第11卷第5期VOL II NO 5神拳技2013年9月Sep.2013關于甲醇洗滌塔的技術管理譚立平(中國神華煤制油化工有限公司北京工程分公司,北京,100011)摘要:在合成氣凈化裝置中,甲醇洗滌塔是凈化單元非常重要的一臺設備,由于其壓力高(中壓38MPa),又是低溫容器(-70℃),為了保證設備在生產過程中長周期運行,在設計、制造和安裝過程中,須全程進行管理,本文主要論述甲醇洗滌塔的技術管理。關鍵詞:甲醇洗滌塔材料管理焊接中圖分類號:TQ2文獻標識碼:B文章編號:1674-8492(2013)05-072-041前言的材料,在設計制造方面有特殊的補充要求塔體的上段選材,根據甲醇洗滌塔的設備工況,在工程公司的項目設備管理中,由于管理的內須選擇低溫壓力容器用鋼。09 MnNiDR是國內最好的容較多需和公司各專業(yè)工程技術人員設計單位技抗低溫N鋼板含N量05%,它的使用溫度為-70℃。術人員施工單位技術人員制造單位技術人員進行而塔上段的設計溫度為-70℃,沒有溫度富裕。另外溝通與聯(lián)系,解決設備的設計、采購制造和安裝等09 MnNiDR根據GB3531-96標準,國內鋼廠此材料·系列問題。因煤制氫裝置需管理的設備較多,本文最大鋼板厚度不超過60mm(GB3531-2008標準鋼板論述煤制氫的重要設備——甲醇洗滌塔設備的技術最大厚度可用到120mm),沒有厚度富裕,且國內當管理。時09 MnNiDr用于設計溫度為-70℃的業(yè)績不多2甲醇洗滌塔的設備參數(shù)當時該鋼種只用到-50℃的低溫,-70℃未實際使用過,焊接工藝稍有不當,-70℃的沖擊功達不到標準甲醇洗滌塔是低溫甲醇洗單元中的主要設備之要求(現(xiàn)在09 MnNiDR已有多年使用業(yè)績,可用于。甲醇洗滌塔的設備數(shù)據:工藝介質:變換合成氣+此工況)。甲醇,上段設計溫度約為-70℃C,下段設計溫度約為查ASME2004《鐵基材料》SA20表A215中低溫45℃,上下段設計壓力都為38MPa,直徑約為38m。材料,知SA662及SA537的含N量較低,在厚度50此塔為板式吸收塔,利用低溫甲醇吸收二氧化碳及硫75mm范圍內,使用溫度為-60℃以上(在滿足沖擊功化氫能力強的特點塔的上段甲醇吸收變換工藝氣體的前提下),也不滿足設計工況的要求。SA203GrA、B中二氧化碳(塔下切線至上下段連接焊縫約42m),塔含N量2.5%,在滿足平均沖擊功20J的條件下,最的下段甲醇吸收工藝氣體中的硫化氫(塔上切線至大使用厚度為60m,不滿足鋼板厚度要求上下段連接焊縫約19m)。此塔筒體兩切線相距約SA203GrD的焊N量為35%,在設備壁厚50-75mm6lm,塔內設雙溢流塔盤,第二類壓力容器(見表1)范圍內,能用于-87℃以上(即沖擊功符合標準規(guī)范表1變換合成氣進入甲醇洗滌塔前的化學成份(%)要求)的溫度。故此遵照林德工藝要求,塔上段為SA203GrD。H2HS+COS其它塔體下段選材必須能耐-45℃的低溫,國內材料55.01.038.50.085.4216MnDR只能用于_40℃的工況,不滿足要求。3塔體的選材SA516Gr70在-45℃工況下,使用鋼板厚度上限為35mm(查2004ASME規(guī)范),即使用厚度≤35mm。甲醇洗滌塔的選材,在設備技術管理中非常重根據相V凵中國煤化工其計算厚度需要,國內有專門的低溫鋼標準規(guī)范(如GBl50附錄C56mm,顯然ˉCNMHG也不能滿足要和HGT20585)。國外在ASME規(guī)范中,對低溫鋼部分求。下段可以采用SA203GrD、SA662及SA537材料第5期譚立平:關于甲醇洗滌塔的技術管理73·它的低溫沖擊韌性介質工況及強度都能滿足下塔 ETCAS2N3和焊劑 ETCFX76B,氬弧焊絲采用日本神戶的工況要求。關鍵是此低溫材料當時需從國外進口,的TGS-3N,有焊接工藝評定,在國內有多臺制造3.5%費用較貴,不銹鋼不宜用于壓力和厚度較大的情況。與05%鎳鋼之間的焊接業(yè)績。經多次和設計單位、制造綜合考慮選用09 MnNiDR材料,在45℃低溫工況下廠聯(lián)系開會討論,這兩種低鎳鋼之間焊接沒有問題能滿足要求。材料國內生產,價格不貴,進度也能保證。綜合考慮采用國產09 MnNiDR作為此塔下段的4設備的腐蝕環(huán)境選材,林德公司同意將此塔下段選材SA516Gr70改為(1)設備設計溫度:-70°℃<60+2×3.85=676℃。09 MnNiDr。(2)設備硫化氫的分壓:3.85×0.08%=0.00308>甲醇洗滌塔的上段采用SA203GrD,下段采用00005Pa(設備內硫化氫為008%)09 MnNiDR,其各自材料之間的焊接應沒有問題,即(3)介質處于水的露點溫度下。焊接分別選用相應的焊接材料。(4)pH<9。設備含硫化氫及二氧化碳,設備處于經查SHT3525標準及咨詢國內材料專家,國內酸性環(huán)境。根據標準HC20581,設備處于濕硫化氫應有很多壓力制造廠家,都有SA203GrD和0 MnNiDR力腐蝕環(huán)境。故對設備的材料就有更嚴格的要求,要之間焊接的制造業(yè)績,SA203CrD和09MnN】DR都屬求設計單位將其寫入鋼板的采購技術規(guī)格書中。于含N低溫鋼,含鎳量分別是3.5%和0.5%。查SHT3526規(guī)范表1,是同類不同組的低溫鋼,相互之間5采購技術管理可以焊接。SA203GrD和09 MnNiDR之間的焊接工藝5.1甲醇洗滌塔的分段管理見表2、表3。作為對設備的技術管理,不僅需要在設計階段表2SA203GrD和09 MnNIDE之間的焊接工藝的技術管理,也需要對采購制造、現(xiàn)場安裝及設備運輸進行管理。甲醇洗滌塔的尺寸3800×70000m,重電弧焊接序焊接填充方法層數(shù)焊接電流電壓速度量為400t,采購部門派物流公司結合現(xiàn)場及道路橋牌號規(guī)格極性電流(A)(y)(mh)梁的運輸情況,給出的大件運輸條件見表41過望狐燦ETA82N3直徑32直反4045028-3027-3多層表4大件運輸條件(ETC FX76B)條件1高度≤48m長度≤23m寬度≤5m重量≤200多層埋弧焊 ETC AS2Ni3直徑3.2直反40045028-3027~33條件2高度≤41m長度≤35m寬度≤5m重量≤250n2焊道( ETC FX76B)點固手工焊 ETC PH87直經4根據大件運輸條件,超過長度尺寸和運輸重量,注層間溫度≤150℃,焊條烘干350℃400℃2A203GD需考慮設備分段運輸。和設計單位、制造廠及運輸公與SA203GrD之間的焊接工藝和表2基本相同。司討論,綜合過路、過橋、過收費站、運輸車輛及道路表309 MnNiDR和09 MnNiIDR之間的焊接工藝的轉彎半徑,確定此塔體分4段運輸,每段不超過20m,每段重量不超過200t。同時要求制造廠設備交電弧焊接層數(shù)焊接填充方法焊接電流電壓速度貨的時間,需考慮設備分段運輸時間、現(xiàn)場組對時間方法和吊裝時間。簽訂合同時的進度,以組對成功、水壓牌號規(guī)格極性電流(A)(v)(m/h試驗完畢為準。焊道埋弧焊0 MnNiDR多層(so)直徑4直反59060243024-26另外要求在現(xiàn)場施工計劃、吊裝計劃、設備組對和制造焊接的過程中,要考慮組對焊接場地的硬化2焊邊埋弧H0 MnNiDR(SJ01)直徑4直反550-60028-3024-26處理,對影響甲醇洗滌塔的設備和吊裝的周圍設備,律須等甲醇洗滌塔設備安裝就位后,其它設備才點固手工焊 ETC PH87直經4能進行安裝注:層間溫度≤250℃,焊條烘干350℃~400℃x2h。52甲醇洗中國煤化工據了解,西安某設備制造有限公司,采用薩西公作為技單位的確定也是CNMHG司生產的ETPH87焊條打底加固,埋弧焊絲采用很重要的一其,已且入爾x備的質量和使用74神舉技第5期壽命。由于SA203GrD是ASME標準中的低溫鋼國分各占50%。主要評分內容包括:制造資質文件、設內的壓力容器鋼板生產廠—舞陽鋼廠、武鋼和重備供貨范圍和工作范圍、設備的卷板能力、熱處理爐鋼,當時沒有生產35N容器鋼板的業(yè)績(舞陽鋼廠能力、吊裝能力、焊接機具及射線能力、現(xiàn)場組對能2007年后開始試生產SA203E),SA203GD只能進口。力、交貨進度等。經詢價后,參加投標的單位都是國據調查國外的制造廠—德國的迪林根和韓國的浦內制造壓力容器的知名廠家,由專家委員會評審打項制鐵都有制造此材料的業(yè)績,生產SA203GD的沖分。因西安某設備有限公司有較多制造SA203GD和擊功都在100J以上,故選擇這兩家為生產SA203GrDo9 MnNiDr壓力容器的業(yè)績,最后確定為甲醇洗滌鋼板的候選單位(見表5)。的供貨廠家。表5實際供應的韓國浦項制鐵的SA203GrD化學成份機械性能6設備管理中的審圖機械性能化學成份設備管理中的審圖,是在設計階段技術管理中的鋼板規(guī)格零下87度硬重要的一環(huán)。審圖管理和設計單位的校審不同,主要沖擊功(J)度YPTS EI是審查安全性、可施工性、可維修性及經濟性,設備的Ni Mn CEQ結構應便于業(yè)主的維修及備件的更換。甲醇洗滌塔中00805025300,應重點審查設備吊耳的設置、設備的基礎模板。62×2825×62003445383418013017017700032,3.51063961設備圖紙中吊耳的審查目前很多大型設計單位負責工程總承包,安裝008330.2620.00662x2825×62003465273518918014915800033.530641施工須進行管理,因此設備設計必須考慮吊裝。根據HG20585標準設備厚度≥16mm,必須進行焊后熱處00830262000理,即此臺設備應在設計階段就應考慮設置吊耳。此62×2825×6200345213611464120158003530641,臺設備設計單位按HCT21574及SHT3515標準選擇軸式吊耳(兩個對稱布置),吊耳位置應在重心以上09 MnNiDR國內當時的鋼板生產廠家為:重鋼、設計單位對設備吊耳和設備殼體進行了應力計算武鋼舞陽鋼廠。其中后兩家質量較好,因舞陽生產應力計算合格。的鋼板厚度及低溫沖擊功高于武鋼,是國內生產中但是根據HGT21574標準,單個設備吊耳的最大厚板的著名廠家,故此選擇舞陽鋼廠作為09 MnNiDR承重力為200,而甲醇洗滌塔的重量約為400,那么的供貨單位。將以上主材的供貨鋼廠,寫入技術附件單個吊耳實際承重200,考慮實際吊裝時設備有所中候選分包商名單中。傾斜,實際上單個吊耳有可能超過200t,超出了標53關鍵及特殊材料設備的技術規(guī)格書準。于是建議設計單位在設備底部設置溜尾吊耳,設設備技術附件簽訂,還應對特殊材料給出鋼板計單位根據SH3515表D.,選定吊耳結構類型ⅣV的制造供貨指標要求(S、P含量,化學性能,沖擊功,單個吊耳可承受300t,項目組要求設計單位(總承包碳當量等)。因為鋼板的標準規(guī)范及國外的規(guī)范中,單位),向大件吊裝單位提供計算書復核。吊裝單位很多檢查和試驗內容要求不是強制項,需訂貨單位、同意在設備裙座處,設置溜尾吊耳的方案,溜尾吊耳使用單位和設計單位在技術附件中共同確定。因此,的設置尺寸,參考HCT2l574標準進行。要求設計單位根據設備及材料的特殊性,編寫技術在施工階段中實際設備的吊裝施工方案為:采規(guī)格書。如甲醇洗滌塔體上段SA203Gr.D材料的設用平衡梁主吊,用11〕0吊車掛在軸式吊耳上,單輔計單位,寫出了制造的技術規(guī)格書。吊采用250吊車抬設備下部,當設備仰角為70°~7554設備詢價文件發(fā)出前的評分時附吊脫鉤,主吊繼續(xù)安裝就位。在甲醇洗滌塔設備詢價文件發(fā)出之前,需要技術6.2設備基礎模板的審查人員制訂設備的評分標準,評分標準有綜合評分法和此臺設中國煤化工時須考慮風載最低評標價格法。此臺設備制造供貨商的工作范圍荷、壓力載荷CNMHGJB4710標準,是制造設備評分按綜合評分法進行,技術分和商務HD(700070600153,Jum為向振型塔,還須考慮第5期譚立平:關于甲醇洗滌塔的技術管理75橫風向風振簽于以上因素設備基礎和地腳螺栓應為比,處理能力提高30%-50%,塔板效率提高1%次灌漿。在設備到安裝現(xiàn)場之前,須埋預留螺栓,20%,操作彈性提高40%以上,塔板壓降降低10%~這就要求螺栓位置安裝精度要高。即設備的基礎預埋20%。采用鼓泡器使整個塔板鼓泡均勻,特別是塔板連螺栓的方位、螺栓的中心圓直徑(直徑為4096m),須接處也可以布閥,提高浮閥排列的均勻度和開孔率。和設備地腳螺栓孔相匹配。比較4家的投標文件進行評分,B廠商有先進的在設備審圖及技術附件中,由設計院提交的圖浮閥結構和詳細的工藝計算,最終選定B廠商成為紙,必須有塔體地腳螺栓模板圖。制造時,將裙座基塔盤供貨廠家。根據相關規(guī)范和設備腐蝕情況、低溫礎環(huán)和設備模板一起配鉆孔,保證基礎螺栓的順利工況和使用年限,要求塔盤的厚度≥3mm,浮閥的個安裝。數(shù)及布置,由廠商在詳細的塔板制造圖中確定,塔盤63塔盤的技術性管理層數(shù)間距及溢流類型滿足工藝包要求該設備塔盤的層數(shù)及塔盤類型,塔盤的間距是7結論專利商,根據水力學及化工相關原理確定。但是工藝設備數(shù)據表中,沒有確定塔盤型式和溢流方式。為了以上是神華煤制氫單元,煤氣凈化甲醇洗滌塔的確定板式塔盤的具體類型,要求設計單位組織全國設計和制造過程的總結。整個裝置的詳細設計和設備設計及制造塔盤廠家來交流。如:華東理工、清華大技術附件的簽定在2005年完成,2006年和2007年是學、北京澤華、天大等單位,他們有專門的計算塔盤現(xiàn)場施工階段,該設備隨裝置于2008年開車成功的計算軟件。設計塔盤的方案區(qū)別主要是浮閥的開直到現(xiàn)在使用良好,每年停車檢修進行設備檢測沒孔和形狀不同,經過技術交流,3家認為泡罩塔結構有發(fā)現(xiàn)壁厚減薄、低溫裂紋等方面的問題。復雜、造價高、安裝維修麻煩。篩板塔壓力降較低;小孔徑篩板易堵塞,塔板效率一般;浮閥塔處理能力參考文獻大,操作彈性大,塔板效率高,壓力降小。3家都決定[1]GB150-1998,鋼制壓力容器[S[2]ShT3526-2004,石油化工異種鋼焊接規(guī)程S]采用浮閥塔盤,且采用雙溢流類型。[3]SHT3515-2003,大型設備吊裝工程施工工藝標準[S]A廠商采用長方形導向浮閥塔板浮閥上開1-241HC20581-19鋼制化工容器材料選用規(guī)定s個導向閥孔,與傳統(tǒng)的F1浮閥塔板相比,能力提高10%,效率提高15%,壓力降減少20%以上。作者簡介:譚立平(1962-),化工設備工程師,1984年畢業(yè)于B廠商采用圓形ADⅤ浮閥塔板,浮閥上開設3湖南廣播電視大學現(xiàn)供職于中國神華煤制油化工有限公司北京工程個三角形排列的導向孔,與傳統(tǒng)的F1浮閥塔板相分可。Technical Management of Methanol Washing TowerTAN LipingChina Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co, Ltd, Beying Engineering Branch, Beijing, 10001)Abstract: Methanol washing tower is an important equipment to purify unit in the synthesis gas purification device, because of its highpressure(pressure 3. 8MPa), and cryogenic vessel (-70C). To ensure the equipment running long period in the production process, itshould be managed in the design, manufacture and the installation process, this paper mainly discusses the technology management ofmethanol washing towerKey Words: Methanol Washing Tower; Material; Management; Weld(收稿日期:2013-03-29責任編輯:楊靜V中國煤化工CNMHG