新型水煤浆煤气化炉的制造

第45卷第6期化工设备与管道Vol 45 No 62008年12月PROCESS EQUIPMENT PIPINGDec.2008单元设备·新型水煤浆煤气化炉的制造秦凌1,王景堂(1.大连冰山集团金州重型机器有限公司,辽宁大连116100;2.阿尔派电子(中国)有限公司大连研发中心,辽宁大连116100)要:介绍了新型水煤浆气化炉的主要结构、参敷等,并对其主要零部件的加工、制造及装配工艺进行了重点阐述关鬟词:水煤浆气化炉;结构参数;拿部件;制造中图分类号:TQ054文獻标识码:B文章编号: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月为某公司制造的一台新型水煤浆煤气化炉顺利出厂,这台气化炉是“十五”国家高技术研究发展计划(863计划)的重大课题。与以往制预烧嘴造的该类型气化炉相比,这台气化炉主要有以下几处不同球封头(1)激冷环结构为半环形;(2)燃烧室增加托砖架;侧壁烧嘴(3)急冷室增加了气泡分隔器;(4)烧嘴采用四喷嘴对置式(5)急冷室壳体材料为SA387Grl1cI2钢板,燃烧室以堆焊不锈钢作为耐腐蚀层。筒体大锻件1技术特性、结构和工艺流程1.1技术特性和结构激冷环操作压力为4.0MPa,设计压力为4.8MPa;操作温度:燃烧室约为1300℃,急冷室250℃;设计激冷室温度为425℃;工艺物料:燃烧室为高温煤气及熔渣,急冷室为煤气溶渣和黑水;设备腐蚀裕度:燃烧隔泡器室为6mm急冷室为3mm;主体材料(包括球封头、筒体及锥体等)为SA387Grl1CL2,激冷环材料为INCOLOY825,锻件为SA182F11CL2,堆焊层为309L+316L,气化炉结构见图1图1气化炉结构1.2工艺流程加压后的水煤浆与氧气通过4个对置喷嘴喷入H中国煤化工CNMHG工程师。从事压力容器温度高达1300℃左右的燃烧室中,生成CO和H2,艺的制上怍。2008年12月秦凌,等,新型水煤浆煤气化炉的制造19出气化室的夹带熔融态的高温合成气进入以水为冷合格,UT按JBT4730.3I级合格,MT按JB/T却介质的急冷室中激冷至200℃左右。水煤气经由4730.4I级合格按JBT4130.5I级合格合成气出口进入洗涤器并除去灰尘和有害气体后表1气化炉无损检测方法、部位及检测时间再经后续阶段将煤气中的一氧化碳除掉,得到纯净位置UT MT的氢气,而灰融渣则通过气化炉底部以破渣机和锁材料入厂后斗排出炉外。加工面及坡囗2新型气化炉的特点B类焊缝热处理前A类焊缝筒体校形后v四喷嘴对置式气化炉的气化效率高,技术指标待堆焊面先进,四喷嘴之间协同作用好,适应能力强,有利于堆焊层装置大型化,一对喷嘴运行时,系统处于正常操作压c、D类等焊缝√(能做的)vv力下,可进行另一对喷嘴的带压连投,大大提高了整A、B类焊缝热处理后C、D类等焊缝v(能做的)个生产系统的操作稳定性、连续性。3制造规范及要求水压试验后AB,D类焊缝√(能做的)vV3.1制造规范4制造制造规范为GB150-1998《钢制压力容器》;HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》。由于气化炉的制造工艺较为繁琐,这里只对重3.2技术要求点部件中的制造难点及注意事项进行阐述。虽然我公司对这种结构的气化炉及其材料已具4.1急冷室筒体的制造备了较成熟的制造经验,但鉴于其结构的特殊性以急冷室壳体内表面需堆焊不锈钢复层,为保证及其本身精度要求而制定了相应的技术要求,主要堆焊后壳体内径不变,下料时要考虑焊后收缩留量,体现在以下三个方面。在筒节卷制成形时,应严格各筒节的碾压圈数,控制3.2.1焊接要求其错边量,同时也应控制棱角度等相关要求;筒节环该材料焊前需进行预热、焊后消氢,预热温度为焊缝焊接完毕后再进行堆焊。为保证堆焊效果,对150~200℃,焊后立即进行350-400℃下保温2h内表面进行了打砂处理在过渡层堆焊后进行了消的消氢处理,且焊接过程必须是连续的,并要保证焊除应力热处理。急冷室锥体下部法兰为保证其同轴件温度维持预热温度或层间温度:;如果在焊接过程度,在下部锥体短节,法兰组焊完毕后,再进行密封中出现间歇或停止现象,焊件必须一直保持预热状面及螺栓孔的加工,见图2态直到焊接结束。堆焊过渡层后,须进行消除应力热处理。内件 INCOLOY825材料之间的焊接完全采用氩弧焊。322精度要求筒体的圆度偏差不大于6mm,以顶法兰为基准,筒体的不直度每3m范围内为±3mm,总的不短节直度为±6mm;托砖盘总水平度不大于±3mm,4个侧壁烧嘴短节必须位于同一水平面上,其偏差不大于0.5mm,其中心线垂直于筒体中心线,偏差不大于1mm图2急冷室下部法兰加工示意3.2.3无损检测4.2球形封头与顶法兰的制造无损检测的方法、部位及时间顺序见表1。无中国煤化工缺高为143m,损检测按JBT4730.1-6-2005(承压设备无损壁厚CNMHG其检验和制造的检测》执行。其验收等级:R按BT4730.2Ⅱ级标准完全按照GB123-197《钢制球形储罐》进20·化工设备与管道第45卷第6期行;为保证封头与顶法兰之间的同轴度采取了二者心线必须与筒体中心线垂直其垂直度偏差不大于相焊、热处理后加工密封面与螺栓孔等的工艺,且其1mm。为满足要求,在保证燃烧室同轴度基础上:焊缝采用全焊透的对接结构形式。首先是开孔,以封头与燃烧室焊缝线为基准进行划4.3托砖盘的制造线,多点测量,并划一圆周线以找出准确的高度、方托砖盘由90°锥体、法兰、内环、筋板、托板组位,并用气割进行预开孔,留出加工余量,然后在镗成,其中内环材料为 INCOLOY825。该部件的水平床上进行坡口的加工;其次组对烧嘴短节:四烧嘴与度要求很高,否则会影响燃烧室耐火砖的布置。为壳体组对,为控制4个烧嘴在焊接过程中的变形,制保证其要求,采取了如下的制造工艺:法兰堆焊后与作了4个与烧嘴外径相同大小的圆板并加工4个螺内环相焊,暂不加工密封面与螺栓孔。校平,与锥栓孔,以便与烧嘴螺栓孔相配,圆板下面车出凸台,体、筒体大锻件分别组焊。无损检测合格后,以托板高约10mm,直径小于烧嘴内径1mm,伸到烧嘴孔为工装,组对筋板,以保证筋板高度在同一水平面内,以便定位;再用4根角钢将4个圆板相连,这样上,同时组焊托板与锥体,筋板与托板间两侧点焊确保四条中心线在同一水平面上及焊接时相互制(待最终热处理后去除)。加工托板上槽孔及扫平约满足了水平度和垂直度要求。托板上表面,再以此面为基准加工密封面。4.6总装4.4激冷环的制造各个部件制造完毕后,进行总装。因热处理炉该台气化炉激冷环结构见图3。降液管与半环的限制,采用分段热处理。以筒体大锻件处作为合管间隙为1mm,为保证此精度要求,制作方案如下:拢缝燃烧室与急冷室分别进行焊后热处理,然后组降液管设计厚度为δ10mm,为留出焊后变形加工焊合拢缝,合拢缝进行局部热处理,热处理曲线见图余量将与内环管相焊端长294mm降液管壳体毛4。最后进行整体水压试验,注意控制水中氯离子的坯选为815mm(滚圆时保证其外圆尺寸满足设计含量不大于25g/g,试验后进行内、外表面清理,要求);内环管用d70mmx5mm的不锈钢整管弯组装内件,最后包装发运。曲而成,组焊后校形,加工成半管,再加工坡口、钻690℃土14℃孔,并与降液管组焊;水环管经一次加工后开490保温3.5hmm孔(不加工密封面),组焊接管,再与降液管组对,焊后加工降液管内表面至10mm厚,组对半环≤400℃入炉沍度出炉温度管,用6~8组82mm+84mm的不锈钢垫在半环卡时间管的开槽内,两面点焊,以保证其间隙。组焊其余部a.燃烧室、急冷室焊后热处理曲线件后,加工唇环内圆、上表面,水环管密封面,钻螺栓温度690℃±14℃孔,去除不锈钢垫。激冷环制造完毕后于水压试验保温35h后安装。≤400℃可空冷22出b.合拢缝屙部焊后热处理曲线图4热处理曲线5结束语降液管内环管半环管唇环水环管水煤浆气化炉是目前在我国采用水煤浆进行煤图3激冷环结构气化工艺中应用比较成熟的设备,随着对此种工艺4.5侧壁烧嘴短节的安装认识的提高和对其不断改进,已实现了自主知识产4个烧嘴要求严格按90°均布在燃烧室上,且中权。水煤浆气化炉的制造成功,为推动我国煤化工心线必须位于同一平面上偏差不大于0.5mm,中产业中国煤化工定了基础。CNMHG