煤制气工程鲁奇式气化炉的研制

制造与安装煤制气工程鲁奇式气化炉的研制袁承春(哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150046 )摘要:介绍了煤制气工程关键设备一 鲁奇式气化炉的主要设计结构、技术要求和制造工艺难点，对其关键制造工艺进行了论述。关键词:气化炉;设计结构;制造工艺中图分类号:TQ054;TQ050.6文献标识码:B 文章编号 :1001 - 4837(2011 )09 -0037 -05doi:10. 3969/j. isns. 1001 - 4837.2011. 09.008Research on Lurgi Gasification Furnace of Coal Gas Project( Harbin Boiler Co. , Ltd. , Harbin 150046 , China)Abstract : The main design structure , technical requirement and manufacturing process difficulty of Lurgigasification furnace-- key equipment of coal gas project were introduced , and the key manufacturingprocess was discussed.Key words: gasification fumace ;design structure ;manufacturing process煤气出口接管、人孔接管、连接环、锥形封头、下法0引言兰、轴套、锻管等部件组成;内简由下封头、锥段、平板厚壁段、内筒体、短节、上部锥体、弧形板、内煤炭通过气化技术变成清洁能源煤气,可以筒接管炉篦座水套、波式套筒等部件组成,见图1。提高煤炭利用效率、减轻环境污染,具有明显的社1.2 技术参数会效益、经济效益和广阔的开发前景。某公司制气化炉容器类别为皿类( A2) ,轴套中心线与造的鲁奇式气化炉(以下简称气化炉)是煤制气炉 篦座支撑盘的垂直度为90° +1'、轴套中心线与工程的关键设备,结构复杂、技术要求高、制造难炉体中心线距离尺寸为 1140+1 mm,上下法兰与度大。通过制定切实可行的制造工艺和措施,解气化炉中心线的垂直度为90° +5' ,外壳筒身公差决了多个制造工艺难点。0.4000 +5 mm;内筒筒身公差0.3848 +5 mm;夹套间隙48 +5 mm。技术参数要求高,见表1。1结构特 点和主要技术参数2关键制造工艺1.1 结构特点该气化炉是由外壳与内筒组成的立式夹套容2.1锥形封;中国煤化工器,结构复杂。外壳由上法兰、上封头外壳体、粗锥形封头YHC NMH G、轴套、下3CPVT煤制气工程鲁奇式气化炉的研制Vol28. No9 2011工工艺。其工艺流程:装焊锥形封头与下法兰环缝-→试装下封头与下法兰环缝- +装焊接管、轴套上部锥体分布板-X上封头- +组件中间热处理- +装焊下封头与下法兰环缝、弧形板一-连接管炉篦座、水套组件等-→根据总装方案组件整体消维体波式套简内简接管除应力或中间热处理-→组件数控镗铣床整体机加出告接管- +车加工锥形封头环缝坡口- +待总装。连校环与短节2.1.1轴套的装配为保证轴套装配精度、减小轴套焊接变形、保证后续整体机加需要,采用轴套装配专用胎具工D13848x28.内简体装对两轴套和下法兰的高度和间距进行装配定_D1400x6020 下外壳体位,并在轴套和锥形封头端部分别用支撑固定,有,厚壁段D3848x32_平板效地减少了轴套焊接变形量,保证焊接最大变形锥段量小于轴套的二次加工余量,满足了二次加工需下封头水套要。轴套一炉篦座2.1.2轴套的焊缝坡口形式. 下法兰一-5”锥形封头由于轴套与锥形封头表面的角度倾斜,实际生产中,其焊缝坡口结构形式有两种,见图2。第图1气化炉结构示意- -种坡口方向沿圆周变化,坡口加工难度大,焊接表1气化炉技术参数应力不对称,需将锥形封头多次翻个在其内外部交替焊接,但整圈焊接工作量均匀、焊接角度合.项目外壳内筒理、便于施焊;为防止焊接变形,对称焊需多次翻设计压力/MPa4.60. 15(外压) .工作压力/MPa4.11| 0.05(外压)个,操作比较麻烦。第二种坡口方向沿圆周不变,设计温度/C260/343/470260坡口加工难度小,焊接应力相对对称,在锥形封头工作温度/9外部焊接工作量较大,但整圈焊接工作量不均匀、236/400236(进/出)局部焊接角度不合理、不便于施焊。大部分焊接工作介质水/水蒸气煤/灰/煤气在封头外表面--侧进行,不需多次翻个,操作比较介质特性中度危害方便。以上均可采用机加方法加工基孔,再气割焊接接头参数(简体/封头)/11/1修磨坡口,有利于保证坡口质量和孔位尺寸。两腐蚀裕量/mm3种焊接坡口结构形式各有特点,在其他压力容器水压试验/MPa5.880. 25(外压)上时常遇到,可根据具体情况选择其中- - 种结构。气密试验/ MPa| 0. 15(外压)设备规格/mm| 0.4000 x62 ,Ls = 130000.3848 x2803848 x32设备主材13MnNiMoNbR20R/15CrMoR设备净重/1封头、锥段、炉篦座支撑盘、水套等部件组成,是气化炉中结构最为复杂、制造难度最大的装配件,也是整个气化炉的制造工艺的关键。为满足轴套中第一种第二种心线与炉篦座支撑盘面的垂直度为90° +1'、轴套中心线与下法兰中心线尺寸为1140 +1 mm的加图2轴套焊缝坡 口结构示意工精度要求,制定了下法兰、轴套、炉篦座支撑盘中国煤化工外端面和内孔预留二次加工余量,轴套装配采用2.1.3铺CNMHG装配胎具定位,锥形封头组件数控镗铣床整体加锥形封大组件内外锥封头间装焊有8件长38第28卷第9期玉力容器总第226期-种方案以短节作为内简总装环缝简便易行。2.3.2气化炉的垂 直度.打压进水口为保证气化炉上下法兰面与气化炉中心线的,外壳接管水压端盖垂直度为90° +5',制定了气化炉上封头与上法兰组件、锥形封头组件外壳各节简体的环缝车机加, 相煤气出口接管后进行组装,并利用测微准直望远镜和全站仪测内简接管水压端盖量控制、保证产品同心度和垂直度的工艺:外壳体(1)上封头与上法兰组件焊接后,车加工上法兰端面和内孔余量,保证上封头与上法兰端面.夹套平行并与中心线垂直及各自中心线同心;内简体(2)外壳各节简身卷圆后,车加工环缝坡口,保证各节简身两端面平行且与中心线垂直;(3)下部锥形封头组件整体镗铣加工后,车图6球形封头水压端 盖示意加工锥形封头环缝坡口,保证锥形封头与下法兰3结语端面平行并与中心线垂直及各自中心线同心;(4)各部件总装时,利用中心架确定各部件4个象限的中心线后,采用测微准直望远镜和全站通过对煤制气工程关键设备一鲁 奇式气化仪测量各件中心线同心并与端面垂直。最终保证炉的研制，表明采取的气化炉关键制造工艺措施气化炉上下法兰面与气化炉中心线的垂直度90°对产品质量和制造的顺利进行起到了重要作用，但也存在有待进一-步改进的地方。 可为进一步完+5'的要求。善、优化、提高我国鲁奇式气化炉制造技术水平和2.4 水压试验和气密性试验根据设备结构和水压试验及气密性试验要质量提供参考和借鉴。求,选用了既可连接内筒又可连接夹套的粗煤气参考文献:出口接管作为灌水打压接管,并且将原设计的单台设备- -次性使用的外壳体接管水压端盖改进为1] 第一机械工业部电工总局锅炉行业职工教育协作可多次循环使用的球形封头水压端盖,降低了材组.锅炉冷作工艺[Z].1981. 12:210-211.料消耗,见图6。2] TSG R0004- -2009,固定式压力容器安全技术监察图纸技术条件要求:本设备热处理后,需进行规程[S].卧式水压试验,试验压力:外壳5. 88 MPa,内简0. 25 MPa(外压) ;水压试验合格后,对内筒进行气密性试验,试验压力:0.15 MPa(外压)。采取收稿日期:2011 -03-21修稿日期:2011-08 -17了先内筒水压试验(外压)、再内筒气密性试验作者简介:袁承春(1965-),男,高级工程师,主要从事电(外压)、最后外壳水压试验(此时需要在内简体站锅炉和核化容器制造工艺工作,通信地址:150046黑龙接管水压封盖上开孔，使内外筒连通)的试验工江省哈尔滨市香坊区三大动力路309号哈尔滨锅炉厂有限责任公司工艺处,E - mail:yc0451@ 126. com。艺。(上接第21页)[8] 聂清德,金楠,聂勇,等. U形管固有频率的计算[J].化工设备设计,1995,(6):8-14.收稿日期:2011 -05-25修稿日期:2011 -08-01[9] 铁木辛柯.工程中的振动问题[ M].北京:人民铁道作者简介:聂清德(1931 -),男,教授，主要从事流体诱发出版社.1978:281 -289.振动的研究工作。通信地址:300072天津市南开区卫津路[10]聂清德. 化工设备设计[ M].北京:化学工业出版92号天津大学化中国煤化工社. 1991:115-118.，YHCNMHG41