关于甲醇洗涤塔的技术管理

第11卷第5期VOL II NO 5神拳技2013年9月Sep.2013关于甲醇洗涤塔的技术管理谭立平(中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司,北京,100011)摘要:在合成气净化装置中,甲醇洗涤塔是净化单元非常重要的一台设备,由于其压力高(中压38MPa),又是低温容器(-70℃),为了保证设备在生产过程中长周期运行,在设计、制造和安装过程中,须全程进行管理,本文主要论述甲醇洗涤塔的技术管理。关键词:甲醇洗涤塔材料管理焊接中图分类号:TQ2文献标识码:B文章编号:1674-8492(2013)05-072-041前言的材料,在设计制造方面有特殊的补充要求塔体的上段选材,根据甲醇洗涤塔的设备工况,在工程公司的项目设备管理中,由于管理的内须选择低温压力容器用钢。09 MnNiDR是国内最好的容较多需和公司各专业工程技术人员设计单位技抗低温N钢板含N量05%,它的使用温度为-70℃。术人员施工单位技术人员制造单位技术人员进行而塔上段的设计温度为-70℃,没有温度富裕。另外沟通与联系,解决设备的设计、采购制造和安装等09 MnNiDR根据GB3531-96标准,国内钢厂此材料·系列问题。因煤制氢装置需管理的设备较多,本文最大钢板厚度不超过60mm(GB3531-2008标准钢板论述煤制氢的重要设备——甲醇洗涤塔设备的技术最大厚度可用到120mm),没有厚度富裕,且国内当管理。时09 MnNiDr用于设计温度为-70℃的业绩不多2甲醇洗涤塔的设备参数当时该钢种只用到-50℃的低温,-70℃未实际使用过,焊接工艺稍有不当,-70℃的冲击功达不到标准甲醇洗涤塔是低温甲醇洗单元中的主要设备之要求(现在09 MnNiDR已有多年使用业绩,可用于。甲醇洗涤塔的设备数据:工艺介质:变换合成气+此工况)。甲醇,上段设计温度约为-70℃C,下段设计温度约为查ASME2004《铁基材料》SA20表A215中低温45℃,上下段设计压力都为38MPa,直径约为38m。材料,知SA662及SA537的含N量较低,在厚度50此塔为板式吸收塔,利用低温甲醇吸收二氧化碳及硫75mm范围内,使用温度为-60℃以上(在满足冲击功化氢能力强的特点塔的上段甲醇吸收变换工艺气体的前提下),也不满足设计工况的要求。SA203GrA、B中二氧化碳(塔下切线至上下段连接焊缝约42m),塔含N量2.5%,在满足平均冲击功20J的条件下,最的下段甲醇吸收工艺气体中的硫化氢(塔上切线至大使用厚度为60m,不满足钢板厚度要求上下段连接焊缝约19m)。此塔筒体两切线相距约SA203GrD的焊N量为35%,在设备壁厚50-75mm6lm,塔内设双溢流塔盘,第二类压力容器(见表1)范围内,能用于-87℃以上(即冲击功符合标准规范表1变换合成气进入甲醇洗涤塔前的化学成份(%)要求)的温度。故此遵照林德工艺要求,塔上段为SA203GrD。H2HS+COS其它塔体下段选材必须能耐-45℃的低温,国内材料55.01.038.50.085.4216MnDR只能用于_40℃的工况,不满足要求。3塔体的选材SA516Gr70在-45℃工况下,使用钢板厚度上限为35mm(查2004ASME规范),即使用厚度≤35mm。甲醇洗涤塔的选材,在设备技术管理中非常重根据相V凵中国煤化工其计算厚度需要,国内有专门的低温钢标准规范(如GBl50附录C56mm,显然ˉCNMHG也不能满足要和HGT20585)。国外在ASME规范中,对低温钢部分求。下段可以采用SA203GrD、SA662及SA537材料第5期谭立平:关于甲醇洗涤塔的技术管理73·它的低温冲击韧性介质工况及强度都能满足下塔 ETCAS2N3和焊剂 ETCFX76B,氩弧焊丝采用日本神户的工况要求。关键是此低温材料当时需从国外进口,的TGS-3N,有焊接工艺评定,在国内有多台制造3.5%费用较贵,不锈钢不宜用于压力和厚度较大的情况。与05%镍钢之间的焊接业绩。经多次和设计单位、制造综合考虑选用09 MnNiDR材料,在45℃低温工况下厂联系开会讨论,这两种低镍钢之间焊接没有问题能满足要求。材料国内生产,价格不贵,进度也能保证。综合考虑采用国产09 MnNiDR作为此塔下段的4设备的腐蚀环境选材,林德公司同意将此塔下段选材SA516Gr70改为(1)设备设计温度:-70°℃<60+2×3.85=676℃。09 MnNiDr。(2)设备硫化氢的分压:3.85×0.08%=0.00308>甲醇洗涤塔的上段采用SA203GrD,下段采用00005Pa(设备内硫化氢为008%)09 MnNiDR,其各自材料之间的焊接应没有问题,即(3)介质处于水的露点温度下。焊接分别选用相应的焊接材料。(4)pH<9。设备含硫化氢及二氧化碳,设备处于经查SHT3525标准及咨询国内材料专家,国内酸性环境。根据标准HC20581,设备处于湿硫化氢应有很多压力制造厂家,都有SA203GrD和0 MnNiDR力腐蚀环境。故对设备的材料就有更严格的要求,要之间焊接的制造业绩,SA203CrD和09MnN】DR都属求设计单位将其写入钢板的采购技术规格书中。于含N低温钢,含镍量分别是3.5%和0.5%。查SHT3526规范表1,是同类不同组的低温钢,相互之间5采购技术管理可以焊接。SA203GrD和09 MnNiDR之间的焊接工艺5.1甲醇洗涤塔的分段管理见表2、表3。作为对设备的技术管理,不仅需要在设计阶段表2SA203GrD和09 MnNIDE之间的焊接工艺的技术管理,也需要对采购制造、现场安装及设备运输进行管理。甲醇洗涤塔的尺寸3800×70000m,重电弧焊接序焊接填充方法层数焊接电流电压速度量为400t,采购部门派物流公司结合现场及道路桥牌号规格极性电流(A)(y)(mh)梁的运输情况,给出的大件运输条件见表41过望狐灿ETA82N3直径32直反4045028-3027-3多层表4大件运输条件(ETC FX76B)条件1高度≤48m长度≤23m宽度≤5m重量≤200多层埋弧焊 ETC AS2Ni3直径3.2直反40045028-3027~33条件2高度≤41m长度≤35m宽度≤5m重量≤250n2焊道( ETC FX76B)点固手工焊 ETC PH87直经4根据大件运输条件,超过长度尺寸和运输重量,注层间温度≤150℃,焊条烘干350℃400℃2A203GD需考虑设备分段运输。和设计单位、制造厂及运输公与SA203GrD之间的焊接工艺和表2基本相同。司讨论,综合过路、过桥、过收费站、运输车辆及道路表309 MnNiDR和09 MnNiIDR之间的焊接工艺的转弯半径,确定此塔体分4段运输,每段不超过20m,每段重量不超过200t。同时要求制造厂设备交电弧焊接层数焊接填充方法焊接电流电压速度货的时间,需考虑设备分段运输时间、现场组对时间方法和吊装时间。签订合同时的进度,以组对成功、水压牌号规格极性电流(A)(v)(m/h试验完毕为准。焊道埋弧焊0 MnNiDR多层(so)直径4直反59060243024-26另外要求在现场施工计划、吊装计划、设备组对和制造焊接的过程中,要考虑组对焊接场地的硬化2焊边埋弧H0 MnNiDR(SJ01)直径4直反550-60028-3024-26处理,对影响甲醇洗涤塔的设备和吊装的周围设备,律须等甲醇洗涤塔设备安装就位后,其它设备才点固手工焊 ETC PH87直经4能进行安装注:层间温度≤250℃,焊条烘干350℃~400℃x2h。52甲醇洗中国煤化工据了解,西安某设备制造有限公司,采用萨西公作为技单位的确定也是CNMHG司生产的ETPH87焊条打底加固,埋弧焊丝采用很重要的一其,已且入尔x备的质量和使用74神举技第5期寿命。由于SA203GrD是ASME标准中的低温钢国分各占50%。主要评分内容包括:制造资质文件、设内的压力容器钢板生产厂—舞阳钢厂、武钢和重备供货范围和工作范围、设备的卷板能力、热处理炉钢,当时没有生产35N容器钢板的业绩(舞阳钢厂能力、吊装能力、焊接机具及射线能力、现场组对能2007年后开始试生产SA203E),SA203GD只能进口。力、交货进度等。经询价后,参加投标的单位都是国据调查国外的制造厂—德国的迪林根和韩国的浦内制造压力容器的知名厂家,由专家委员会评审打项制铁都有制造此材料的业绩,生产SA203GD的冲分。因西安某设备有限公司有较多制造SA203GD和击功都在100J以上,故选择这两家为生产SA203GrDo9 MnNiDr压力容器的业绩,最后确定为甲醇洗涤钢板的候选单位(见表5)。的供货厂家。表5实际供应的韩国浦项制铁的SA203GrD化学成份机械性能6设备管理中的审图机械性能化学成份设备管理中的审图,是在设计阶段技术管理中的钢板规格零下87度硬重要的一环。审图管理和设计单位的校审不同,主要冲击功(J)度YPTS EI是审查安全性、可施工性、可维修性及经济性,设备的Ni Mn CEQ结构应便于业主的维修及备件的更换。甲醇洗涤塔中00805025300,应重点审查设备吊耳的设置、设备的基础模板。62×2825×62003445383418013017017700032,3.51063961设备图纸中吊耳的审查目前很多大型设计单位负责工程总承包,安装008330.2620.00662x2825×62003465273518918014915800033.530641施工须进行管理,因此设备设计必须考虑吊装。根据HG20585标准设备厚度≥16mm,必须进行焊后热处00830262000理,即此台设备应在设计阶段就应考虑设置吊耳。此62×2825×6200345213611464120158003530641,台设备设计单位按HCT21574及SHT3515标准选择轴式吊耳(两个对称布置),吊耳位置应在重心以上09 MnNiDR国内当时的钢板生产厂家为:重钢、设计单位对设备吊耳和设备壳体进行了应力计算武钢舞阳钢厂。其中后两家质量较好,因舞阳生产应力计算合格。的钢板厚度及低温冲击功高于武钢,是国内生产中但是根据HGT21574标准,单个设备吊耳的最大厚板的著名厂家,故此选择舞阳钢厂作为09 MnNiDR承重力为200,而甲醇洗涤塔的重量约为400,那么的供货单位。将以上主材的供货钢厂,写入技术附件单个吊耳实际承重200,考虑实际吊装时设备有所中候选分包商名单中。倾斜,实际上单个吊耳有可能超过200t,超出了标53关键及特殊材料设备的技术规格书准。于是建议设计单位在设备底部设置溜尾吊耳,设设备技术附件签订,还应对特殊材料给出钢板计单位根据SH3515表D.,选定吊耳结构类型ⅣV的制造供货指标要求(S、P含量,化学性能,冲击功,单个吊耳可承受300t,项目组要求设计单位(总承包碳当量等)。因为钢板的标准规范及国外的规范中,单位),向大件吊装单位提供计算书复核。吊装单位很多检查和试验内容要求不是强制项,需订货单位、同意在设备裙座处,设置溜尾吊耳的方案,溜尾吊耳使用单位和设计单位在技术附件中共同确定。因此,的设置尺寸,参考HCT2l574标准进行。要求设计单位根据设备及材料的特殊性,编写技术在施工阶段中实际设备的吊装施工方案为:采规格书。如甲醇洗涤塔体上段SA203Gr.D材料的设用平衡梁主吊,用11〕0吊车挂在轴式吊耳上,单辅计单位,写出了制造的技术规格书。吊采用250吊车抬设备下部,当设备仰角为70°~7554设备询价文件发出前的评分时附吊脱钩,主吊继续安装就位。在甲醇洗涤塔设备询价文件发出之前,需要技术6.2设备基础模板的审查人员制订设备的评分标准,评分标准有综合评分法和此台设中国煤化工时须考虑风载最低评标价格法。此台设备制造供货商的工作范围荷、压力载荷CNMHGJB4710标准,是制造设备评分按综合评分法进行,技术分和商务HD(700070600153,Jum为向振型塔,还须考虑第5期谭立平:关于甲醇洗涤塔的技术管理75横风向风振签于以上因素设备基础和地脚螺栓应为比,处理能力提高30%-50%,塔板效率提高1%次灌浆。在设备到安装现场之前,须埋预留螺栓,20%,操作弹性提高40%以上,塔板压降降低10%~这就要求螺栓位置安装精度要高。即设备的基础预埋20%。采用鼓泡器使整个塔板鼓泡均匀,特别是塔板连螺栓的方位、螺栓的中心圆直径(直径为4096m),须接处也可以布阀,提高浮阀排列的均匀度和开孔率。和设备地脚螺栓孔相匹配。比较4家的投标文件进行评分,B厂商有先进的在设备审图及技术附件中,由设计院提交的图浮阀结构和详细的工艺计算,最终选定B厂商成为纸,必须有塔体地脚螺栓模板图。制造时,将裙座基塔盘供货厂家。根据相关规范和设备腐蚀情况、低温础环和设备模板一起配钻孔,保证基础螺栓的顺利工况和使用年限,要求塔盘的厚度≥3mm,浮阀的个安装。数及布置,由厂商在详细的塔板制造图中确定,塔盘63塔盘的技术性管理层数间距及溢流类型满足工艺包要求该设备塔盘的层数及塔盘类型,塔盘的间距是7结论专利商,根据水力学及化工相关原理确定。但是工艺设备数据表中,没有确定塔盘型式和溢流方式。为了以上是神华煤制氢单元,煤气净化甲醇洗涤塔的确定板式塔盘的具体类型,要求设计单位组织全国设计和制造过程的总结。整个装置的详细设计和设备设计及制造塔盘厂家来交流。如:华东理工、清华大技术附件的签定在2005年完成,2006年和2007年是学、北京泽华、天大等单位,他们有专门的计算塔盘现场施工阶段,该设备随装置于2008年开车成功的计算软件。设计塔盘的方案区别主要是浮阀的开直到现在使用良好,每年停车检修进行设备检测没孔和形状不同,经过技术交流,3家认为泡罩塔结构有发现壁厚减薄、低温裂纹等方面的问题。复杂、造价高、安装维修麻烦。筛板塔压力降较低;小孔径筛板易堵塞,塔板效率一般;浮阀塔处理能力参考文献大,操作弹性大,塔板效率高,压力降小。3家都决定[1]GB150-1998,钢制压力容器[S[2]ShT3526-2004,石油化工异种钢焊接规程S]采用浮阀塔盘,且采用双溢流类型。[3]SHT3515-2003,大型设备吊装工程施工工艺标准[S]A厂商采用长方形导向浮阀塔板浮阀上开1-241HC20581-19钢制化工容器材料选用规定s个导向阀孔,与传统的F1浮阀塔板相比,能力提高10%,效率提高15%,压力降减少20%以上。作者简介:谭立平(1962-),化工设备工程师,1984年毕业于B厂商采用圆形ADⅤ浮阀塔板,浮阀上开设3湖南广播电视大学现供职于中国神华煤制油化工有限公司北京工程个三角形排列的导向孔,与传统的F1浮阀塔板相分可。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责任编辑:杨静V中国煤化工CNMHG