第45卷第6期化工設(shè)備與管道Vol 45 No 62008年12月PROCESS EQUIPMENT PIPINGDec.2008單元設(shè)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(tuán)金州重型機(jī)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(jié)構(gòu)、參敷等,并對(duì)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(jié)構(gòu)參數(shù);拿部件;制造中圖分類號(hào):TQ054文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):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(tái)新型水煤漿煤氣化爐順利出廠,這臺(tái)氣化爐是“十五”國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)的重大課題。與以往制預(yù)燒嘴造的該類型氣化爐相比,這臺(tái)氣化爐主要有以下幾處不同球封頭(1)激冷環(huán)結(jié)構(gòu)為半環(huán)形;(2)燃燒室增加托磚架;側(cè)壁燒嘴(3)急冷室增加了氣泡分隔器;(4)燒嘴采用四噴嘴對(duì)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(jié)構(gòu)和工藝流程1.1技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)激冷環(huán)操作壓力為4.0MPa,設(shè)計(jì)壓力為4.8MPa;操作溫度:燃燒室約為1300℃,急冷室250℃;設(shè)計(jì)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(shè)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(jié)構(gòu)見圖1圖1氣化爐結(jié)構(gòu)1.2工藝流程加壓后的水煤漿與氧氣通過4個(gè)對(duì)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(dá)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(jí)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(jí)合格按JBT4130.5I級(jí)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氣化爐無損檢測方法、部位及檢測時(shí)間再經(jīng)后續(xù)階段將煤氣中的一氧化碳除掉,得到純凈位置UT MT的氫氣,而灰融渣則通過氣化爐底部以破渣機(jī)和鎖材料入廠后斗排出爐外。加工面及坡囗2新型氣化爐的特點(diǎn)B類焊縫熱處理前A類焊縫筒體校形后v四噴嘴對(duì)置式氣化爐的氣化效率高,技術(shù)指標(biāo)待堆焊面先進(jìn),四噴嘴之間協(xié)同作用好,適應(yīng)能力強(qiáng),有利于堆焊層裝置大型化,一對(duì)噴嘴運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)處于正常操作壓c、D類等焊縫√(能做的)vv力下,可進(jìn)行另一對(duì)噴嘴的帶壓連投,大大提高了整A、B類焊縫熱處理后C、D類等焊縫v(能做的)個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性、連續(xù)性。3制造規(guī)范及要求水壓試驗(yàn)后AB,D類焊縫√(能做的)vV3.1制造規(guī)范4制造制造規(guī)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(duì)重3.2技術(shù)要求點(diǎn)部件中的制造難點(diǎn)及注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述。雖然我公司對(duì)這種結(jié)構(gòu)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(yàn),但鑒于其結(jié)構(gòu)的特殊性以急冷室殼體內(nèi)表面需堆焊不銹鋼復(fù)層,為保證及其本身精度要求而制定了相應(yīng)的技術(shù)要求,主要堆焊后殼體內(nèi)徑不變,下料時(shí)要考慮焊后收縮留量,體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。在筒節(jié)卷制成形時(shí),應(yīng)嚴(yán)格各筒節(jié)的碾壓圈數(shù),控制3.2.1焊接要求其錯(cuò)邊量,同時(shí)也應(yīng)控制棱角度等相關(guān)要求;筒節(jié)環(huán)該材料焊前需進(jìn)行預(yù)熱、焊后消氫,預(yù)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(duì)150~200℃,焊后立即進(jìn)行350-400℃下保溫2h內(nèi)表面進(jìn)行了打砂處理在過渡層堆焊后進(jìn)行了消的消氫處理,且焊接過程必須是連續(xù)的,并要保證焊除應(yīng)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(yù)熱溫度或?qū)娱g溫度:;如果在焊接過程度,在下部錐體短節(jié),法蘭組焊完畢后,再進(jìn)行密封中出現(xiàn)間歇或停止現(xiàn)象,焊件必須一直保持預(yù)熱狀面及螺栓孔的加工,見圖2態(tài)直到焊接結(jié)束。堆焊過渡層后,須進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。內(nèi)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(zhǔn),筒體的不直度每3m范圍內(nèi)為±3mm,總的不短節(jié)直度為±6mm;托磚盤總水平度不大于±3mm,4個(gè)側(cè)壁燒嘴短節(jié)必須位于同一水平面上,其偏差不大于0.5mm,其中心線垂直于筒體中心線,偏差不大于1mm圖2急冷室下部法蘭加工示意3.2.3無損檢測4.2球形封頭與頂法蘭的制造無損檢測的方法、部位及時(shí)間順序見表1。無中國煤化工缺高為143m,損檢測按JBT4730.1-6-2005(承壓設(shè)備無損壁厚CNMHG其檢驗(yàn)和制造的檢測》執(zhí)行。其驗(yàn)收等級(jí):R按BT4730.2Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)完全按照GB123-197《鋼制球形儲(chǔ)罐》進(jìn)20·化工設(shè)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必須與筒體中心線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。為滿足要求,在保證燃燒室同軸度基礎(chǔ)上:焊縫采用全焊透的對(duì)接結(jié)構(gòu)形式。首先是開孔,以封頭與燃燒室焊縫線為基準(zhǔn)進(jìn)行劃4.3托磚盤的制造線,多點(diǎn)測量,并劃一圓周線以找出準(zhǔn)確的高度、方托磚盤由90°錐體、法蘭、內(nèi)環(huán)、筋板、托板組位,并用氣割進(jìn)行預(yù)開孔,留出加工余量,然后在鏜成,其中內(nèi)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(duì)燒嘴短節(jié):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(duì),為控制4個(gè)燒嘴在焊接過程中的變形,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(nèi)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,圓板下面車出凸臺(tái),體、筒體大鍛件分別組焊。無損檢測合格后,以托板高約10mm,直徑小于燒嘴內(nèi)徑1mm,伸到燒嘴孔為工裝,組對(duì)筋板,以保證筋板高度在同一水平面內(nèi),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(cè)點(diǎn)焊確保四條中心線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足了水平度和垂直度要求。托板上表面,再以此面為基準(zhǔn)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(tái)氣化爐激冷環(huán)結(jié)構(gòu)見圖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(shè)計(jì)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,熱處理曲線見圖余量將與內(nèi)環(huán)管相焊端長294mm降液管殼體毛4。最后進(jìn)行整體水壓試驗(yàn),注意控制水中氯離子的坯選為815mm(滾圓時(shí)保證其外圓尺寸滿足設(shè)計(jì)含量不大于25g/g,試驗(yàn)后進(jìn)行內(nèi)、外表面清理,要求);內(nèi)環(huán)管用d70mmx5mm的不銹鋼整管彎組裝內(nèi)件,最后包裝發(fā)運(yùn)。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490保溫3.5hmm孔(不加工密封面),組焊接管,再與降液管組對(duì),焊后加工降液管內(nèi)表面至10mm厚,組對(duì)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)間管的開槽內(nèi),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件后,加工唇環(huán)內(nèi)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(yàn)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圖4熱處理曲線5結(jié)束語降液管內(nèi)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(jié)構(gòu)氣化工藝中應(yīng)用比較成熟的設(shè)備,隨著對(duì)此種工藝4.5側(cè)壁燒嘴短節(jié)的安裝認(rèn)識(shí)的提高和對(duì)其不斷改進(jìn),已實(shí)現(xiàn)了自主知識(shí)產(chǎn)4個(gè)燒嘴要求嚴(yán)格按90°均布在燃燒室上,且中權(quán)。水煤漿氣化爐的制造成功,為推動(dòng)我國煤化工心線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(chǔ)。CNMHG