碎煤熔渣气化炉制造质量控制

2015年06月云南化工Jun. 2015第42卷第3期Yunnan Chemical TechnologyVol. 42 ,No.3doi:12. 3969/j. isn.1004-275X. 2015. 03.018碎煤熔渣气化炉制造质量控制张文娟(云南大为化工装备制造有限公司,云南曲靖655338)摘要:根据碎煤熔渣加压气化炉制造过程中的质量检验控制措施,综合论述了该设备的检验的要点。关键词:气化炉;碎煤;熔渣;压力容器;制造;质量控制中图分类号: TQ050文献标识码: A文章编号: 1004-275X( 2015 )03-0062-05近年来,碎煤熔渣气化技术因其煤种适应1气化炉的结构及主要技术参数性广,碳转化率高,单炉生产能力大，维护工作量小和废水处理简单等诸多优点而得到广泛应1.1气化炉的结构用。但该技术的核心关键设备一-气化炉,因碎煤熔渣加压气化炉的结构见图1所示。尺寸大、结构复杂、精度要求高而制作难度大。如何保证气化炉的质量,对制造环节的质量控.2 主要技术参数制和制成品的质量检验都需要解决--些难题。碎煤熔渣加压气化炉的主要技术参数见表1为此,本文根据我公司开发研制的φ4400碎煤所示。熔渣加压气化炉的制造经验，对气化炉制造质2气化炉主要材料的要求量的影响因素、制造过程中的质量控制和检验检测方法等进行论述，为同类产品的制造提供2.1受 压元件和焊接材料参考。对受压元件和焊接材料的质量证明书、实物→的r(∞l的(中的出=(出(9.上炉膛冷却进出0;10.降液管入口11.下渣口:检查口:13.人孔:冲压口。图1 碎煤熔渣气化炉示意图Fig. 1 Schematic diagram of a coal gasification furnace slag中国煤化工收稿:2015-02-26作者简介:张文娟( 1972- ),女,工程师,主要从事压力容器检验工作。MHCNMH G2015年第3期张文娟:碎煤熔渣气化炉制造质量控制●63●表1气化炉主要 技术参数表Table 1 Gasifier main technical parameters参数名称外壳(外程)内壳(内程)容器类别第川类(A2级)设计压力/MPa5.1压差:-0. 25/0.5工作压力/MPa4. 55压差:-0.05/0.05设计温度/心26727工作温度/C26026主体材料13MnNiMoR .Q245R焊接接头系数1.0热处理焊后整体消除应力热处理设备规格/mm科400/41 50 x 15 600设备净重/kg226 385物料蒸汽锅炉水煤块煤气蒸汽、氧气、石灰石液压试验压力/MPa6.52.0. 25和材料复验报告进行检查确认,包括:量具;应采用数控切割机下料、机械加工坡口,1)检查母材表面质量,不得有腐蚀、裂纹、气保证尺寸的精确。下料后,除检测钢板的长度泡、结疤、折叠、夹杂、分层等情况; .和宽度尺寸外,特别要严格控制钢板对角线公2)检查材料的型号、牌号,材料的化学成分、差≤3 mm。辊卷成形后,先焊接纵焊缝,再在卷机械性能、耐蚀性,材料的供货状态，超声检测级板机上进行辊卷校圆。校圆后，测量筒体外周别等是否符合要求。长尺寸,确保内、外壳筒体的内径尺寸符合图样的规定。2.2外壳钢板外壳材料13MnNiMoR的化学成份、机械性.2筒体圆度的控制能及冲击值应符合GB713 - 2008《锅炉和压力单个筒节校圆后，用测距仪测量每个简节同容器用钢板》中的相关要求,供货状态应为正火-断面上的最大内径与最小内径,其差值应控制+回火。逐张超声检测复验(可记录的),应符在10 mm范围内。检查合格的简节应立置,两端合JB/T4730.3 - 2005中规定的I级，检测技术用撑圆工装支撑,以防止变形。与下部内封头相等级不低于B级。化学成份满足w(C)≤焊端的内壳筒节成型校圆后进行二次划线:将该0.25%、w(S)≤0. 035%、w(P) ≤0.035%。材筒节置于平台上，使筒壁与平台表面垂直;在该筒料的机械性能还应进行设计温度下的拉伸试节内壁离端口50mm处划线,保证两端50mm处验,其值符合GB713 -2008表3中的要求;V形基准线与平台平面的平行度允差小于0. 5 mm;同缺口试验温度为0C,验收标准为3个试样的冲时,将与封头相焊端的筒节内50mm线划出,作击功平均值≥54 J。为内径划线组焊用基准,并做清晰标记。这些工序主要是控制筒体的直径偏差、同一断面上的最3内、外壳筒体制造质量的检验大内径与最小内径之差以及筒节端面与轴线的垂筒体的制造质量,除了要保证焊缝的焊接质直度偏差,然后将单个筒节组对焊接成筒体。筒量外,筒体组对的错边量,筒体的棱角度、圆度和体的装配过程中主要控制环焊缝的错边量、相邻直线度也是其重要的质量指标。筒节的直线度,从而保证设备合拢后简体的直线度。3.1筒体几何尺 寸的控制与检测筒体下料时,长度方向应加放焊接收缩余3.3 筒体错中国煤化工量,各筒节高度之和尽可能接近筒体长度允许焊缝错T.HCN MH C母材相互错.的正偏差,尺寸的测量应使用计量合格的同一开的高度。该焊缝错边量与谷器制造过程中筒●64●云南化工2015年第3期体组对时的对口错边量是两个概念,其值也不消氢情况:焊前预热温度不能低于150C,层间.尽相同。由于焊缝两侧母材的表面不可避免地温度不能低于150C,但也不能高于2509C;焊后存在着曲率的变化、表面的不平整,甚至存在飞立即进行消氢热处理。在壳体上焊接的附件溅、局部变形等缺陷,要准确测得焊缝错边量的(包括制造期间供临时用的附件),焊接时都应大小并非易事。为此,在焊缝错边量的检测中预热应注意几点:a)检测前应首先检查设备上所有4.2堆焊质 量检验焊缝(目测),分别找出纵焊缝和环焊缝上错边气化炉在运行时，内简体下部,即排渣口至内量最大值所处的部位,必要时可标上记号;b)测简体高度为2 881 mm范围内,充满了高温熔渣。量错边量前应清除焊缝两侧的飞溅等可能影响为了降低熔渣对内筒体的磨损以及对内壳筒体和测量结果的缺陷;c)对不等厚板材相焊的焊缝,内锥形封头的腐蚀,要求在内壁堆焊3mm厚904其错边量的测量应扣除两板厚度差的影响。若L不锈钢层(见图2、图3),且堆焊厚度要均匀,最厚板侧已被削成一定的斜度,则厚板侧的厚度厚与最薄之差不大于1 mm。为此，应加强堆焊质应为厚板侧母材在焊趾处的实际厚度:可通过量的检验:测厚或根据两板厚度差、削薄斜度和焊缝宽度a)基层材料内表面进行喷沙及打磨(用磨光确定。需要注意的是,在测量时,如果在厚板侧机),清除表面的油迹和锈蚀。内表面应呈现金母材高于薄板侧母材的一侧测量时,则错边量属光泽,并对内表面待堆焊面进行100%磁粉检应减去两板厚度差;而在薄板母材高于厚板侧测,符合JB/T4730. 4-2005中规定的I级标准。母材的一-侧测量时,则测量值即为错边量,无需b)为保证优良的耐蚀性能和防止产生热裂再减去两板厚度差。纹,重点检查堆焊焊接电流和焊接速度。必须采3.4筒体棱角度的检验用小规范、小电流快速焊接,压道搭接要大于等“棱角度”在GB150标准中称为“因焊接在于50%。环向(或轴向)形成的棱角”,但所给出的只是不c)堆焊层厚度应均匀,最厚与最薄之差不大同时存在错边量的一种特殊情形。当焊缝在某于1mm;堆焊层厚度不小于3mm,堆焊层表面无处同时存在错边量和棱角度时,为确定棱角度飞溅、气孔、夹渣等缺陷。的大小，在测量棱角度时,应取焊缝两侧实测值e)堆焊层表面按JB/T4730.5 - 2005进行的平均值作为该处的棱角度,这样也可使得在100%PT检测，I级合格。筒体内、外侧测得的棱角度值相一-致。此外,在f)堆焊层表面进行酸洗。所形成的钝化膜棱角度的测量中,由于采用了具有一定长度或采用1g赤血盐+3mL65%~85%HNO,+100,弦长的样板进行,而焊缝两侧则因各种原因,常mL水溶液,用滤纸浸渍后,贴附于待测表面,或常与其标准样板曲面在一较宽的范围内存在偏直接将溶液涂刷于待测表面,检验结果为表面无差。这样,棱角度的测量值就与样板的长度(或蓝点即合格。弦长)有着直接的关系。在测量环向、轴向形成的焊缝棱角度时,所用样板的弦长应为筒体内直径D/6,且不小于300 mm的内样板(或外样板),其棱角E值不得大于壁厚8./10+2,且不大于5 mm"。4焊接质量控制 与检验4.1对接接头焊接质量控制2010-08-03针对壳体材料( 13MnNiMoR)焊后易产生裂纹、热影响区受热容易晶粒增大降低韧性的特中国煤化工点,在制造过程中,应每天多次现场巡查焊接工Fig.2艺的执行情况。重点检查焊前预热温度及焊后fYHCNMH G2015年第3期张文娟:碎煤熔渣气化炉制造质量控制.65●10#槽钢并在槽钢钻孔后与下法兰用螺栓连接,这保证了定位基准的准确度。然后在槽钢上焊接钢管,并采用筋板加固钢管,防止钢管使用过程中产生变形。在钢管上方焊接- -块φ200的顶板,在顶板上表面确定其圆心,以该圆心划φ5mm的圆作为检测圆。当6个鼓风口与炉体组装后,进行下列检测:a)用样板检验6个鼓风口与设备横截夹角为16° +5°,且6个鼓风口中心线应交于简体中心线的同一点;检查接管与日3内壳筒体内壁堆焊示意图炉体外表面的外伸长度,接管左、右方的水平Fig.3 Schematic diagram of inner度。b)采用侧距仪的激光源通过激光对中孔座shell cylinder wall welding向设备内的顶板中心圆进行检测,确保激光投射在φ5mm的圆内。c) 法兰螺栓孔与设备主轴5炉体下部鼓风口与设备中心线夹角的线跨中布置。d) 6个鼓风口与炉体焊缝电焊牢检测固进行焊接。e) 焊后用同样的方法对6个鼓风气化炉炉体下部共设有6个鼓风口,见图口进行检测,满足图样和标准要求。4。6个鼓风口沿炉体均布设置,且6个鼓风口液压试验是检验压力容器制造质量的重要手的中心线与设备中心线的夹角为16°士5°。设段,其目的在于发现压力容器潜在缺陷和检验压计要求:组焊后6个鼓风口的中心线与设备中力容器的强度。心线交在一点。设计要求较为苛刻,因为接管5.1液压试验前的要求[2]焊接存在焊接变形,再加上制造误差。要保证a)介质温度不得低于15C;设计要求,就必须设计工装,并采用一-一个有效的b)压力表精度不得低于1.6级,压力表盘的检测方法。经研究探讨,采用定位调整座和激刻度值应当为设计压力的1.5至3倍,表盘直径光对中孔座的组对工装进行6个鼓风口的组对不得小于100 mm,并经校验合格,2个压力表量焊接,其方案如下:程应相同;以设备下法兰密封面为定位基准面,采用c)压力试验前,紧固所有连接螺栓; .做1~01.5孔热大源项板中心打样冲标记散光对中孔座配M8拧紧螺栓班定位调整座，1.内壳简体;2.外壳筒体;3.内锥形封头;4.外锥形封头;5.下法兰;6.槽钢。图4 6个鼓风口组对示意图.中国煤化工Fig. 4 Schematic diagram of 6 tuyere.MYHCNMH G●66●云南化.工2015年第3期d)液压试验场地必须有安全可靠的安全防5.3液压试验 合格标准护措施,经安全环保设备管理人员到场检查、监a)无泄漏;督,划出液压试验区域并设置警戒线,悬挂明显标b)无可见的变形;识,严禁无关人员进入。c)试验过程中无异常的响声。5.2 试验程序首先对气化炉内筒进行水压试验,试验压力6结语为0.25MPa(内筒承受外压)。试验过程中,应保碎煤熔渣加压气化炉的质量控制,其重点是持容器观察表面干燥,保持足够长的时间对所有控制内、外壳体的同--断面上的最大内径与最小焊缝和连接部位进行检查。检查期间压力应保持内径之差、棱角度、简体组对的对口错边量、接焊质量.6个鼓风口与设备横截夹角及容器的耐压外壳和内简连通后以6.52MPa的表压进行试验。除常规的压力容器检验检测方法外,采用水压试验。外壳和内筒应各装有2块压力表;缓定位调整座和激光对中孔座的组对工装,进行6慢加压且保证两腔同步;加压或卸压、排液时都应个鼓风口的组对焊接和检测是确保6个鼓风口的始终保持:内简压力-外壳压力≤0.25MPa;试验中心线与设备中心线的夹角为16° 士5°,且与设压力升压过程应缓慢逐级升至设计压力备中心线交在一-点的有效方法。(5.1 MPa) ,每级保压3 ~5 min;确认无泄漏后，继续升压至规定的试验压力(6.52 MPa),保压参考文献:30 min后将压力降至设计压力(5.1 MPa) ;设计压[1] GB150.1 ~ 150.4 - 2011,压力容器[S].力保压进行检查,保压时间足够长,查期间压力应2]TSGR0004-2009,固定式压力容器安全技术监察保持不变。规程[S].Quality Control of Coal Gasifier Slag ManufacturingZHANG Wen-juan( Yunnan Dawei Chemical Equipment Manufacturing Co. , Qujing 655338, China)Abstract: According to quality inspection process in the manufacturing process of a coal gasifier slag,the main points of the manufacturing inspection and test of the apparatus were comprehensively discussed.Key words:gasifier; coal; slag; pressure vessel; manufacturing; quality control中国煤化工MYHCNMH G