气化炉制造过程关键质量控制

气化炉制造过程关键质量控制
作者：郭福军梁荣
来源：《科学与技术》 2019年第3期
摘要：气化炉是煤化工行业的重要关键设备，气化炉的制造质量对整个煤化工装置的运行
有着具足轻重的影响。

监理单位作为独立的第三方，全程参与了设备制造的质量控制、进度控
制等工作。

本文以多喷嘴对置式水煤浆气化炉的工艺、结构特点入手，介绍了多喷嘴对置式水
煤浆气化炉制作过程中一系列制造环节的质量控制和检验，如材料检验、焊接控制、热处理控制、无损检测等检验的要点，并对监理过程中发生的极具代表性的问题进行简要分析和探讨，
论述设备监理工作过程中采用的方法、相应问题的处理以及对其他监理工作的启示性。

关键词：“多喷嘴气化炉”；“质量控制”
1引言
由于我国的“缺油、少气、富煤”基本国情，我国能源需求和供给的不匹配要求行业需要
积极寻找石油替代能源。

发展新型煤化工是能源行业发展的必然途径，同时也是我国的必然选择，而煤气化技术是发展煤化工的重要前提。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由“华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司联合开发的一种新型的具有国际先进水平的新型
气流床气化技术。

[1]多喷嘴对置式水煤浆气化炉是多喷嘴对置式水煤浆气化技术气化工序的核心关键设备。

2项目背景
某公司为某公司80万吨/年煤制甲醇项目生产了多台多喷嘴对置式水煤浆气化炉，该气化
炉采用中温抗氢耐热钢为主要材料，具有工作温度高压力大、介质易燃易爆，设备制造工艺复杂，设备成型要求较高等特点。

本文站在监理独立第三方的角度，对于监理工程中发现的具有代表性的问题进行分析，针
对不同的问题，采用不同的处理方法及相应应对措施，以期对今后的监理工作有较好的启示意
义和参考价值。

2.1项目概况
作为监理单位，在该项目中主要从事设备在制造单位制造阶段的驻厂监理检验工作。

该气
化炉由洗涤冷却室部分、洗涤冷却室部分内件、洗涤冷却环组件、气泡分离器、燃烧室部分等
组焊而成。

洗涤冷却室部分主要由法兰、短节、下锥体、洗涤冷却室部分壳体、内锥封头组件、接管、人孔组件、支座等组焊而成。

洗涤冷却室内壁与介质接触部分堆焊E309+E316耐蚀材料。

洗涤冷却室部分内件主要由环板、管、冷却筒、喷水管、法兰、螺栓等连接、组焊而成。

燃烧
室部分主要有燃烧室壳体、烧嘴接管、接管、球封头、凸缘法兰、托砖盘、吊耳等件组焊而成。

3监理工作范围
气化炉（涵盖内件、螺栓、螺母、八角垫）生产过程全过程质量控制进行驻厂监造，即从
制造单位资质审查、制造工艺文件审查（包括装配工艺、焊接工艺、无损检测工艺）、人员资
格审查（包括焊工持证情况、无损检测人员资质情况等）、原材料复验见证、PQR审查、筒体
焊接质量检验、激冷室内壁及接管法兰堆焊检验、无损检测报告审查、主要部件尺寸检验见证、热处理前后设备外观质量和热处理曲线报告审查、产品试板随炉情况及最终热处理后性能检验
见证、水压试验见证、喷砂油漆外观质量及充氮保护以发运前配品备件检测等进行全过程驻厂
监造。

3.监理过程中遇见的主要问题
3.1原材料复验过程中，发现由某公司提供的SA387Gr.11CL2板材在
MAXPWHT690±14℃×12h下复验了拉伸、425℃高温拉伸、弯曲等项目；在
MINPWHT690±14℃×4.5h下复验了Akv（-10℃）、HB等项目。

在见证过程中发现高温拉伸、Akv（-10℃）等项目不合格，导致部分钢板报废，需重新采购。

3.2洗涤冷却室筒体及燃烧室筒体环缝组焊时，采用SAW，采用的焊接要求规范如下：焊丝：UNIONS2CRMOФ
4.0；焊剂：UV420TTR参数：电流530~550A；电压30V；预热温度180℃。

而在
实际施焊中，发现预热不均匀（底部加热位置预热温度下部180~200℃，上部施焊位置温度
130~180℃），施焊部位距离近火焰加热部位温差较大（超过50℃），产品延迟裂纹等缺陷较多，致使产品焊缝有较多返修，不利于产品质量管理和进度控制。

3.3下锥体与洗涤冷却室筒体组对时，发现环缝对口错边量超出标准允许要求（实际最大
错边量15mm，筒体壁厚105mm，下锥体壁厚120mm，超出GB150-1998标准要求[2]）。

问题产生的原因
4.1原材料供应商提供的钢板性能不合格，经试验室分析，产生性能不合格的原因可能为
钢板在钢厂配料时钢材化学成分产生偏析以及钢板在性能热处理时控制不当所致。

站在第三方
监理的角度分析，最重要的原因是厂方在选择原材料供应商时不当，致使该问题发生。

4.2厂方给设备环缝焊接加热的方式（两个单根火把加热）不符合要求，无法达到产品焊
接均匀预热≥180℃的要求。

4.3下锥体与洗涤冷却室筒体环缝错边量偏差超差的原因之一下锥体高温分片压型后在恢
复性能热处理后有变形；原因之二是下锥体纵缝组焊及热处理后产生较大变形，而在整体组焊
完毕后无法进行校型；原因之三是必须保证下锥体与激冷环、顶部预喷嘴接管的同轴度，致使
产品无法通过调整减小错边量。

5.问题的处理
5.1发现原材料钢板性能不符合要求时，及时向业主方作出预警；要求厂方分析问题产生
的原因，及时给予我方及业主方回复。

采用集智群策群力的方法，召集业主方、行业内专家，
厂方技术人员召开专题会议，协商解决相应问题。

同时要求厂方对于该钢厂提供的所有板材进
行逐张复验，确保气化炉最终所用原材料符合国家标准和产品技术协议要求。

最终的方案为原
不合格钢板报废，重新采购，并在钢板在钢厂生产时的重要过程即钢板热处理、性能试验等过
程派驻监理人员进行关键点见证监造，以确保钢板质量并节约工期。

5.2在产品制造过程中发现裂纹增多的初期阶段，及时与制造单位焊接技术人员、项目管
理人员、焊接操作人员等共同分享问题原因，采用鱼翅图逐项分析排除的方法，最终确定预热
方法不当致产生延迟裂纹。

在多方配合努力下，厂方改进了预热方式，由集中预热改为半环状
均匀预热，减小加热部位和实际施焊部位的温差，确保了后续焊缝焊接质量，大大减小了裂纹
等缺陷的产生，提高了产品质量。

5.3下锥体与洗涤冷却室筒体环缝组对后，立即向业主方汇报了环缝错边量超差的问题。

并提出合理化建议，由制造单位出具NCR不合格品单，并制定可行方案，报业主方和气化炉原
设计单位审批。

审批手续齐全后，方可进行继续生产工作。

6.处理成效
监理方坚持原则，不合格的原材料坚决允许用于该批设备上，确保了产品质量。

避免了业
主方的重大安全风险，在保证质量的前提下，与制造单位积极协调，摆事实，讲道理，也得到
了制造单位的支持和理解，避免了制造单位的声誉的损失。

由于采取了妥善的方法，对于已经
产生的缺陷进行了清除和补焊处理，确保了产品的质量。

并对后续焊接采取了事先预防措施，
做了了预防为主，避免了同类问题的发生，促使产品整体质量得到了的提高。

7.预防和解决此类问题的见解
产品的安全质量高于一切，原材料问题不容马虎，必须坚持原则。

符合要求则使用；不符
合要求，坚决不允许用于产品制造，避免运行中的安全风险，这是监理方的重要责任和义务。

对于业主方而言，做好供应商的选择可以部分避免此类问题的发生，这也是最简单直接的方法。

焊接是压力容器设备制造生产的最为重要的环节之一，监理人员应严格把关，落实焊接工艺要求。

而采用前瞻性管控预防为主的方法，可以避免问题累积和风险累积，是产品质量稳定提高。

总之，设备制造过程中出现各种问题是难于避免的，在保证核心质量的前提下，应予以制
造单位方便，但是也要履行完整审批手续，使问题可控并留有完整记录以备查询。

参考文献
[1]多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优势，王延坤，王伟，2008.01.005
[2]GB/T150.4-2011《压力容器》
（作者单位：南京三方化工设备监理有限公司）。