耐热钢在气化炉废热锅炉中的应用

内蒙古石油化工2006年第7期耐热钢在气化炉废热锅炉中的应用史峻峰,倪爱华(内蒙古天野化工有限责任公司,010070)摘要分析论证了耐热钢在气化炉废热锅炉中的最高使用温度,阐述了高温下耐热钢的安全性,并提出了防范措施。关键词耐热钢;压力 -温度额定值;抗氧化性;耐氢腐蚀性内蒙古天野化工集团公司的气化炉废热锅炉是T S6b按照德国AD规范设计制造生产的- - 台盘管式节能T173T175S6a人>S6e装置,它与气化炉连通,通过管程高温原料气与壳程气化炉.锅炉水换热,从而降低原料气温度,同是产生10..气化炉T172T174 .废锅0MPa蒸汽。其操作参数、管线材料见表1, 结构简Sδ图见图1。表1操作参数管线材料See连通管出口管线(S6a- S6f)图1结构简图国外10CrMo910A182CrF122002年5月28日,工艺操作人员监盘时发现材料2一Cr- 1Mo1Cr- 1/2Mo气化炉A炉连通管温度明显上涨，安排现场实测国内对照Cr2Mo12CrMoTmax= 340C,同时现场实测废锅出口Tmax=温度热偶T172 - T175T176337C。至6月14日T173涨至430C，T176=介质原料气402C,均超过设计温度。在这期间工艺调整负荷及组份I(VOL %) .各物料操作参数指标,温度有所回落,基本稳定在H248.25430C。分析超温原因后我们认为:连通管超温是由co48.14 .于2根盘管堵塞(测温在120-130个)使换热面积操作参数其它3.61减小,再加.上盘管内结垢严重,换热效率不高,致使操作压力6.0MPa热量后移而造成。由于公司已决定于9月6日装置设计温度350个停车大检修,而废热锅炉出口管线与连通管均在检报警温度300仁修项目内。针对这种情况,我们在采取现场定时测氯气(Ch)0.51301米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体氰化氢(HCN) 10 4.7 50 0.3传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气硫化氢(H2S) 10 15 300 10体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算一氧化氮(NO) 25 -- 100机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智二氧化硫(SO2) 2 5 100 15能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体VOC+ 50 10随气体种类不同,其TWA、STEL、IDLH、MAC传感器将是该领域的重要研究方向。随着气体传感等值会有--定的不同目前，对于特定的有毒气体的器向智能化、全面化发展,空气监测系统也将向更全面、更完美的方向发展。检测,我们使用最多的是专用气体传感器。3结束语参考文献随着先进科学技术的应用,气体传感器发展的[1] 吴伸城,戈瑜,虞承端,等. 传感器的发展方向一网趋势是微型化、智能化和多功能化。深入研究和掌握有机、无机、生物和各种材料的特性及相互作用，络化智能传感器[J].电子技术应用,2001, (2):6-8.理解各类气体传感器的工作原理和作用机理,正确[2]张正勇，张耀先,焦正.半导体氧化物气体传感器测试新选择各类传感器的敏感材料,灵活运用微机械加工原理[M].传感技术学报, 2000, (1): 107- 110.技术、敏感薄膜形成技术、微电子技术、光纤技术等，[3] 张福学.传感器应用及其 电路精选[M].电子工业出版使传感器性能最优化是气体传感器的发展方向。纳社,1991.4. .Abstract: With the accuracy, performance, and stability requirements of the gas sensors has increased in industrial production,environmental monitoring and other areas. The researching and development of the gas sensors has been more and more important.The aricle made chemical gas sensor monitoring of air pollution in the app中国煤化工’-5 well as industrial air pol-lution monitoring, commonly used gas sensors- - semiconductor gas serKey words: Gas sensors, Air pollution of industrial, MonitoringTYHCNMHG收稿日期:2006-04- 15作者简介:史峻峰,男,工程师, 1993年毕业于内蒙古工业大学化工学院,主修化工设备与机械专业,在内蒙古天野化工有限责任公司合成车阃从事设备技术管理工作。2006年第7期史峻峰等耐热钢在 气化炉废热锅炉中的应用21温监护、加快超温点外表空气流通等揩施的条件下，值:进-步论证了在这种工艺条件下,该材料能够安全1Cr - 1/2Mo:97SF(524C )工作的最高温度。首先采用压力一温度额定值进行2 1Cr- 1Mo:98S下(530比)强度校核。查阅ASME/ANSI B16.5- 1988<管子法兰和法兰管件>,可知900Psig(6. 3MPa)级压力一从以上计算得知:在该温度参数条件下运转,强温度额定值,见表2。度是可以保证的。表2 900Psig(6. 3MPa)级压力-温度额定值耐热钢除了要求有足够的高温强度和持久塑性以及良好的组织稳定性外,还要有足够的抗氧化性材米能和耐氢腐蚀性能。为确保材料的安全运转,须对1Cr- 1/2Mo .2 G- 1Mo这两种性能逐一论证。力_温度1抗氧化性能950F1130查阅<石油化工装置工艺管道安装设计手册>可1000F670805知材料的氧化界限与使用温度范围,见图2:用内插法求得900Psig压力下的工作温度额定温度(C)材质40500600700300ICr-1/2Mo下77 I2 1/4Cr-IMo下7777777C77刁使用温度范围耐氧化界限图2氧化界限与使用温度范围2耐氢腐蚀性能材料的耐氢腐蚀性能,我们查阅纳尔逊(NELSON)氢蚀是钢材长期与高温高压氢气接触,使氢与曲线,见图3。纳尔逊曲线,表示了钢在高温高压氢钢材中的碳化物发生反应生成甲烷(Fe;C+2H2=中长期使用不发生氢腐蚀的极限条件。曲线上部表3Fe+CH),造成钢材内部脱碳,使钢材的强度及韧示会发生氢腐蚀现象,曲线下部表示不会发生氢腐性下降,失去原有塑性变脆的一种现象。气化废锅蚀。首先计算H2分压:管程介质为原料气,其中H2占48.25%。为了验证Pi=P.i. =6.0x 0.4825 = 2.795MPa。乡0.3Mo4009.8114.919.6氢分压Mp阳图3纳尔逊曲线查图3,在该分压下,允许最高工作温度为:结合以上分析论证,我们补充监护揩施,要求工1Cr - 1/2Mo:520C艺控制在500七以下运转。由近100天的实际监测可知，出口管线及连通管,偶尔最高温度达到2二Cr- 1Mo:610C综合考虑以上三因素,我们不难得出这两种材490C。其余均保持在460 - 480C之间,甚至更低。至2002年9月6日大修,设备运转稳定,气化A炉料在该工艺参数条件下允许工作的最高温度为:负荷维持在90%--92%之间,两台炉平均负荷保持1Cr- 1/2Mo:S20C在中国煤化工厂这种耐热钢材料在转的。2→Cr- 1Mo:530CCNMHGAPPLICATION OF REFRACTORY STEEL IN THE GASIRCAIIUN WASIE HSAI BOLLERSHIJun-feng,NIAi-hua(Inner Mongolia Tian Ye Chemical Industry (Group)Co . Ltd , 010070)Abstract: Reasoning the application maximal temperature of refractory steel in the gasification waste heat boiler, expatiating se-curity of refractory steel in high temperature, and bringing forward countermeasure.啊阿数据efractory steel, pressure - temperature rating, anti - oxidation