新型水煤漿煤氣化爐的制造

第45卷第6期化工設備與管道Vol 45 No 62008年12月PROCESS EQUIPMENT PIPINGDec.2008單元設備·新型水煤漿煤氣化爐的制造秦凌1,王景堂(1.大連冰山集團金州重型機器有限公司,遼寧大連116100;2.阿爾派電子(中國)有限公司大連研發(fā)中心,遼寧大連116100)要:介紹了新型水煤漿氣化爐的主要結構、參敷等,并對其主要零部件的加工、制造及裝配工藝進(jìn)行了重點(diǎn)闡述關(guān)鬟詞:水煤漿氣化爐;結構參數;拿部件;制造中圖分類(lèi)號:TQ054文獻標識碼:B文章編號:10093281(2008)06001803Manufacture of New Texaco Gasification FurnaceQIN Ling, WANG Jing-tang(L. Dalian Bingshan Group Jinzhou Heary Machinery Co, Ld, Dalian 11610, China2. Alpine Electronics( China)Co. LTD, DaLian R&D Center, Dalian 11610, China)Abstract: In this article, the principal structure and parameters of new Texaco gasification fumace were introduced. Meanwhile, theKeywords: Texaco gasification fumace; structural parameter; part and component; fabrication2007年3月為某公司制造的一臺新型水煤漿煤氣化爐順利出廠(chǎng),這臺氣化爐是“十五”國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)的重大課題。與以往制預燒嘴造的該類(lèi)型氣化爐相比,這臺氣化爐主要有以下幾處不同球封頭(1)激冷環(huán)結構為半環(huán)形;(2)燃燒室增加托磚架;側壁燒嘴(3)急冷室增加了氣泡分隔器;(4)燒嘴采用四噴嘴對置式(5)急冷室殼體材料為SA387Grl1cI2鋼板,燃燒室以堆焊不銹鋼作為耐腐蝕層。筒體大鍛件1技術(shù)特性、結構和工藝流程1.1技術(shù)特性和結構激冷環(huán)操作壓力為4.0MPa,設計壓力為4.8MPa;操作溫度:燃燒室約為1300℃,急冷室250℃;設計激冷室溫度為425℃;工藝物料:燃燒室為高溫煤氣及熔渣,急冷室為煤氣溶渣和黑水;設備腐蝕裕度:燃燒隔泡器室為6mm急冷室為3mm;主體材料(包括球封頭、筒體及錐體等)為SA387Grl1CL2,激冷環(huán)材料為INCOLOY825,鍛件為SA182F11CL2,堆焊層為309L+316L,氣化爐結構見(jiàn)圖1圖1氣化爐結構1.2工藝流程加壓后的水煤漿與氧氣通過(guò)4個(gè)對置噴嘴噴入H中國煤化工CNMHG工程師。從事壓力容器溫度高達1300℃左右的燃燒室中,生成CO和H2,藝的制上怍。2008年12月秦凌,等,新型水煤漿煤氣化爐的制造19出氣化室的夾帶熔融態(tài)的高溫合成氣進(jìn)入以水為冷合格,UT按JBT4730.3I級合格,MT按JB/T卻介質(zhì)的急冷室中激冷至200℃左右。水煤氣經(jīng)由4730.4I級合格按JBT4130.5I級合格合成氣出口進(jìn)入洗滌器并除去灰塵和有害氣體后表1氣化爐無(wú)損檢測方法、部位及檢測時(shí)間再經(jīng)后續階段將煤氣中的一氧化碳除掉,得到純凈位置UT MT的氫氣,而灰融渣則通過(guò)氣化爐底部以破渣機和鎖材料入廠(chǎng)后斗排出爐外。加工面及坡囗2新型氣化爐的特點(diǎn)B類(lèi)焊縫熱處理前A類(lèi)焊縫筒體校形后v四噴嘴對置式氣化爐的氣化效率高,技術(shù)指標待堆焊面先進(jìn),四噴嘴之間協(xié)同作用好,適應能力強,有利于堆焊層裝置大型化,一對噴嘴運行時(shí),系統處于正常操作壓c、D類(lèi)等焊縫√(能做的)vv力下,可進(jìn)行另一對噴嘴的帶壓連投,大大提高了整A、B類(lèi)焊縫熱處理后C、D類(lèi)等焊縫v(能做的)個(gè)生產(chǎn)系統的操作穩定性、連續性。3制造規范及要求水壓試驗后AB,D類(lèi)焊縫√(能做的)vV3.1制造規范4制造制造規范為GB150-1998《鋼制壓力容器》;HG20584-1998《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》。由于氣化爐的制造工藝較為繁瑣,這里只對重3.2技術(shù)要求點(diǎn)部件中的制造難點(diǎn)及注意事項進(jìn)行闡述。雖然我公司對這種結構的氣化爐及其材料已具4.1急冷室筒體的制造備了較成熟的制造經(jīng)驗,但鑒于其結構的特殊性以急冷室殼體內表面需堆焊不銹鋼復層,為保證及其本身精度要求而制定了相應的技術(shù)要求,主要堆焊后殼體內徑不變,下料時(shí)要考慮焊后收縮留量,體現在以下三個(gè)方面。在筒節卷制成形時(shí),應嚴格各筒節的碾壓圈數,控制3.2.1焊接要求其錯邊量,同時(shí)也應控制棱角度等相關(guān)要求;筒節環(huán)該材料焊前需進(jìn)行預熱、焊后消氫,預熱溫度為焊縫焊接完畢后再進(jìn)行堆焊。為保證堆焊效果,對150~200℃,焊后立即進(jìn)行350-400℃下保溫2h內表面進(jìn)行了打砂處理在過(guò)渡層堆焊后進(jìn)行了消的消氫處理,且焊接過(guò)程必須是連續的,并要保證焊除應力熱處理。急冷室錐體下部法蘭為保證其同軸件溫度維持預熱溫度或層間溫度:;如果在焊接過(guò)程度,在下部錐體短節,法蘭組焊完畢后,再進(jìn)行密封中出現間歇或停止現象,焊件必須一直保持預熱狀面及螺栓孔的加工,見(jiàn)圖2態(tài)直到焊接結束。堆焊過(guò)渡層后,須進(jìn)行消除應力熱處理。內件 INCOLOY825材料之間的焊接完全采用氬弧焊。322精度要求筒體的圓度偏差不大于6mm,以頂法蘭為基準,筒體的不直度每3m范圍內為±3mm,總的不短節直度為±6mm;托磚盤(pán)總水平度不大于±3mm,4個(gè)側壁燒嘴短節必須位于同一水平面上,其偏差不大于0.5mm,其中心線(xiàn)垂直于筒體中心線(xiàn),偏差不大于1mm圖2急冷室下部法蘭加工示意3.2.3無(wú)損檢測4.2球形封頭與頂法蘭的制造無(wú)損檢測的方法、部位及時(shí)間順序見(jiàn)表1。無(wú)中國煤化工缺高為143m,損檢測按JBT4730.1-6-2005(承壓設備無(wú)損壁厚CNMHG其檢驗和制造的檢測》執行。其驗收等級:R按BT4730.2Ⅱ級標準完全按照GB123-197《鋼制球形儲罐》進(jìn)20·化工設備與管道第45卷第6期行;為保證封頭與頂法蘭之間的同軸度采取了二者心線(xiàn)必須與筒體中心線(xiàn)垂直其垂直度偏差不大于相焊、熱處理后加工密封面與螺栓孔等的工藝,且其1mm。為滿(mǎn)足要求,在保證燃燒室同軸度基礎上:焊縫采用全焊透的對接結構形式。首先是開(kāi)孔,以封頭與燃燒室焊縫線(xiàn)為基準進(jìn)行劃4.3托磚盤(pán)的制造線(xiàn),多點(diǎn)測量,并劃一圓周線(xiàn)以找出準確的高度、方托磚盤(pán)由90°錐體、法蘭、內環(huán)、筋板、托板組位,并用氣割進(jìn)行預開(kāi)孔,留出加工余量,然后在鏜成,其中內環(huán)材料為 INCOLOY825。該部件的水平床上進(jìn)行坡口的加工;其次組對燒嘴短節:四燒嘴與度要求很高,否則會(huì )影響燃燒室耐火磚的布置。為殼體組對,為控制4個(gè)燒嘴在焊接過(guò)程中的變形,制保證其要求,采取了如下的制造工藝:法蘭堆焊后與作了4個(gè)與燒嘴外徑相同大小的圓板并加工4個(gè)螺內環(huán)相焊,暫不加工密封面與螺栓孔。校平,與錐栓孔,以便與燒嘴螺栓孔相配,圓板下面車(chē)出凸臺,體、筒體大鍛件分別組焊。無(wú)損檢測合格后,以托板高約10mm,直徑小于燒嘴內徑1mm,伸到燒嘴孔為工裝,組對筋板,以保證筋板高度在同一水平面內,以便定位;再用4根角鋼將4個(gè)圓板相連,這樣上,同時(shí)組焊托板與錐體,筋板與托板間兩側點(diǎn)焊確保四條中心線(xiàn)在同一水平面上及焊接時(shí)相互制(待最終熱處理后去除)。加工托板上槽孔及掃平約滿(mǎn)足了水平度和垂直度要求。托板上表面,再以此面為基準加工密封面。4.6總裝4.4激冷環(huán)的制造各個(gè)部件制造完畢后,進(jìn)行總裝。因熱處理爐該臺氣化爐激冷環(huán)結構見(jiàn)圖3。降液管與半環(huán)的限制,采用分段熱處理。以筒體大鍛件處作為合管間隙為1mm,為保證此精度要求,制作方案如下:攏縫燃燒室與急冷室分別進(jìn)行焊后熱處理,然后組降液管設計厚度為δ10mm,為留出焊后變形加工焊合攏縫,合攏縫進(jìn)行局部熱處理,熱處理曲線(xiàn)見(jiàn)圖余量將與內環(huán)管相焊端長(cháng)294mm降液管殼體毛4。最后進(jìn)行整體水壓試驗,注意控制水中氯離子的坯選為815mm(滾圓時(shí)保證其外圓尺寸滿(mǎn)足設計含量不大于25g/g,試驗后進(jìn)行內、外表面清理,要求);內環(huán)管用d70mmx5mm的不銹鋼整管彎組裝內件,最后包裝發(fā)運。曲而成,組焊后校形,加工成半管,再加工坡口、鉆690℃土14℃孔,并與降液管組焊;水環(huán)管經(jīng)一次加工后開(kāi)490保溫3.5hmm孔(不加工密封面),組焊接管,再與降液管組對,焊后加工降液管內表面至10mm厚,組對半環(huán)≤400℃入爐沍度出爐溫度管,用6~8組82mm+84mm的不銹鋼墊在半環(huán)卡時(shí)間管的開(kāi)槽內,兩面點(diǎn)焊,以保證其間隙。組焊其余部a.燃燒室、急冷室焊后熱處理曲線(xiàn)件后,加工唇環(huán)內圓、上表面,水環(huán)管密封面,鉆螺栓溫度690℃±14℃孔,去除不銹鋼墊。激冷環(huán)制造完畢后于水壓試驗保溫35h后安裝?！?00℃可空冷22出b.合攏縫屙部焊后熱處理曲線(xiàn)圖4熱處理曲線(xiàn)5結束語(yǔ)降液管內環(huán)管半環(huán)管唇環(huán)水環(huán)管水煤漿氣化爐是目前在我國采用水煤漿進(jìn)行煤圖3激冷環(huán)結構氣化工藝中應用比較成熟的設備,隨著(zhù)對此種工藝4.5側壁燒嘴短節的安裝認識的提高和對其不斷改進(jìn),已實(shí)現了自主知識產(chǎn)4個(gè)燒嘴要求嚴格按90°均布在燃燒室上,且中權。水煤漿氣化爐的制造成功,為推動(dòng)我國煤化工心線(xiàn)必須位于同一平面上偏差不大于0.5mm,中產(chǎn)業(yè)中國煤化工定了基礎。CNMHG