气化炉缺陷处理与安全运行

第44卷第1期化工设备与管道Vol 44 No I2007年2月PROCESS EQUIPMENT PIPINGFeb.2007气化炉缺陷处理与安全运行丁剑鸣(甘肃刘化集团公司,永靖731603)摘要:通过对气化炉使用情况及裂纹成因的分析解决了存在的安全隐患保证了气化炉的安全运行对同类特种设备的安全使用有借鉴作用。关键词:气化炉;裂纹;分析;处理;安全运行中图分类号TO054.2文献标识码:B文章编号:1009-3281(2007)1-003603Safe Operation and Treatment of defects in Gasifying FurnaceDing jianmingGansu Liu Hua Group Co, Yongqing 731603Abstract With analyzing the operation of gasifying furnace and the causes of creating cracks the existing hidden peril of safetyremoved. Thus it is ensured that the gasifying furnace can works in safe situation. What presented herein can be referenced in the safeKeywords gasifying furnace crack analysis treatment, performance in safety气化炉是合成氨生产中的关键设备之一其可探伤部位记录靠性和在线长周期稳定运行直接关系到企业年度生产计划的完成情况。本文对在用2气化炉近几年的使用、检验及缺陷处理情况进行了探讨和分析有B1利于加强特种设备的管理工作和安全使用。1基本情况②24001.1技术参数气化炉属三类反应容器带耐火砖衬里。原料气天然气)和空分车间送来的氧气在气化炉内控B5制压力3.1MPa、温度1350℃的条件下进行氧化反应生成以CO+H为主的气化气。设备结构见附图1技术参数为设计压力3.2MPa、设计温度250α(壁温)操作压力3.1MPa、操作温度250℃(壁图1气化炉结构简图温)主体材质15MnVR、外形尺寸d2400×34封1.3使用情况头40)×8980mm、容积40m3V中国煤化工产合成氨的化肥企业以重1.2制造CNMHG炉内进行气化反应来该气化炉由兰州石油化工机械厂制造1980年造气。由于里出战尔王广页荷、工艺操作及筑炉水9月投入使用。组焊采用J507焊条自动焊组煤平等原因气化炉内衬会造成串气局部冲刷、甚至后在610℃下保温2.5h进行了整体热处理。气化收稿日期20060620;修回日期2006010炉外壳主俾癱挹时的探伤比例为24%但无焊缝作者简介打剑嘎1969-)男工程师2007年2月丁剑鸣.气化炉缺陷处理与安全运行耐火砖脱落现象结果常导致炉壁温度超过250℃ˆ部不清根直接埋弧自动焊时导致局部产生未熔合。设计温度。因生产需要为了降低外壳温度便人为由于在未熔合端部容易产生应力集中,设备运行十采用局部超温部位吹空气或氮气的方法和整个外壁几年后在交变应力作用下,导致未熔合端部开裂浇水强制降温来保证生产。近年来随着原料路线继而产生裂纹。另外如果该气化炉在运行中岀现的改造引入比较洁净的能源夭然气造气极大地改意外如超温、超压、局部过烧缺陷处有可能发生开善了气化炉的运行状态。但是受生产负荷和筑炉水裂。平的影响仍存在气化炉炉壁超温的现象。因此如综合以上分析p*气化炉的裂纹产生是疲劳破何保证气化炉安全长周期运行仍是今后工作的主攻裂现象属于金属的低周疲劳。产生的条件有缺陷方向处存在较高的局部应力集中(如未熔合、裂纹等)2存在的缺陷存在波动载薇如以重油为原料时气化炉加减量频2“气化炉在1999年8月的定期检验中超声波繁、开停车频繁等)炉壁浇水可能产生温差应力探伤共发现超标缺陷24处其中Ⅲ级缺陷20处缺(由于内外部温差较大温度不均在容器的内外壁陷总长922mm谢线探伤共拍片81张其中Ⅲ级片会引起周向拉伸或压缩应力10张N级片24张含裂纹片12张裂纹总长8494缺陷处理mm)。在这次定期检验中,Bl、B2和B3三条环焊4.1返修方案缝中均发现超标缺陷其中上封头环缝BI中发现确定缺陷部位并做岀明显标记。埋藏裂纹和未熔合等缺陷14处总长约1700mm,焊接方法手工电弧焊单个缺陷长度最大250mm(纵焊缝未发现超标缺焊接材料:507(d3.2mm、d4.0mm)陷)。这些缺陷距外壁表面的深度为18~25mm。电源及极性菹流反接而在之前的检验中只在BⅠ环缝中发现超标缺陷6焊位横焊处总长约200mm单个缺陷长度最大50mm。再焊工资格痖按《锅炉压力容器焊工考试规则》往前的检验中B环缝中未发现超标缺陷。考试合格以甘肃省锅炉压力容器安全监察机构签在壁厚测定中本次及之前的测定显示许多测发的焊工合格证为准点先后的测定值很不稳定数据分散且与实际壁厚4.2焊接工艺不符。这说明气化炉的材质受到了一定的损伤。用碳弧气刨将缺陷消除干净闹用砂轮打磨出金3缺陷成因及安全评定属光泽并用P检査确认缺陷已全部消除干净;由于2气化炉在制造中只做了24%的探伤检视各处具体情况用砂轮修磨岀施焊所需的坡口。查因此该设备的环焊缝內部可能存在超标的焊缝焊接规蒞表1):每一焊道焊渣必须清除干净缺陷。方可进行后续焊接。所发现的缺陷距离外表面的深度为18~25表1焊接规范mm这个部位是不对称Ⅹ坡口的交叉部位,也是容易产生焊接缺陷的部位。焊条d3.290-100在近几次的检验中发现缺陷有逐步发展的趋焊条0140-18020-24>120势結合碳弧气刨解剖实际发现的裂纹和未熔合等1中国煤化工耶位周围150mm范围缺陷经分析判定缺陷产生的原因主要和当时七内CNMHG十年代)制造厂焊接工艺、方法有关。当时此环焊焊接层温10℃250℃。缝焊接工艺为內手工焊+外不清根直接埋弧自动焊后进行后热处理300℃保温一小时并用石焊这就有可能因封头、筒体加工尺寸精度不够、焊棉保温材料覆盖焊接部位进行缓冷。接规范不稳后数工焊打底局部地方成型较差在外(下转第49页)2007年2月赵鹏等·埋地钢质管道腐蚀防护检验检测技术组合方法及评价系统研ε49定,可将结果以图形显在检验检测技术组合方法的基础上为了掌握〔5)CIS检测数据分析评价模块CI門S检测整个庞大管网的防护状况結结合国家相关法规、标的数据为管地阴极保护沿管线的通/断电位本模块准编制了防腐系统检测评价软件。软件执行界面将这些数据以两条曲线在图形上显示出来根据设开发使用的是可视化开发工具VB6.0与后台数据定的有效保护电位分界值确定出各段的保护效果。库 Access共享使用 MS Jet数据库引擎实现了两者2.2.4报表生成模块无缝结合且执行数据库各种操作的ADO技术更使本模块的作用是依据用户及检测的数据和计算软件具有良好的执行效率。结果的数据生成相应的报表。在本模块执行时要求用户选取要生成的报表类型系统自动列出能生参考文献成该种报表的数据表用户可从中选择或自己新建[1]中华人民共和国国务院令第302号)国务院关于特大安全该种表来重新输入数据对表中数据预览满意后便事故行政责任追究的规定2001.2可生成报表2]杜顺学何仁洋.压力管道的运行维护与检验.第二届全道技术学术交流会议论文集(压力容器2002增刊),宁波3结论定期进行埋地钢质管道检验检测是国外实现管「3]王朝晖石永春朱欢勤.管道检测技术,管道技术与设道安全运行与管理的重要措施在实践中得到了较19990-41好的应用而在我国由于政府管理职能因素、相关[4]何仁洋城市埋地燃气管道地面检测技术研究第二届全国管道技术学术交流会议论文集(压力容器2002增刊),宁波标准与法规的滞后以及技术方面等诸多原因尚未完全开展埋地钢质压力管道的定期检验工作。[5]赖广森廖宇平李嘉等.埋地管道防腐层缺陷地面检测技术埋地钢质管道特别是城市埋地燃气管道的地面最新进展.管道技术与设备J999634~36.非开挖检验检测不同于锅炉压力容器的直接接触式[6〕潘杰涨明举虞庆文.快速查找埋地管道防护层破损仪器选择与检测方法比较.腐蚀与防护20012(5)218-219检测尚有一些技木难题未完全解决因此通过比对[7]周琰靳世久孙墨等埋地管道防腐层缺陷DVC检测技术试验研究本文提出了检验检测技术组合方法。研究及应用.管道技术与设备2001538-40上接第37页)焊后打曆修复焊缝表面保证与附近焊缝及母5讨论材圆滑过渡。(1通过返修保证了容器的安全使用避免了4.3焊后热处理该气化炉的报废。为企业节约了大量资金焊后经整体消除应力热处理温度620±25℃(2)虽然目前该气化炉运行正常但是该炉已升温速度≤25℃/h、保温时间2h降温速度≤85使用二十几年因此对使用单位提出了更高的要求。℃/h。需要中国煤化工容器的年度检查及定4.3检验期椅CNMHG气化炉炉壁的超温现修复后对所有返修部位做R检查、容器内表象精心操作防止超温超压避免工艺频繁波动发面焊缝做100%MT检查、对接焊缝做100%UT检现缺陷及时处理不得带病运行以免因侥幸心理造查对返修部位做金相及硬度检查水压试验。检验成设备事故。结论为安辣烫善级为3级。