲 板包圖尺寸。組對時用工裝及樣板控驗， 試驗時內(nèi)件先不組裝。裝。制好45°角，內(nèi)件臥置組裝。①氣化爐下部殼體g) 氣體返回室組裝②氣化爐上部錐體至殼體3.5氣化爐現(xiàn)場總體安裝本部分厚250mm和210mm的③拱頂/輸氣管按工程要求對氣化爐進行現(xiàn)殼體為鍛件，按金工工藝要求加④氣體返回室場安裝，組焊各段合攏口，焊接工，厚250mm的鍛制殼體與厚⑤合成氣冷卻器按焊接工藝要求。210mm的鍛制殼體成45°角，組試驗前端口組焊試壓工裝封現(xiàn)場組焊的焊縫進行射線及對時用工裝及樣板控制好45°頭，各接管安裝工裝育板，試驗超聲波檢測， 設(shè)備整體組焊完畢角，焊接時無法利用轉(zhuǎn)罐機轉(zhuǎn)動程序 及試驗壓力按制造工藝要求后不再進行強度(水壓)試驗,其兩部件，焊接時需全位置焊，所進行。 試驗后將試壓封頭切割焊縫稱為“黃金焊縫”。所以焊接以焊接應(yīng)保證焊透。內(nèi)件臥置組掉， 修磨殼體端口并對坡口進行時一定保證焊透,確保焊縫質(zhì)量滲透檢測。百分之百合格。h)合成氣冷卻器組裝1)設(shè)備整體試組裝現(xiàn)場組裝順序如下:本部件的長度較長，組對時氣化爐各段水壓試驗合格(1) 氣化爐下部殼體部分先采用激光經(jīng)緯儀透光的工藝方法后，分別組裝內(nèi)件，其中氣化爐安裝在基礎(chǔ)上，然后將氣化爐上進行，以保證爐體的同軸度不大殼體部分內(nèi)件需 立式組裝，其余部錐體與殼體部分組焊，焊縫無于0.5mm和直線度小于20mm,同部分 采取臥置組裝。內(nèi)件組裝后損檢測按設(shè)備總圖要求。時在殼體外圓上刻劃出一個基準(zhǔn)按澆 注工藝要求澆注各中國煤化工氣管部分與氣體圓，基準(zhǔn)圓應(yīng)與殼體的軸線垂火層。YHCNMHG面上組焊,焊縫2009.0901 石油和化工設(shè)備 |31技術(shù)交流無損檢測按設(shè)備總圖要求。雜、單臺產(chǎn)值大的特點，如果加藝及人才的儲備， 就可開拓氣化(3)合成氣冷卻器部分安裝 大自身設(shè)備的改造，加大技術(shù)工 爐制造業(yè)廣闊的市場。哆在基礎(chǔ)上。(4)將拱頂/輸氣管和氣體返.參考文獻回室部分的組焊件，分別與氣化[1]JB4732- -95《鋼制壓力容器-分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員爐部分及合成氣冷卻器部分進行會發(fā)行1995-10-15實施組焊，焊縫無損檢測按設(shè)備總圖[2]GB150- -1998《鋼制壓力容器》國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布1998- -03-20發(fā)布要求。[3] GB151-1999《管殼式換熱器》國家質(zhì)!技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布1999- 02- -26發(fā)(5)設(shè)備整體組焊完畢后不布再進行強度(水壓)試驗。[4]《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中國勞動社會保障出版杜出版發(fā)行1999年10月第1版4小結(jié)[5]JB4708- 20000鋼制壓力容器焊接工藝評定國家機械工業(yè)局國家石油和化學(xué)工業(yè)局2000 -08- -15發(fā)布通過上述對氣化爐這一典型[6] JB/T4709 -2000 《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》國家機械工業(yè)局國家石油和化設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、制造工藝要求學(xué)工業(yè)局2000 -08-15發(fā)布的分析可知，氣化爐具有結(jié)構(gòu)復(fù)資訊門煙氣脫硫新技術(shù)躋身國際前列.本刊訊截至8月底，采用國家煙氣脫硫工程技術(shù)研究中心、四川大學(xué)等開發(fā)的新型催化法煙氣脫硫技術(shù)建成的10000Nm2/h煙氣脫硫示范工程，在廣東成功運行1年。運行結(jié)果顯示，這套具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)設(shè)備煙氣脫硫效率達到95%以上，同時實現(xiàn)了廢水、廢氣“零排放”，而且副產(chǎn)物硫酸、硫酸鹽等還可資源化綜合利用。專家表示，這套工業(yè)化示范裝置的穩(wěn)定成功運行，標(biāo)志著我國在這一領(lǐng)域已走在世界前沿，為我國環(huán)境治理和資源綜合利用開辟了新的空間。在國家自然科學(xué)基金和國家科技攻關(guān)項目資助下，我國科研人員經(jīng)過20多年的探索開發(fā)成功的新型催化法煙氣脫硫技術(shù)，突破了脫硫劑的原料與產(chǎn)品出路兩大技術(shù)難點。有關(guān)專家表示，該技術(shù)將改變高開采、高污染、高消耗、低效益(“三高一低”)的二氧化硫治理模式，同時，有望改變以往我國煙氣脫硫技術(shù)和設(shè)備基本依靠進口，既要付出高額技術(shù)使用費又難以適應(yīng)國情的局面?，F(xiàn)在，該技術(shù)已列入國家當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點項目，成為循環(huán)經(jīng)濟關(guān)鍵支撐技術(shù)。專家分析，該工藝集成了新型催化脫硫劑、新型脫硫反應(yīng)器和新型脫硫工藝，具有五大特點。一是消耗少、效益高。按減排1000萬噸二氧化硫計，采用傳統(tǒng)的石灰石-石膏法，需消耗石灰石約2300萬噸;而新型催化法脫硫劑消耗量僅為20萬噸，脫硫成本可降低約60億元，同時可減少二氧化碳排放量約700萬噸，回收硫資源生產(chǎn)硫酸1500萬噸。二是用可再生的酒糟、秸稈、食用菌菌渣等替代一次性不可再生的煤、焦油以及寶貴的木材等資源來制備脫硫催化劑，充分實現(xiàn)了廢物綜合利用。三是催化氧化溫度低、適.用濃度范圍大。新型煙氣脫硫催化劑抗毒性強、壽命長、低溫催化活性高，可以在二氧化硫濃度0.05%-2%、煙氣溫度60%C- 200C的條件下使用。而以前的催化法脫硫技術(shù)僅適合于反應(yīng)溫度高、氣體前處理凈化程度高、二氧化硫濃度高的煙氣凈化。四是脫硫副產(chǎn)物為硫酸或硫酸鹽產(chǎn)品，附加值高。五是投資回收期短。一般4~5年即可收回投資,如算上每年少交的排污費，則當(dāng)年就可收回投資。中國煤化工YHCNMHG32萬法聶指工設(shè)備I 2009.09