气化炉技术方案

鹤岗市鹤煤化股份有限公司3052大颗粒尿素项目气化炉技术方案PAGE第1页共62页鹤岗市鹤煤化股份有限公司3052大颗粒尿素项目气化炉技术方案上海锅炉厂有限公司二零一一年八月目录第1章气化炉设备概述及制造要求 31.1设备描述 31.2设备简况 31.3报价依据及主要引用标准 41.4卖方供货范围及工作范围 51.5材料要求 61.6制造要求 11第2章初步工艺方案 132.1材料复验： 132.2壳体主要受压件 132.3质量控制 18第3章针对性响应 203.1制造加工工艺 203.2关键技术措施 213.3焊接和热处理 233.4水压试验 323.5包装运输 323.6耐火材料技术方案 33第4章制造进度计划 48第5章上海锅炉厂有限公司质量管理体系 49第6章技术上需澄清建议的问题 55附录A主要制造设备及检验设备 57附录B焊接工艺评定清单 62第1章气化炉设备概述及制造要求1.1设备描述本报价适用于鹤岗市鹤煤化股份有限公司3052大颗粒尿素项目气化炉设备(以下简称气化炉)。气化炉设备由筒体、环形锻件、球缺封头、锥体、激冷室内件、支座及接管法兰等主要部件和相关配套管道等设施组成，设备总高度约16.4m。筒体主体材料为SA387Gr.11Cl.2钢板，燃烧室筒体壁厚88mm，内直径为Φ2756mm，筒体高度约4788mm；激冷室筒体壁厚88+6mm不锈钢堆焊，内直径为Φ2756mm，筒体高度约7940mm。燃烧室筒体上连接球缺形封头，材料为SA387Gr.11Cl.2钢板，内球半径SR1385mm，壁厚57（min50）mm。激冷室筒体下部接一个高度约为1012mm、壁厚为96+6mm不锈钢堆焊、锥度为60°的锥体，材料为SA387Gr.11Cl.2钢板。壳体短节材料为SA387Gr.11Cl.2钢板，短节壁厚96+6mm不锈钢堆焊，内径为Φ1575mm。壳体过渡段高度为450mm，材料为SA336F11Cl.3钢的锻件。接管及法兰的材料为SA336F11Cl.3或SA182F11Cl.2钢的锻件，还有一些INCOLOY8251.2设备简况设备参数：名称：气化炉规格：Φ2756×88，L=4788；Φ2756×（88+6），L=7940容器类别/级别：三类/A2；工作压力：6.5MPa；设计压力：7.15MPa；工作温度：260/427℃（燃烧室），257℃（急冷室）；设计温度：455℃；介质：高温煤气、煤气、熔渣、黑水；介质物性：易燃、易爆,中度危害；试验压力：11.3MPa（液压试验压力）；1.3报价依据及主要引用标准1.3.1鹤岗市鹤煤化股份有限公司3052大颗粒尿素项目气化炉招标文件。1.3.2气化炉装配图，图号为T11009-612FD50-1000。1.3.4.引用标准TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》GB150-1998《钢制压力容器》GB713-2008 《锅炉和压力容器用钢板》GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》GB/T14976-1996《流体输送用不锈钢无缝钢管》NB/T47008～47010《压力容器用钢锻件》HG20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》HG20583-1998《钢制化工容器结构设计规定》HG20584-1998《钢制化工容器制造技术规定》JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB/T4730-2005《承压设备无损检测》ASMESEC.IIA,B,C,DASMESA-20《压力容器用钢板通用要求》ASMESA-370《钢制品力学性能试验的标准方法和定义》ASMESA-387《压力容器用铬-钼合金钢板》ASMESB-424《镍铁铬钼铜合金(UNSN08825和UNSN08221)板材、薄板和带材》SA-336《高温承压用合金钢锻件》SB-564《镍基合金锻件》SA-182《高温用锻制或轧制合金钢公称管道法兰、锻制管配件、阀门和零件》1.4卖方供货范围及工作范围1.4.1卖方供货范围1.4.1.1供货范围整台设备的材料、制造、检验及附件一中注明的所有附件及内件；主要包括设备本体及支撑件（支腿、支座、裙座、鞍座等），设备内件（激冷装置、上升管和下降管及连接支撑件等。）耐火材料三（3）套，并负责现场砌筑。三台炉用三（3）套表面热电偶（见附件三），要求与热敏电缆配套的整套系统（包括但不限于节点箱、DCS补偿导线、耐高温接插件、安装压块压条、配套的温度变送器以及仪表保温箱等），并提供现场安装服务。三台气化炉用高温热电偶共十五（15）件套，一体化温度变送器十二（12）件套；设备铭牌及支架；设备接地板、整台设备起吊用的吊耳或吊轴、运输支撑件；电动液压螺栓上紧装置两套，供货商名单见后附件5；气化炉所用的整套耐火衬里、耐火材料。筑炉过程中出现的损耗，由投标人负责；设备所有垫片交货时一套／台；螺栓、螺母交货时全部齐全；平台及护栏和管架支撑等预焊件；向招标人提供地脚螺栓和螺母及设备的定位模板；激冷环由专利商GE公司供货,投标人提供与激冷环相连接的下降管,投标人要根据详细设计的技术要求进行制造、安装，保证精度要求。运输用的临时部件应包括：a用于运输的管口盲板、紧固件和垫片；b运输用临时固定装置；c运输过程中的保护装置；其他备品备件。1.4.2.卖方工作范围设备制造、检验和试验；制定焊接工艺；焊接工艺评定；碳钢部件表面的涂漆、防锈保护：a壳体及外部附件，涂刷底漆2道；b钢紧固件，应涂油脂防锈。耐火材料设计、预堆砌、现场砌筑安装。制造、运输时设备内部的保护；包装运输；现场指导安装、指导烘炉1.5材料要求主体材料供货商见“表1.1气化炉主体材料供应商”。表1.1主体材料供应厂家名单材料名称供货厂家名单气化炉用板材（SA387Gr11CL2）进口：日本神钢（原产地：日本）、法国阿赛洛（原产地：法国）、德国迪林根（原产地：德国）气化炉用锻件（SA182F11CL2/SA336F11CL2）中国第一重型机械集团公司、中国第二重型机械集团公司、上海重型机器厂有限公司、中信重工机械股份有限公司（此四家原产地：中国）气化炉主体、锻件、Incoloy825材料焊接材料进口：日本神钢（原产地：日本）、日本WEL公司（原产地：日本）、德国蒂森（原产地：德国）气化炉激冷室堆焊用钢带、焊剂进口：日本神钢（原产地：日本）、日本WEL公司（原产地：日本）、瑞典山特维克（原产地：瑞典）、德国蒂森（原产地：德国）INCOLOY825材料进口：美国哈氏合金国际公司（原产地：美国）、日本冶金（原产地：日本）气化炉表面热电偶进口：美国XCO公司（原产地：美国）、日本SENSE公司（原产地：日本）、美国SENKOX科技有限公司（原产地：美国）气化炉用高温热电偶重庆仪表研究所、天津市中环温度仪表有限公司（此二家原产地均为中国）气化炉用一体化温度变送器上海宏达仪表仪器厂、天津中环仪表仪器厂、重庆仪表材料研究所（此三家原产地均为中国）气化炉用耐火材料中钢集团耐火材料研究院有限公司、中钢集团洛阳耐火材料有限公司（此两家原产地均为中国）电动液压螺栓上紧装置北京雷蒙赛博机电技术有限公司（原产地：中国）、美国凯特克（HYTORC）公司（原产地：美国）、上海体坦（TITAN）机电技术服务有限公司（原产地：美国）1.5.1.钢板壳体采用SA387Gr.11CL.2钢板（包括封头、上筒体、内锥体、下筒体、短节和下锥体），均从欧洲或日本进口。1.5.1.1.钢板的供货应遵循ASMEⅡA、C、D分篇和气化炉招标文件及如下各条的要求，且需逐张钢板进行下列检验要求。1.5.1.2.化学成品成分分析（SA-387-S2）钢板化学成份除应符合SA-387的规定。1.5.1.3.机械性能钢板的机械性能除应符合SA-387的规定外，还应进行下述补充试验1.5.1.3.1.力学性能试样坯料的模拟焊后热处理（SA-387-S3）需方应向供方提供详细的热处理要求，包括温度、保温时间、冷却速度、PWHT热处理最长累积时间何最短累积时间等。供方全部试样坯料在试验前应在低于临界温度下进行多次热处理，目的是模拟钢板在随后的容器制造过程中将要经受的焊后热处理或其他热处理。1.5.1.3.2.夏比V形缺口冲击试验（SA-387-S5）夏比V形缺口冲击试验应按SA-370《钢制品力学性能标准试验方法和定义标准》进行。试样取样为横向。1.5.1.3.3.钢板进行冷弯试验R=180°d=3a1.5.1.3.4.按相关标准及技术条件的要求取样作上述机械性能试验。1.5.1.4无损检测所有板材100%超声波检测，按JB/T4730.3-2005中Ⅱ级为合格。1.5.1.5.钢板的热处理a.钢板按正火（允许快速冷却）加回火热处理状态供货。b.供货的回火状态应与其后进行的焊后消除应力热处理很好匹配。c.热处理条件如温度、恒温时间、冷却条件等应在材料合格证书中说明。1.5.1.6.钢板的尺寸和允许偏差（最大允许偏差）以mm表示，钢板的尺寸按采购单的规定。1.5.1.7钢板的标记1.5.1.7.1钢板的标记方法按ASMESA-387和SA-20的规定进行。1.5.1.7.2钢板标记不应使用钢印。1.5.1.7.3对钢板进行标记时，标记符号应完整，对证书具有可追溯性。此外还应包括如下内容：a.钢板制造厂（商）的标识符b.材料名称c.热处理批号和炉号d.钢厂的钢板编号1.5.2.锻件（包括上法兰、过渡段和下法兰等）1.5.2.1.气化炉采用SA182F11.CL.2锻件和SA336F11Cl.3锻件，供货应遵循相关标准、相关技术条件及如下各条的要求，且需逐件进行下列检验要求。1.5.2.2供货厂的资质锻件制造厂应持有ISO9001认证证书，并具有生产同类锻件经验及丰富业绩者。1.5.2.3.化学成品分析a.SA182锻件化学成份除应符合SA182的规定。b.SA336锻件化学成份除应符合SA336的规定。1.5.2.4.机械性能锻件的机械性能除应符合SA182及SA336的规定外，还应进行下述补充试验。1.5.2.4.1.采用钢锭或钢坯锻造时，应为三维锻造，锻件主截面部分的锻造比大于3。1.5.2.4.2.力学性能试样坯料的模拟焊后热处理需方应向供方提供详细的热处理要求，包括温度、保温时间、冷却速度、热处理最长累积时间和最短累积时间等。供方全部试样坯料在试验前应在低于临界温度下进行一次或多次热处理，目的是模拟锻件在随后容器制造过程中将要经受的焊后热处理或其他热处理。1.5.2.4.3.夏比V形缺口冲击试验夏比V形缺口冲击试验应按SA-370《钢制品力学性能标准试验方法和定义标准》进行。试验温度为-10℃，冲击功三个试样的平均值Akv≥54J，一组内只允许有一个可以小于54J，单个试样Akv≥48J。1.5.2.4.4.晶粒度锻件的晶粒度应为6级或更细，按ASTME112试验方法测定平均晶粒度。1.5.2.4.5.按NB/T47008-2010规定的取样数量和取样部位切取试样，作上述机械性能试验。环形锻件遵守其附录A中“A2采用热缓冲环或环段进行热处理”，试样应取自锻件上热缓冲环段中间1/3狐长下的区域。试样位置应距锻件的热缓冲面至少13mm，至锻件的热处理表面至少t/4。1.5.2.5.无损检测1.5.2.5.1超声检测：按SA-388的要求逐件进行100%超声波检测，检测锻件内部缺陷，检测表面的粗糙度应不大于Ra6.3。验收等级按照SA-788-S20的规定，对于直波检测为DA级，对于斜射波检测为S级。1.5.2.5.2磁粉检测（SA-182-S4.1）：a．成品锻件的所有可接近表面均应按SA275方法进行磁粉检验，检测表面的粗糙度应不大于Ra6.3。b．验收标准：不允许长度超过2mm的显示存在1.5.2.6.锻件的热处理1.5.2.6.1.锻件应进行正火（允许快速冷却）（允许快速冷却）加回火热处理状态供货。1.5.2.6.2.供货的回火状态应与其后进行的焊后消除应力热处理很好匹配。1.5.2.6.3.热处理条件如温度、恒温时间、冷却条件等应在材料合格证书中说明。1.5.2.7.锻件的尺寸，偏差和表面粗超度应按采购单的规定，实际尺寸检查由制造厂进行。1.5.2.8.合金冶炼，锻造和热处理工艺由锻件制造厂负责选择并在材料合格证书中说明，选择的合金冶炼，锻造和热处理工艺应能保证供货的锻件完全达到本说明书规定的各项要求。1.5.2.9.锻件的标记1.5.2.9.1.锻件的标记方法按ASMESA-336、SA-182和SA-788的规定进行。1.5.2.9.2.标记应使用低应力硬冲钢印，在周围涂白漆并加以保护。低应力钢印端部应为圆头，在任何情况下与工艺介质接触的表面不得采用冲印字符标识。1.5.2.9.3对锻件进行标记时，标记符号应完整，对证书具有可追溯性。此外还应包括如下内容：——锻件制造厂（商）的标记符；——材料标准号；——热处理炉批号和炉号；——所需的类别、等级及类型标记。1.5.2.10文件1.5.2.10.1锻件制造厂提供的材料检验合格书应符合EN10204-3.1B的要求，并以中英文发布。所有检验合格证书应为原件。1.5.2.10.2材料合格证书至少应包括相应的ASME材料说明书要求的资料和如下附加内容。a.制造厂名称b.买方的采购单编号c.材料标准号、出版日期以及所需的材料类别、类型以及等级d.合金冶炼、锻造和热处理工艺e.炉号、熔炼分析、成品分析f.热处理炉批号或炉号、热处理工艺（包括温度、恒温时间和冷却条件等）g.热处理条件下实际机械性能试验结果及试件的编号、取样位置方向和尺寸等均应在合格证书中说明。h.无损检测测试结果，包括相关验收标准的说明提供详细的记录。i.锻件的详细尺寸1.5.3.INCOLOY825板材及锻件化学成分、机械性能等应满足ASME标准中相关篇的要求。1.5.3.1INCOLOY825板材采用原产地为日本或欧美等发达国家的产品并符合ASME标准中相关篇的要求。1.5.3.2INCOLOY825锻件采用国内一流锻件厂家的产品并符合ASME标准中相关篇的要求。1.5.4.焊接材料根据钢板和锻件的材料技术要求，制造厂根据PQR和WPS文件编制焊接材料采购技术要求。SA387Gr11Cl2、SA182F11Cl2、SA336F11Cl3之间的焊接材料采用进口材料。所有焊条、焊丝、焊带、焊剂等都必须有满足相应标准的质量证明书。碳钢（含低合金钢）、不锈钢用焊条满足施工图的要求，保证焊接接头性能不低于母材的机械性能。用于主体材料的焊接材料，均有合格的化学分析质量保证书。1.6制造要求设备制造、检验和试验必须遵循合同技术规格书以及相关的图纸和法规标准等的规定。设备制造所用原材料，在仔细核对钢厂质量证明文件的基础上，同时做好相应的材料入厂复验工作，制造过程中转序时核对材料的炉号、牌号标记，作好移植跟踪，确保使用材料的正确性，做到专材专用。用作壳体的钢板，锻件和焊接材料进设备制造厂后应进行材料复验。钢板按以上钢板各条要求，逐张检查钢板表面质量和材料标志，按炉复验钢板的化学成分，按热处理批号复验钢板的机械性能。锻件按要求逐个检查锻件的表面质量和材料标志，按炉复验锻件的化学成分，按热处理批号复验锻件的机械性能。焊接材料应对焊接试样的焊缝金属作化学成分分析，对试样作射线照相试样、拉伸试验、冲击试验和扩散氢试验必须做A类焊缝产品焊接试板，且随取部件同炉进行热处理，试样按GB150附录E进行拉伸，弯曲和冲击试验的试样制备和试验；合格指标中冲击试验的试验温度和Akv值按本文以上钢板要求中的规定，其他按附录Ⅰ规定。本设备制造过程中，钢板下料及坡口制备和开孔不允许直接采用火焰切割，如采用火焰切割后，先用砂轮机打磨消除渗碳层，并进行MT检查。容器的缺陷修磨或补焊处的表面，卡具和拉筋等拆除处应进行磁粉检测。壳体的制造不降低材料的性能，在热加工后，包括制造过程中的焊接、热处理（含消除焊接应力热处理）后都确保母材、焊缝金属最终满足技术规格书和设计的要求。设备的焊接工作，由持有相应类别的“锅炉压力容器焊工合格证书”的人员担任。设备的无损检测工作，由持有相应方法的“锅炉压力容器无损检测人员资格证”的人员担任。焊接工艺规程和焊接工艺评定报告应交用户审查。所有接管与球形封头和筒体必须正确定位。气化炉在全部施焊完毕并检验合格后应进行整体焊后热处理所有炉体内部焊接接头须打磨光滑。设备现场吊装就位并调整固定妥后，进行耐火材料的施工，间隙等要求满足图纸和相关技术文件的要求。第2章初步工艺方案2.1材料复验：材料复验主要是核实材料质量证明书是否与订货合同、技术协议要求符合。2.1.1板材复验板材复验的内容包括：表面质量、尺寸及尺寸偏差、力学和工艺性能、化学成分分析、超声波检验、表面检验等。复验的结果符合相关标准和技术文件的规定。2.1.2锻件复验锻件复验的内容包括：表面质量、尺寸及尺寸偏差、力学和工艺性能、化学成分分析、超声波检验、表面检验等，复验的结果符合相关标准和技术文件的规定。2.1.3焊材复验由于焊材质量是影响焊缝质量的关键因素，因此对焊材的质量必须进行严格控制，保证焊材质量合格。焊条应复验下列项目：焊条按批外观及工艺性能检查。焊条按批进行化学成分分析。焊剂核对质量证明书、实物标记等。焊接材料对焊接试样的焊缝金属作化学成份分析，对试样作射线照相试验、拉伸试验、冲击试验和扩散氢试验。2.2壳体主要受压件2.2.1球形封头（球缺）P1整块钢板正火温度热成形、回火处理和冷态矫正，端口处内径偏差及形状偏差满足技术要求，任意处最小实际厚度大于设计最小厚度；封头主要流程:2.2.2上部筒体P2板焊结构，钢板冷态初卷，温态复校圆；筒体的卷制将采用4M三辊卷板机，在冷态下成型，包括焊后中温复校圆，从而保证了较小的椭圆度，且能更好的保证原材料及焊缝金属性能和表面质量。图2.1筒体卷制主要流程：2.2.3下锥体P3板焊结构，分四片冷态压制成形，纵缝对称布置，纵缝焊后内壁不锈钢带极堆焊，内径偏差及纵缝错边满足图纸和相关标准要求，高度按照图纸尺寸加工。内壁采用不锈钢带极堆焊，堆焊后堆焊层进行UT测厚、PT检查。图2.2为锥体堆焊和机加工后照片。图2.2锥体堆焊和机加工后照片主要流程：2.2.4.内锥体P4板焊结构，分四片冷态压制成形，纵缝对称布置，纵缝焊后外壁不锈钢带极堆焊，内径偏差及纵缝错边满足图纸和相关标准要求，高度按照图纸尺寸加工。外壁配合变位器不锈钢带极堆焊，堆焊后堆焊层进行UT测厚、PT检查主要流程：2.2.5下部筒体P5板焊结构，板焊结构，钢板冷态初卷，温态复校圆，纵缝焊后内壁不锈钢带极堆焊，内径偏差及纵缝错边满足图纸和相关技术条件及标准的要求。筒体的卷制及焊后复校圆将采用4M三辊卷板机，从而保证了较小的椭圆度，且能更好的保证原材料及焊缝金属性能和表面质量。内壁采用不锈钢带极堆焊，堆焊后堆焊层进行UT测厚、PT检查。主要流程：2.2.6激冷室接管法兰均为锻焊结构本设备的制造特点之一是下部激冷室接管数量多，规格多，要求高，结构复杂；下部激冷室接管位置要求高、且与壳体不垂直。因此，选择合理的接管堆焊工艺和接管与壳体装焊工艺对确保设备总体制造质量和制造周期至关重要。2.2.6.1接管的堆焊——大接管内孔采用带极或丝板自动堆焊工艺。——中小接管待接管与非镍基合金法兰组焊合格后，在接管内孔自动堆焊机上进行内孔堆焊。——与镍基合金法兰连接的中小接管则直接在接管内孔自动堆焊机上进行内孔堆焊。——接管其余部位的堆焊一般采用手工堆焊工艺。图2.3为带极或丝板自动堆焊图2.4接管内孔自动堆焊2.2.6.2典型的接管堆焊工艺首先将表面磁粉检查合格的接管待堆表面清理干净，必要时可采用砂轮打磨，以去除表面油锈等杂物，再采用电红外对接管进行预热，接下来进行第一层（过渡层）的堆焊，过渡层堆焊妥后立即进行后热处理，然后在不预热的情况下进行面层的堆焊，直到达到所要求的堆焊厚度，注意在堆焊过程中严格控制层间温度，堆焊完成后作表面PT检验。主要流程：2.2.7.其它接管法兰接管及接管法兰均为锻焊结构，采购半成品，复验合格后在车床和钻床上经过车钻加工成形，确保尺寸满足设计要求。主要流程：2.2.8总装主要流程环形锻件及其以下壳体部分及其接管横向组装焊接（下部）；环形锻件以上壳体部分及其接管横向组装焊接（上部）；下部组件与上部组件（包括上部内件）横向环缝对接；水压试验完成后进行内件组装；设备现场安装并调整固定妥后进行耐火材料的施工。2.3质量控制按照企业质量保证手册及其程序文件和技术要求，建立专项技术标准和质量保证大纲，分解各项质量控制节点和过程内容和发布责任人。主要质量控制措施：2.3.1材料管理严格按国家标准、材料标准、行业标准、技术协议、原材料质保书、原材料入厂检验程序等；2.3.2工艺评定包括有效的焊接工艺评定及其任务书、产品焊接工艺、焊前预热规范、焊接材料、焊接规范、焊后消氢规范、中间热处理规范、焊后热处理规范、焊工考试及其施工资格等；2.3.3产品试样按照标准和要求，确定试样设置规范，包括原材料、产品母材和产品焊接试样；2.3.4无损探伤根据标准和要求，采用射线、超声波、磁粉和宏观检查等；2.3.5质量处理按照质保手册及其程序文件和技术要求处理材料代用、文件修改、产品质量；2.3.6机性试验按标准和技术要求，进行力学性能、冲击试验、弯曲试验、化学成分、金相（粗/细）组织和其他非常规试验项目的测试；2.3.7尺寸控制根据标准和技术要求，确定不同尺寸工艺控制节点和方案，进行过程检验和节点检验，确保和监控节点和过程中尺寸的受控变化和相应措施，严格检验表面质量。2.3.8焊前预热根据不同产品、尺寸及其工艺要求和材料等，可采用电脑控温和记录的整体炉内、局部电脑温控远红外和气体加热等不同焊前预热方法，对局部预热规定最小预热区域，采用接触式数显、激光远红外数显或远红外数显测温仪进行节点和过程测量；2.3.9热处理热处理采用整体炉内热处理，控温采用电脑温控和记录。2.3.10水压试验采用卧式式就位，多点位支撑，水温、壁温和气温满足标准要求，水压试验升降压速度≤0.5MPa/min，水压试验时，水的温度不得低于15℃，并严格控制水中的氯离子含量不超过25mg/l，试验合格后应立即将水渍去除干净。试验前对壳体法兰密封用螺栓紧固，螺栓上紧采用测力扳手进行有控预紧，确保上紧的正确性和均衡性。水压试验用水的水质应符合设计文件及相关标准的要求，水压试验前取样对水质进行检查。2.3.11包装运输设备外表面在发运前按照相关标准和技术文件的要求进行油漆。主设备采用包装装置进行包装并用于运输，开孔接管法兰用盲板垫片封口保护，零散件则用单独装箱和标识；最终按照JB/T4711-2003《压力容器涂敷与运输包装》的规定，制定完善的油漆包装、运输方案。2.3.12工艺文件包括产品焊接工艺评定、产品焊接工艺、产品工艺过程卡、产品质量履历卡、工艺文件清单等。第3章针对性响应3.1制造加工工艺3.1.1筒节考虑到筒节厚度、板幅宽度及材料强度，拟采用冷态初卷、纵缝焊后温态复卷工艺，从而保证了较小的椭圆度，且能更好的保证原材料及焊缝金属性能和表面质量；卷板在4M三辊卷板机上进行，纵缝为外侧单面V形坡口，采用埋弧自动焊工艺，焊后MT、RT、UT；焊接预热采用电脑温控和记录的远红外线加热装置。环缝坡口的机加工在立车上进行，确保筒节的圆度和直线度及尺寸满足图样要求。图3.16.3m立车图3.28m数控立车3.1.2球缺封头封头采用整块在压机上用模具热冲压成形的工艺，热处理（母材试板随炉）后对内外壁进行喷丸处理，去除氧化皮后，对内外壁进行MT、UT探伤和UT测厚复查，母材试板模拟焊后热处理（PWHT）机性试验后加工环缝坡口和开孔，以确保封头最终性能满足设计要求。环缝坡口的加工和管孔的加工在立车上进行，确保封头的圆度及管孔尺寸满足设计要求。3.1.3锥体板焊结构，分四片冷态压制成形，纵缝对称布置，必要时借助卷板机局部焊后校形。环缝坡口的加工在立车上进行，确保锥体的圆度等尺寸满足设计要求。3.1.4接管及接管法兰的制造加工接管及接管法兰均为锻焊结构，采购半成品，复验合格后在车床和钻床上经过车钻加工成形，确保尺寸满足设计要求。3.1.5纵、环缝及接管的角接焊接为了保证产品的性能，降低返修率，A、B类的纵、环缝、C类环缝和D类接管角接焊缝等主焊缝采用埋弧自动焊，其中接管角接焊缝的焊接采用专用马鞍形埋弧自动焊。3.1.6整体组装环缝采用内壁手工电弧焊打底、外壁手工电弧焊焊妥，焊接预热采用电脑温控和记录的远红外线加热装置；热处理采用电脑温控和记录的热处理炉和最终环缝采用采用电脑温控和记录的远红外线加热装置热处理。并采取措施严格控制筒体的椭圆度、直线度符合要求。无损检测将根据不同焊缝属性、材料和要求，可采用直线加速器RT、常规RT、、MT、UT、PT等；3.2关键技术措施3.2.1封头封头采用整块钢板在压机上热冲压成形，热处理完成后对内外壁MT、UT及UT测厚。为控制封头的成形尺寸，在冲压过程中必须正确安装模具，无偏心现象，同时清理干净模具表面，控制好压边力、终压温度和脱模温度。同时为了保证封头材料的最终性能，在封头冲压后进行必要的热处理和试样复验，并对封头进行探伤复查。3.2.2筒节为了保证焊接质量、减少人为因素对焊接质量的影响，筒节纵缝、筒节与筒节之间的环缝以及筒节与封头之间的环缝拟采用窄间隙埋弧自动焊配合滚轮架制造，装焊时严格控制错边量和焊接变形量。3.2.3环缝及接管的焊接为了保证产品的性能，主焊缝的焊接采用窄间隙埋弧自动焊，接管与壳体的焊接采用马鞍形埋弧自动焊。3.2.3.1环缝环缝的窄间隙埋弧自动焊采用ESAB公司进口的EHD重型焊接系统进行窄间隙埋弧自动焊，该系统具有自动跟踪、自动排道、自动反馈等多项先进功能，确保焊接质量。3.2.3.2接管为确保焊缝质量和产品性能、避免手工焊在焊接过程中带来的诸多不利影响，接管与筒体的焊接采用马鞍形埋弧自动焊。对于≥150mm的接管，我们使用马鞍型埋弧自动焊机进行焊接，并在相似产品的生产中得到了成功应用，填补了国内空白。3.2.3无损检测气化炉的焊缝检测必须引起相当的重视，我公司的无损探伤检查技术完全可以满足技术条件要求。无损检测要求：设备的A、B类焊接接头应进行100%射线探伤检查并符合JB/T4730-2005标准中RT-Ⅱ级为合格，还应附加20%超声检测，符合JB/T4730-2005标准中UT-Ⅰ级为合格。容器整体热处理后，A、B类焊接接头还应进行20%超声检测，符合JB/T4730-2005标准中UT-Ⅰ级为合格。同时进行100%磁粉探伤，符合JB/T4730-2005标准中MT-Ⅰ级为合格。容器上的B类焊缝应包括公称直径≥250mm的接管与长颈法兰、接管与接管或弯头连接的焊缝。3.3焊接和热处理3.3.1产品的焊接3.3.1.1筒体纵缝的焊接3.3.1.1.1圆形筒体纵缝的焊接圆形筒体纵缝全部采用埋弧自动焊进行焊接，其坡口形式见图3.3。图3.3衬板纵缝坡口示意图简要焊接工艺如下：（1）坡口及其边缘100%MT检查合格并清理。（2）预热。（3）装配摆搭，手工焊装焊衬垫及引熄弧板等。（4）坡口内埋弧自动焊焊接，一次焊妥。（5）中间热处理。（6）拆除衬垫，焊缝正反面打磨。（7）筒体复校圆。（8）焊缝100%MT、UT、RT。3.3.1.1.2锥形筒体纵缝的焊接锥形筒体纵缝的焊接采用手工电弧焊加埋弧自动焊的方式进行，其坡口形式见图3.4。图3.4锥形筒体纵缝坡口示意图简要焊接工艺如下：（1）坡口及其边缘100%MT检查合格并清理。（2）装配摆搭。（3）预热。（4）内壁手工电弧焊焊接15~20mm。（5）立即去氢处理。（6）外壁清根，打磨，100%MT检查合格后清理干净。（7）预热。（8）外壁手工电弧焊焊接10~15mm。（9）接下来采用埋弧自动焊进行焊接。注意：根据实际变形情况决定先内侧还是外侧，或者内外侧交替焊接。（10）中间热处理。（11）焊缝正反面打磨。（12）焊缝100%MT、UT、RT。3.3.1.2筒体环缝的焊接环缝的焊接主要有两种形式：其一是开单面坡口的窄间隙埋弧自动焊；其二是开双面坡口的手工电弧焊加窄间埋弧自动焊。3.3.1.2.1全部采用埋弧自动焊的环缝焊接根据筒体或封头的长短（或高度），并考虑到焊接横臂的长度，一般都是3~4节筒体（封头）一起装配，此时环缝的焊接均采用开单面U形坡口的埋弧自动焊，这是所有环缝焊接中应用最多的一种坡口形式（见图3.5所示）。图3.5全部采用埋弧自动焊的坡口形式简要焊接工艺如下：（1）坡口及其边缘100%MT检查合格并清理。（2）电红外预热。（3）环缝装配摆搭。（4）正面坡口埋弧自动焊焊接直至焊妥。（5）立即去氢处理。（6）内壁清根，打磨。（7）100%MT检查后清理干净。（8）电红外预热。（9）内壁埋弧自动焊直至焊妥。（10）中间热处理。（11）焊缝内外表面打磨。（12）焊缝100%MT、UT、RT。3.3.1.2.2采用手工电弧焊加埋弧自动焊的环缝焊接手工电弧焊加埋弧自动焊的环缝焊接主要应用于焊接横臂无法伸入到筒体内部或者说焊接横臂长度不够的地方，此时的坡口形式采用开UV形的双面坡口（见示意图3.6）。图3.6采用手工焊加埋弧焊的坡口形式简要焊接工艺如下：（1）坡口及其边缘100%MT检查合格并清理。（2）电红外预热。（3）环缝装配摆搭。（4）内壁坡口手工电弧焊焊接直至焊妥。（5）立即去氢处理。（6）外壁清根，打磨。（7）100%MT检查合格后清理干净。（8）电红外预热。（9）外壁埋弧自动焊直至焊妥。（10）中间热处理。（11）焊缝正反面打磨。（12）焊缝100%MT、UT、RT。3.3.1.3筒体（锥体）内壁不锈钢堆焊筒体（锥体）内壁不锈钢堆焊均采用带极自动堆焊，为了保证耐腐蚀性能及与不锈钢堆焊与基材的结合性能，第一层采用带极埋弧堆焊；同时为了保证耐蚀层堆焊厚度及堆焊层表面质量，第二层则采用带极电渣堆焊。在以往的筒体内壁堆焊工艺中一般均采用单节筒体进行堆焊，然后在焊接筒体环缝，等筒体环缝无损检测合格后再进行环缝内壁的补堆。补堆焊一般均采用手工电弧焊的方式进行，对于这么大直径的筒体其内壁堆焊的工作量之大可想而之。所以在气化炉的制造过程中，采用先焊接环缝再进行内壁堆焊的工艺措施，这样不但大大提高工作效率，而且还可以保证堆焊质量。对于堆焊时的预热我们采用电红外加热方式，以保证温度的均匀性。简要堆焊工艺如下：（1）待堆焊表面打磨，除锈，100%MT检查合格并清理干净；（2）电红外预热；（3）带极埋弧堆焊第一层；（4）去氢处理；（5）带极电渣堆焊第二层（堆焊前不必预热）；（6）堆焊层表面修磨；（7）100%PT、UT检查合格，清理。3.3.1.4接管（法兰）内壁堆焊接管内壁的堆焊主要分两种形式：一种是接管内径大于或等于150mm的采用不锈钢药芯焊丝进行自动堆焊；另一种是接管内径小于150mm（但是大于50mm）的则采用不锈钢TIG焊丝进行自动堆焊。简要堆焊工艺如下：（1）待堆焊表面打磨，除锈，100%MT检查合格并清理干净；（2）电红外预热；（3）堆焊第一层；（4）去氢处理；（5）堆焊第二层（堆焊前不必预热）；（6）堆焊层表面修磨；（7）100%PT、UT检查合格，清理。为了保证接管内壁堆焊质量，所有接管内壁的不锈钢堆焊工作均在内孔堆焊机上进行。3.3.1.5接管与壳体的焊接根据气化炉接管尺寸以及与壳体的连接关系，接管与壳体的焊接共有3种方式。一种是外径φ≥300mm接管并与壳体正交（接管中心线与壳体中心线垂直或重合），采用普通的马鞍形埋弧自动焊进行焊接；一种是100mm<外径φ<300mm的接管并与壳体正交（接管中心线与壳体中心线垂直或重合），采用专用的小接管马鞍形埋弧自动焊进行焊接；其它形式及尺寸的接管则采用手工电弧焊进行焊接。3.3.1.5.1外径φ≥300mm接管的焊接外径φ≥300mm的接管与壳体的焊接采用马鞍形埋弧自动焊方式，这在我公司已有二十几年的历史，属非常成熟的焊接工艺，坡口形式如图3.7。a在壳体内壁进行焊接b在壳体外壁进行焊接图3.7外径φ≥300mm接管马鞍形埋弧自动焊坡口根据接管的不同形式，与壳体的焊接分壳体内壁的焊接和壳体外壁的焊接（如图5.8a、b所示），简要焊接工艺如下：（1）坡口及其边缘打磨，100%MT检查合格并清理干净；（2）电红外预热；（3）装焊衬垫；（4）埋弧自动焊焊接，直至坡口焊平；（5）立即去氢处理（或中间热处理）；（6）焊缝表面打磨；（7）焊缝100%MT、UT；（8）电红外预热；（9）焊接加强高，满足图纸要求；（10）立即去氢处理；（11）焊缝表面打磨；（12）焊缝表面100%MT。3.3.1.5.2100mm<外径φ<300mm接管的焊接与外径φ≥300mm接管的焊接一样，100mm<外径φ<300mm接管的焊接也是分内外壁两种焊接形式：一种是带法兰的接管，另一种是不带法兰的接管。不带法兰的接管可以直接在壳体外壁焊接，焊接坡口开在外侧，焊机直接安装于接管端部；带法兰的接管只能在壳体内壁进行焊接，焊接坡口则开在内侧，同时还要在壳体内壁接管端部安装一加长接管，焊机则装夹于加长接管上。小接管焊接时的坡口形式如图3.8所示，小接管外壁焊接时的工况如图3.9所示，内壁焊接时的工况如图3.10所示。a在壳体内壁焊接坡口b在壳体外壁焊接坡口图3.8插入式小接管埋弧自动焊坡口形式图3.9小接管埋弧自动焊外壁焊接工况图3.10小接管埋弧自动焊内壁焊接工况插入式小接管埋弧自动焊简要工艺如下：（1）坡口及其边缘100%MT检查，清理。（2）预热（外壁焊接时，预热内壁；内壁焊接时，预热外壁）。（3）埋弧自动焊直至焊妥。（4）立即进行去氢处理（或中间热处理）（5）拆除衬垫，焊缝表面CT取样。（6）焊缝表面打磨，无损探伤。注：如果是在外壁焊接时，在拆除外侧衬垫后还需要重新进行预热，采用手工电弧焊补焊焊缝加强高。3.3.1.5.3其它结构形式接管的焊接除上述两种接管采用马鞍形埋弧自动焊外，其它结构形式的接管采用手工电弧焊方法，典型的焊接坡口形式如图3.11所示。图3.11典型的手工电弧焊接管坡口形式3.3.2热处理技术热处理是产品制造过程中的关键工序，特别是对气化炉的运行工况所需性能的恢复起着至关重要的作用。在研究了气化炉的结构后，结合我公司现有设备，决定准备采用整体进大炉进行热处理。整体焊后热处理在30米热处理炉内进行，其有效容积为30×7.5×8.5（米）。30米热处理炉是一个大型的轻质全纤维炉，载重量为600吨，四周炉墙全部用钢架挂耐火纤维组成，结构轻型，散热量小，炉车是以二辆各300吨炉车组成，分前后两个半炉，后半炉可移动，中间有一个升降门，前半炉可单独使用，整个热处理炉有24只高速喷嘴，交叉分布在炉子的两侧，四周和炉顶有24根热电偶对炉膛进行测温，整台热处理炉以电子计算机控制，控温精度在±7℃范围内，最高加热温度为1050℃，见图图3.1230m热处理炉整体焊后热处理要求：产品和试板一起进炉，吊装时严禁碰坏、损伤。工件应平整稳固地搁置在热处理搁条上，并应垫高不小于300mm，搁条数量应足够，两相邻搁条之间的距离不得大于1500mm，以控制热处理时引起变形。工件搁置后，应对每一个搁条与工件之间接触情况进行检查，不得有虚接触。板卷筒体内侧采用足够数量的撑圆环进行支撑，以控制变形。炉膛火焰不得直接喷射在工件上。法兰盖等独立部件的最终焊后热处理可以随对应接管法兰的筒体一起进炉同时热处理，也可以单独或数件法兰盖等独立部件一起进炉热处理，每一个法兰盖等独立部件上至少点焊一根热电偶。产品焊接试板、热处理验证试板必须和所属的部件同炉进行热处理，其安放位置可以置于所代表的焊缝或者部件附近，也可以置于同炉的其它位置，但每块试板的表面必须单独点焊一根热电偶。测温方式采用工件上点固热电偶测温。壳体上所有热电偶均点焊在筒体的纵、环焊缝表面，试板上的热电偶点焊在试板表面，用ETCPHKV5HR焊条芯做节点。所有合金钢上的热电偶节点应在预热≥200℃工件上所布置的热电偶，一根热电偶到温作为均热开始，待全部热电偶到温作为保温开始。工件必须≤300℃进炉升温，热处理保温结束后应炉冷至≤300热处理工应作好工况记录，检查员加强监督检查。热处理结束后，热处理工和检查员应在时间——温度记录纸上签字，存档。热处理结束后，修磨所有热电偶点，在合金钢上进行磁粉探伤。3.4水压试验采用卧式就位，多点位支撑，水温、壁温和气温满足标准要求，水压试验升降压速度≤0.5MPa/min，水的温度不得低于15℃，并严格控制水中的氯离子含量不超过25mg/l，试验合格后应立即将水渍去除干净。试验前对壳体法兰密封用螺栓紧固，螺栓上紧采用测力扳手进行有控预紧，确保上紧的正确性和均衡性。水压试验用水的水质应符合设计文件及相关标准的要求，水压试验前取样对水质进行检查。3.5包装运输设备外表面在发运前按照相关标准和技术文件的要求进行油漆。主设备采用包装装置进行包装并用于运输，开孔接管法兰用盲板垫片封口保护，零散件则用单独装箱和标识；最终按照JB/T4711-2003《压力容器涂敷与运输包装》的规定，制定完善的油漆包装、运输方案。3.6耐火材料方案介绍耐火砖公司凭借稳定的产品质量和出色的售后服务得到了市场的广泛认可和充分肯定，在气化炉检修备砖以及新项目大包都有着出色的业绩，耐火砖公司仅2008年就承接全新气化炉11台，其中2.8M顶喷气化炉2台，3.2M顶喷气化炉6台，3.4M四喷嘴气化炉3台，提供从气化炉衬里耐材设计到耐材生产及施工等全套服务。在西北地区有60%以上的煤化工企业采用我公司产品，如神木化工、新能能源、内蒙古易高（三维）、久泰能源、延长石油、金诚泰等。目前3.4M四喷嘴气化炉已开车的仅有10台炉子，兖矿国泰化工3台、兖矿鲁南化肥厂1台，江苏索普3台、新能凤凰3台。其中江苏索普3台气化炉为我公司设计、材料供应、施工整体大包；兖矿鲁南化肥厂D#气化炉1台为我公司设计和提供材料供应；兖矿国泰3台气化炉我公司一直供应各部位备砖，在3.4M四喷嘴气化炉衬里耐火材料方面的业绩和使用效果我公司明显优于其他生产厂家。兖矿鲁南化肥厂D#气化炉第一次开车运行拱顶砖使用寿命近11000小时，江苏索普自开车至今累计运行已超过了7000小时，目前状态良好。在砖型及结构优化设计方面：早期渣口砖的快速更换结构、凸凹槽改进、四喷嘴塞口砖的改进、山西丰喜清华炉喷嘴砖设计等等，并对华陆恒升2.8M四喷嘴气化炉拱顶和鲁南化肥厂、兖矿国泰化工3.4M四喷嘴气化K砖部位进行了改进优化。我们一直不断的研发新产品、提高在线产品质量，致力于为用户提供最经济的产品和最满意的服务。

3.6.1、耐火砖公司生产特点及优势特点效果备注原料合成电弧矿冶炉（砖砌筑炉衬、自然冷却）合成骨料结晶发育好,高温性能优越,体密大（>5.0g/cm3）成型设备高吨位压砖机（双面加压、活边活堵）产品体密大、气孔小，尺寸控制精确，无层密度及稍差现象高温烧成全自动电脑控制高温梭式窑，控温精确、温差小高温性能优越、致密，产品烧成质量稳定模具加工设有模具加工中心，数控机床，模具精度高，加工周期快产品外观质量好独有优势企业管理1958年建厂的国有企业，积累了50余年丰富的生产、质量管理经验，拥有稳定的高素质职工队伍完善的质量控制体系，独立的质量监察、检验验收部门监控质量，健全的产品可追溯制度，产品可追溯到责任人管理科学规范，企业信誉好，各种产品质量均可控耐火材料行业国家唯一大一型国企集成配套服务提供从窑炉设计、耐材配置、产品生产及技术、施工等全套系统服务；国家认可实验室,研发、工艺设计部门；拥有国家二级资质的施工队伍;拥有经验丰富的售后队伍，提供施工中全过程服务国内耐材综合配套能力最强企业3.6.2、耐火砖公司货物的生产工艺简要说明耐火材料制品制造工艺过程基本相同，区别主要是材料差异以及制造过程中控制参数差异，而此两项属技术机密，不能详述。下面以铬铝锆砖为例将其制造工艺过程陈述如下：1)原料进厂原料进厂，同时原料供应商提供我方要求的产品质量合格证，集团公司质量处对所有进厂原料进行首道把关，抽检合格后原料方能进厂，否则退回。（铬铝锆原料经我分厂再检合格后在电熔炉进行电熔，电熔后破碎、拣选，储存备用。）目前气化炉衬里热面砖用Cr2O3骨料的制备工艺主要有烧结法和电熔法两种，骨料的质量决定着耐火砖产品的最终性能，国外生产厂家采用的是烧结合成骨料的方法。电熔法制备的骨料体密大、高温稳定性能及抗侵蚀性能明显优于烧结法制备的骨料，但热振稳定性能稍差。国内采用电熔法合成骨料生产的热面砖使用寿命明显高于国外产品，国内市场目前已无国外进口产品。国内生产热面砖的耐火材料企业只有我公司有电熔合成骨料的设备及工艺，整个原料制备过程可控、质量有保证。我公司电弧矿冶炉采用砖砌炉衬、自然冷却工艺，优点是骨料晶体发育良好，料体密大、高温性能好。其他生产厂家均是从小厂外购Cr2O3骨料，电熔矿冶炉采用水冷壁炉衬，其生产工艺优点是冷却速度快、电熔周期短、产量大；缺点是炉内温差大、降温快不利于晶体正常发育，会影响合成骨料的体密及高温性能。2)原料分检经质量处检验合格的原料，由供应处原料工段进行拣选、分级，储存备用。3)原料破粉碎破粉碎工段按照生产技术部门的作业计划书进行块状物料破碎加工，块状物料经鄂式破碎机破碎至25mm左右，经提升机和皮带运输机进入下道粉碎工序，经圆锥或对辊机粉碎至3mm左右，经筛分,部分作为骨料备用，部分进入细磨工序。（铬铝锆电熔料经粉碎至3mm左右后，经除铁器除铁，经筛分,部分作为骨料备用，部分进入细磨工序。）4)原料细磨经粉碎的骨料进入球磨机细磨，细磨至小于0.088mm的细粉,进入料仓,配料备用。经球磨机细磨的细粉经再次除铁后，进入料仓,配料备用。5)配料及混练根据技术部门的作业指导书，将颗粒、细粉及添加剂经微机控制自动配料机配料，经密闭管道进入湿碾机混练，混练时间及加水量均根据作业指导书。混练后的泥料经技术部门取样检查，合格后进入成型工段。6)成型与半检混练合格后的泥料进入成型工段进行半成品制坯，半成品砖坯的各项控制指标如单重、外观尺寸、裂纹、扭曲、麻面等由半成品检查部门进行逐块检查，合格后进入干燥工序。（铬铝锆砖采用高压成型，1000吨或630吨摩擦压力机，方能达到工艺要求）7)干燥及装车根据技术部门的作业指导书，经成型合格后的半成品砖坯进入隧道式干燥器干燥，干燥的时间和温度均为自动化控制，干燥的目的是将半成品砖坯的水分排除，以利烧成。干燥后的半成品砖坯由半成品检查部门进行逐块检查，合格后装上窑车。半成品砖坯的装车质量需填写质量跟踪卡并由技术部门签字认可。8)烧成及拣选合格的窑车进入高温窑烧成，烧成的全部过程根据技术部门的作业指导书由微机控制自动完成，烧成后的砖坯需经拣选部门逐块拣选，拣选后的产品由集团公司质量处按批抽样进行物化指标的检测，合格后出具合格证，方能包装、发运。（铬铝锆砖采用全自动高温梭式窑烧成，烧成气为液化气，烧成温度高，可达1800℃上述过程严格按照ISO9001:2000质量体系控制、生产。由于有严格的生产管理、丰富的设计经验、先进的生产设备以及优良的生产工艺，我公司产品先后在兖矿鲁南化肥厂、上海焦化、淮南化肥厂、陕西神木化工、山西临猗化肥厂、兖矿国泰、山东华鲁恒升集团有限公司、内蒙古三维、久泰能源（内蒙古）有限公司、新能能源有限公司、江苏索普集团、惠生（上海）工程公司、延长石油、宁波万华、鄂尔多斯金诚泰化工有限责任公司、新疆（奎屯）锦疆化工有限公司等一大批单位取得了良好的使用业绩，我们的产品质量和售后服务得到广大用户的一致好评。

3.6.3、衬里耐火材料选材及配置方案说明1、材质选取1）向火面砖（Cr-90铬铝锆砖）水煤浆加压气化技术是当前先进的煤气化技术之一，主要用煤生产CO和H2从而合成甲醇、醋酸、二甲醚、合成氨等，气化炉用耐火材料的好坏则直接关系到该工艺的稳定运行。水煤浆加压气化炉的操作环境相当苛刻，其工作温度在1204~1538℃，工作压力是大于4MPa，环境是还原性气氛，且伴随液态酸性排渣，因此气化炉对耐火材料,尤其是向火面用耐火材料提出了严格的要求:必须有高的抗熔渣渗透性和侵蚀性；较高的热态强度以提高耐冲刷磨损性；较好的热震稳定性以承受温度、压力的波动等。经过研究证明氧化铬(Cr2O3)与煤熔渣具有较大的二面角，最难与煤溶渣润湿，实验表明要使气化炉长期稳定运行，砖中氧化铬含量大于75%是必须的，这样可以保证使煤熔渣在砖中的渗透与侵蚀降到最小。由于氧化铬与氧化铝在高温下能形成无限固溶体，在氧化铬成份中引入氧化铝可以保证砖坯具有较高的热态强度，从而抵抗气化炉中高速气体、煤溶渣等的直接冲刷。由于氧化锆在高温下存在晶形转变，易形成微裂纹，若在制品中引入氧化锆则能提高制品的抗热震稳定性能。目前气化炉向火面用耐火材料主要有铬铝锆砖，铬铝砖，铬镁砖等，经过对不同耐火材料的性能分析及国内气化炉的成功使用经验，此次气化炉设计中向火面选用Cr-90铬铝锆砖。Cr-90铬铝锆是目前国内气化炉向火面最佳的耐火材料。2）支撑砖（Cr12铬刚玉砖）支撑砖位于向火面砖背后，主要起支撑作用，因此对制品的强度要求较高，已知氧化铬与氧化铝在高温下能形成无限固溶体，考虑到支撑砖不与煤溶渣直接接触，因此此次设计中支撑砖选用Cr12铬刚玉砖（常温强度大于120Mpa），并且制品中添加有12%以上的氧化铬更增加了该制品抗腐蚀性气体侵蚀性能。3）保温砖（氧化铝空心球砖）保温砖位于支撑砖之后，对气化炉起保温作用，使热损失降低，使外壁温度保持在设定值，由于氧化铝空心球是一种很好的节能材料，且耐高温，因此此次设计中保温砖选用氧化铝含量为98%的空心球，氧化铝空心球砖除了导热率低（0.9W/mk/1000℃）外，常温、4）可压缩层可压缩料具有容重小、导热率低的特点，具有很好的保温绝热性能，同时又具有一定的强度，能够有效缓冲高温下里层耐火材料的径向膨胀，而且施工十分方便。5）耐火浇注料（铬刚玉浇注料、氧化铝空心球浇注料）铬刚玉浇注料用于球顶及锥底，浇注料和砖相比具有以下优点：无灰缝，即整体性好。施工方便，特别是复杂结构的施工，方便快捷、省工、省时、省力。浇注料的抗气体侵蚀性强，体积密度大（大于2.95g/cm3）,具有很好的气密性。氧化铝空心球浇注料具有保温节能、施工方便等优点，适合气化炉局部使用。我公司的上述耐火材料设计方案是基于在国内引进气化炉时设计院的方案并考虑实际情况不断优化的结果，该类型的设计方案已经在国内众多气化炉上成功使用并证明是可靠的，同时也是目前市场上的性能/价格最优的设计方案。气化炉用耐材品牌号及特点名称材质、牌号特点向火面砖铬铝锆GLZ-90向火面铬铝锆砖在高温、高压、强还原气氛下具有优良的抗煤熔渣、气流及各种介质的侵蚀、冲刷。向火面铬铝锆砖的热震稳定好、高温体积稳定性好，在酸性熔渣、水蒸气的作用下能长期使用，并具有较好的高温强度。背衬砖铬刚玉LGZ-12背衬砖具有优良的抗煤熔渣侵蚀性能，热震稳定性好，高温强度高，在煤熔渣、水蒸气作用下能长期使用，承重效果好。隔热砖氧化铝空心球LKZ-98高纯氧化铝空心球砖保温效果好，导热系数低，在高温高压还原气氛下长期使用，理化性能稳定，具有优良的高温性能。轻质浇注料氧化铝空心球LKJ-98氧化铝空心球浇注料强度高，导热系数低，保温效果好，在高温、高还原气氛下长期使用理化性能稳定，具有优良的高温性能。重质浇注料铝铬质LGGYJ-12铬刚玉浇注料抗煤熔渣侵蚀性好，高温强度高，高温线变化小，在高温高压还原性气氛下长期使用性能稳定。可压缩层料纤维浇注料纤维浇注料导热系数低，保温效果好，并具有一定的强度，便于施工，可缓冲吸收对壳体的各种应力。耐火纤维多晶莫来石多晶莫来石耐火度高，抗煤熔渣的侵蚀性好，导热系数低，保温效果好。高铬火泥铬质火泥Cr-100高铬火泥抗煤熔渣侵蚀性好，在高温、强还原性气氛下能长期使用，粘结强度高，施工性能优良，主要砌筑CR-90铬铝锆砖使用，具有铬铝锆砖的相近高温性能。铬刚玉火泥铬铝质LGN-12铬刚玉火泥主要用于砌筑背衬砖，具有和背衬砖相似化学成分和高温性能，抗煤熔渣侵蚀性好，在高温、强还原性气氛下能长期使用，粘结强度高，施工性能优良。刚玉火泥刚玉质火泥LKN-98刚玉火泥在高温、强还原性气氛下能长期使用，粘结强度高，施工性能优良，主要用于砌筑氧化铝空心球隔热砖。3.6.4、气化炉耐火衬里材料配置介绍1拱顶塞口部，气化炉顶部垂直的圆筒体部分。向火面工作衬层为Cr-90铬铝锆砖，外层为轻质砖；塞口处工作衬为Cr-90铬铝锆预制块，外层为氧化铝空心球预制，耐火材料上部安装耐火纤维块。这种配置结构可以有效降低外部钢壳的温度并缓冲纵向热应力及高温下耐火材料纵向的热膨胀。2拱顶：反应室上方球锥段。拱顶耐火材料共分三层，从内向外分别为：Cr-90铬铝锆砖、铬刚玉浇注料、可压缩料。选择Cr-90铬铝锆砖作为工作衬材料，同时，根据铬刚玉浇注料整体性强并可提高气密性和耐侵蚀的优点将其使用在工作衬后部来提高使用周期内的安全稳定性，起到预防其局部窜气引起超温和保护钢壳的目的。可压缩料用在钢壳内壁来缓冲和吸收拱顶耐火材料纵向热应力及高温下耐火材料的热膨胀。工作衬向火面砖我公司将单砖设计成阶梯式结构。球锥形结构施工方便，砌体质量有保障。又可以减少应力集中延长使用寿命，并有效防止窜气。顶部塞口砖采用带有锥度瓶塞式结构，既方便取出又有利于密封，有效防止窜气。拱顶下部三环砖加宽加厚，因为此处是拱顶衬里最薄处，又是壳体封头焊接处，防止壳体出现热点。3筒体（炉壁）：反应室主体垂直圆筒部分。筒体耐火材料共分四层，由内到外分别为：Cr-90铬铝锆砖、Cr12铬刚玉砖、氧化铝空心球砖、可压缩料。在筒体向火面砖设计有两道膨胀缝，采用托砖式结构预留，以方便筒体向火面砖的纵向整体膨胀，更有效地缓解纵向应力。筒体径向膨胀应力的释放除了有可压缩料之外，在向火面层和背衬层之间设计有3mm膨胀缝，背衬层和隔热层有2mm膨胀缝，用可燃材料填充。同时，将热电偶区域的耐火砖设计为长形椭圆孔来预防下部耐火材料高温下产生热膨胀对热电偶的剪切。在热电偶与热电偶砖间采用耐高温性能好的莫来石质纤维毯对热电偶套管进行包裹，来防止热电偶区域钢壳易超温的问题。4锥体及渣口：锥底：反应室底部组件，用于收集渣/碳，同时形成合成气在反应室再循环。该部位使用环境较为苛刻，在高温下不仅要承受火焰的冲击还要承受液态熔渣的冲刷和侵蚀，耐火材料损坏主要是机理是：液态熔渣的冲刷和侵蚀。故在锥底工作面配置Cr-90铬铝锆砖，下部非工作面配置高强度、耐侵蚀性好的体积密度≥2.95g/cm3,Cr2O3+Al2O3≥92%，Cr2O3≥12%的重质高纯氧化物浇注料。具有较强的抗熔渣侵蚀及更好的体积稳定性能，高温下不变形，更有利于提高气化炉的整体气密性及安全系数。渣口：是熔渣和高温气体排出燃烧室的瓶颈区域，该部位除配置Cr-90铬铝锆砖、重质Cr-12浇注料。特别是锥底部位，渣口砖被冲刷侵蚀尤为厉害，采用铬刚玉浇注料更有利于保护锥底部位的托砖板等钢壳部件。将炉底设计为快速更换结构，以便于对侵蚀严重的锥底砖快速更换，更换速度原先需要6-8天，目前仅仅需要2天即可，大大缩短了检修周期。3.6.5、其他设计及注意事项说明拱顶砖在施工浇注料前要用塑料薄膜隔开，预防拱顶砖受潮。烧嘴、热电偶孔及测压孔处砖预留膨胀缝，以消除耐火砖热态膨胀时对热电偶的剪切。砌筑施工中必要时进行加工调整砖，以确保预留的膨胀缝在合适的范围。在筒体部位托砖钢板上下都加有纤维毯，既能消除热应力又能降低托砖板的温度，并在钢壳外部添加散热片，以有效防止托砖板温度过高而影响其承重能力。托砖架钢板在环向留出3-5mm膨胀间隙，以防止膨胀带来的变形。托砖架钢板和支撑架钢板不能焊接，以防止膨胀带来的变形，而托砖架钢板和支撑架钢板必须分别牢固的焊接于壳体。

3.6.6、保证长周期安全可靠运行技术方案1、科学选材、合理设计，严格的生产过程控制1.1水煤浆气化炉内为强还原性气氛，伴随有高温、高压和各种介质的侵蚀冲刷，炉内向火面砖的选材直接影响炉子的寿命。传统的耐火材料无一能满足气化炉的使用条件，只有Cr2O3对酸性煤熔渣具有良好的抗侵蚀性能，所以高铬耐火材料是气化炉向火面砖目前最理想的选择。由于气化炉壁承受较高压力，开停车时有较大温度和压力波动，这要求向火面砖同时具有良好的机械强度和热震稳定性，因此我公司技术人员努力使向火面砖的抗渣侵蚀性（提高Cr2O3含量）、抗冲刷（提高砖的机械强度）、热震稳定性（合适的ZrO2加入量与电熔Cr2O3的晶相结构）三者相匹配。现在Cr-90砖是这三项指标相对较均衡的耐火材料，目前国际国内都使用Cr-90砖。1.2本设计气化炉向火面砖从上到下全部采用热震性能较好，抗冲刷、抗渣侵蚀性能好的Cr-90砖，不再采用分区域划分材质设计方案，全部使用Cr-90砖在国内正在运行气化炉的许多从厂家都已取得共识，同时严格保证外观尺寸，在热电偶关键部位还要对砖加工，确保尺寸精确，达到防剪切与防窜气合理兼顾。1.3煤熔渣对耐火砖的侵蚀取决于熔渣与耐火砖成份的反应、渣的粘度、操作温度和流态。侵蚀机理包括三个过程：渗透、溶解和冲刷磨损。熔渣首先从耐火砖表面气孔向砖内渗透，并与砖内化学成份（Cr2O3、ZrO2、Al2O3等）反应生成低熔物即溶解，溶解过程受渣向耐火砖—渣边界层的扩散所控制、溶解速率取决于温度的高低，由于溶解而改变了砖的矿相组成，破坏了砖的结构，降低了高温强度，随着渗透和溶解的加剧，渗透层（即变质层）的强度大大降低，被高速气流及熔渣磨损冲掉，此过程交替反复进行，使砖一层层侵蚀减薄。除此之外，由于开停车或操作不正常时有较大的温度、压力波动，产生热应力损毁：热应力使耐火砖产生裂纹（严重时导致爆裂），随着裂纹形成和熔渣的渗透，生成低熔物热膨胀，各种应力引起裂纹扩展直至产生剥落。1.4针对以上侵蚀机理，我们在制作向火面砖时，着重从以下几方面采取措施。首先一点就是生产中的过程控制，严格地质量控制特别是外形尺寸控制是保证气化炉的气密性，杜绝窜气现象关键，我公司员工在外形尺寸控制中采用游标卡尺，使砖的外形偏差控制在±1mm以内，我们内部过程控制标准是按±0.5mm控制，严格的管理使我们的产品在神木化工、浩良河化肥厂、德州华鲁恒升、兖矿国泰以及上海焦化厂等用户的一致好评。特别是我们自主设计、生产的神木化工的气化炉衬里自开车以来一直运行非常好，而同期的其他生产厂家提供另外一套气化炉多次出现超温现象，形成了鲜明的对比。鲁南化肥厂和江苏索普的3.4M四喷嘴气化炉材料由我公司整体大包，气化炉开车运转都十分正常，气化炉衬里耐材的使用效果明显优于同期其他厂家的气化炉。降低砖的气孔率。向火面砖、背衬砖全都用1000吨摩擦压砖机机压成型，保证砖的致密度和低气孔率；采用超细粉增进烧结、封闭微气孔，来减少渣的渗透。改进电熔工艺，使电熔出的电熔氧化铬原料，具有微晶相结构。这种微晶相结构，在高温时能活化晶格，促进烧结，增加晶相间直接结合，可提高向火面砖强度。同时采用99.2%以上高纯Cr2O3粉，提高向火面砖的Cr2O3含量，抵抗渣的侵蚀。我公司有先进的电弧矿冶炉，电熔原料由自己加工，很好地保障了电熔氧化铬原料的质量，与其他厂家外购电熔原料的生产厂家相比，首先我们的电熔原料质量更有保证。改善向火面砖热震稳定性一是通过添加ZrO2来增韧，二是用微晶相铬砂，改善砖的晶相结构缓冲热应力，提高热震稳定性。采用德国进口的全自动控制梭式窑高温烧成，烧成过程中用液化气为燃料比起他燃料更干净更能保证烧成质量，梭式窑的烧成过程中窑内温差可控制在±10℃，烧成出来产品质量十分稳定，这是其他厂家采用传统的老式倒焰窑，以及采用煤、重油等为燃料的烧成条件无法相比的。筒体向火面砖，每块砖厚一般在100mm，20kg左右，最大不超过300mm、40Kg气化炉隔热层与钢壳之间用可压缩料，而不用耐火纤维毡，是因为气化炉工作状态下可塑料强度比耐火纤维毡高，能承受一定压力，而且又具有压缩性，不像耐火纤维毡那样易压缩。（淮南气化炉用耐火纤维毡，一个炉役下来，背衬砖向外移动较大就是一个明显例子。）四喷嘴气化炉烧嘴部位向火面砖设计成4块组合成喇叭口，减少砖型，增强整体性，提高气密性。1.5气化炉筒体向火面砖受渣侵蚀最严重，用到一定周期要更换。四喷嘴气化炉不同于以往顶喷嘴气化炉，在于烧嘴下部设置托砖板。以往顶喷嘴气化炉向火面砖蚀损剩50mm可直接更换，不会影响背衬砖，若托肩结构设计不合理，一旦更换热面砖，还将影响背衬砖，我们设计的托肩结构就是要达到只换向火面砖不影响背衬砖的目的1.6防窜气措施:球顶孔用耐材瓶塞式结构的塞口砖组装件塞堵，并采用曲封形式密封，同时在法兰盘内衬耐火纤维防止窜气。在烧嘴下半圆包扎一层多晶莫来石纤维，上半圆包裹一层“马鞍形”高膨胀性耐火材料垫片，以填补炉衬砖热态纵向膨胀而产生的与烧嘴的间隙，同时在法兰盘内衬耐火纤维防止窜气。在测温、测压管下半圆外包扎一层适当厚度的耐火纤维，在管的上半圆包裹“马鞍形”高膨胀性耐火材料垫片，以填补炉衬砖热态纵向膨胀而产生的与烧嘴的间隙，防止窜气。3.6.7、筑炉施工及售后服务：2.1高质量的砌筑对保证炉子长周期运行起很大作用。砌筑时必须按设计灰缝施工，在保证灰缝情况下尽可能避免切砖（要求在抹灰泥之前，先预排一环）。2.2我公司生产完毕后会对拱顶进行预组装，并以1.2mm草板纸替代灰缝，必要时进行切、磨等加工，预组装合格后，每环砖上标上序号便于施工。砌筑要保证紧密吻合，灰缝饱满。拱顶砖制作要保证尺寸准确，严格控制尺寸公差在砌筑时每层拱顶砖保证同心，砖与砖之间紧密吻合，形成一体，在气化炉开车生产中，可避免拱顶砖错位，出现大的砖缝。2.3严格控制每米的砌筑高度，如果必要在烧嘴孔和热偶孔处砌砖，使膨胀缝留予合适，特别是工艺喷嘴孔处，四个砌筑体的四条中心线必须保证相交于炉体中心线，偏差不大于±2mm。严格控制施工体的椭圆度、锥度、同心度、垂直度。2.4砌筑过程中我公司将提供全场的技术指导及服务，协助业主、施工队共同做好砌筑工作。我公司的售后服务质量得到众多用户好评，这一点是其他材料供应商所无法相比的。近段时间，多家企业的气化炉衬出现超温、钢壳烧红、鼓包等问题，许多原因归结于砌筑质量问题，而我公司服务的企业没出现一起这样的事件，这是我们优质的售后服务质量的充分体现。致力于为用户提供最经济的产品和最满意的服务是我们的宗旨。2.5保证以后每次气化炉耐火衬里检修时提供相应的技术服务。2.6服务方案项目序号技术服务内容派出人员构成计划人/日数地点接到通知后最晚到达时间1到货协助验收售后服务技术人员1人/按用户要求施工现场48小时2安装指导售后服务技术人员1-2人/砌筑完毕施工现场48小时3调试指导售后服务技术人员1人/调试结束设备现场48小时4试运行配合售后服务技术人员1人/试运行结束设备现场48小时5检修和维护售后服务技术人员满足用户需求设备现场48小时6出现质量及技术故障售后服务技术人员1-2人，能及时处理相关问题设备现场48小时7提供缺件及正常备品备件售后服务技术人员满足用户需求设备现场48小时8定期回访售后服务技术人员1人设备现场48小时3.6.8售后现场服务承诺我公司郑重承诺：在现场施工、调试、试运行阶段，我方派驻1-2名技术人员负责现场的施工指导以及在调试、试运行阶段指导和配合需方。如果人数天数不能满足工程需要，我方将追加人数、天数。遵纪守法，遵守现场的各项规章、制度。有较强的责任感，按时到位。了解砌筑材料的设计，熟悉材料的性能，有类似现场施工经验。身体健康，适应现场工作条件。我方现场服务人员职责材料催交、货物的检验、材料质量问题的处理、指导施工和调试、配合需方做好设备试运行及验收工作。在施工烘炉和调试前，我方技术人员将向需方技术交底，讲解和示范将要进行的程序和方法，对重要工序我方技术人员将对施工情况进行确认和签字，否则不能进行下道工序。经我方确认和签字的工序如我方技术人员指导错误而发生问题，我方负全部责任。我方现场服务人员有权代表我方处理现场出现的一切技术和商务问题。我方对现场技术人员的一切行为负全部责任。我方现场服务人员的正常来去及更换事先通知需方。培训为使材料正常施工，我方将提供相应的技术培训，培训内容与工程进度相一致。培训的时间人数地点等具体内容有供需双方确定。3.6.9、运行操作正确的操作，稳定的操作是炉子长周期安全可靠运行的保障。1）煤的选择：煤的好坏直接影响到工作温度，熔渣成份、灰份数量和粘度。灰份量大其对耐材的侵蚀速度快，在正确的操作温度和熔渣粘度下，粘稠的渣覆盖在向火面砖表面上，阻止其它熔渣对砖更深层侵蚀，起到以渣抗渣作用。但低粘度的渣对砖侵表面起不到保护作用，其渗透较深，加速蚀损，建议选择好的煤种或配煤，并做好煤样的标定。为了顺利排渣，可配煤调整渣的粘度，靠加入外加剂降低渣的粘度或提高操作温度排渣不是科学的选择。炉子运行前期可采用高灰熔点的煤，到后期采用灰熔点低的煤，降低操作温度。2）紧急情况的处理，出现异常情况要恰当处理，若处理不恰当如压力、温度波动较大，会对炉衬造成一定损害。3）稳定操作，减少开停车次数是长周期运行的关键。3.6.10、制定合理的烘炉制度及升温曲线烘炉的目的有二：一是去除砖及火泥、浇注料等不定型耐火材料施工时带入的水分；二是致密砖或其他炉料中某些成分的物理化学变化。组分越多或其他物理化学越大，烘炉速度应该越小，并在有利于排水温度时增长保温时间，以免在烘炉中出现开裂或剥落，导致炉衬寿命的降低或显著下降。因此要根据要设计要求及现场条件制定烘炉制度及升温曲线。新建气化炉烘炉曲线(第一次烘炉)温度区间升温速度所需时间(h)累计时间(h)室温养护7272室温~12010℃1082120保温72154120--26020℃7161260保温48209260--41025℃6215410保温48263410-61025℃8271610保温48319610--86025℃10329860保温24353860℃保温后可以直接升温至工作温度投料生产，860℃以后升温速度为以30℃／第一次烘炉结束后，再次升温可按下列曲线升温温度区间升温速度所需时间（h）累计时间（h）室温～200℃20℃／h99200℃保温1221200～600℃25℃／h1637600℃保温845600～850℃25℃／h1055850℃保温863850～1350℃30℃／h17801350℃保温484注：1、气化炉降温时，要逐步冷却降温，速度不得超过40℃／h2、必须严格执行烘炉曲线，以避免炉衬材料在热应力的作用下产生较大开裂。在耐火材料生产过程中，我公司将提供一切便利条件以共同保证耐火材料的质量；在气化炉运行中，必须严格控制气化炉的工艺参数，防止操作失误，较少温度波动，加强巡回检查。总之，合理的炉衬结构设计，优质的耐火材料，配以高质量的筑炉，再加上高水平的操作，这几方面都达到理想状态，气化炉衬里材料就会有一个稳定长效的寿命。第4章制造进度计划

第5章上海锅炉厂有限公司质量管理体系一、质量方针坚持“质量第一”、“用户至上”以及“安全第一”的宗旨，采用先进的技术、严格科学的管理、