壳牌气化炉的现场组焊技术

石油化工建设10.

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图1气化炉整体模型

1气化炉概况

近年来，随着煤化工的兴起，煤液化技术、煤制甲醇、油改煤在国内大批推进，其中壳牌气化炉（以下简称：气化炉）是采用最多的设备之一，如神华煤制油、中原大化50万t 甲醇装置、大唐多伦168万t 甲醇46万t 煤基烯烃均采用壳牌专利技术。壳牌气化炉一律为专利设备整体引进，并由外商进行总体设计，其壳体部分大致分由两个国家制造：西班牙、印度L ＆T 公司；内件部分由荷兰SEG 公司设计，分别由西班牙和L ＆T 公司制造；其结构形式为膜式水冷壁结构。1.1气化炉总体介绍

气化炉主要由壳体和内件组成。其中壳体分为反应器（Re-actor ）＋激（急）冷管（Quench Pipe ）（位号：V1301），合成气冷却器（Syngas Cooler ）＋气体返回室（Gas Return Chamber ）（位号：V1302），输气管（Transfer Duct ）（位号：V1303）。内件分为渣池（位号：V1401）、激冷管中压蒸汽发生器（位号：E1301）、输气管中压蒸汽发生器（位号：E1302）、合成气冷却器中压蒸汽发生器（位号：E1303）、气化炉反应器中压蒸汽发生器（位号：E1320）以及气体返回室内的立管（主管）和斜管（支管）等七部分。1.2设备材料及设备规格

气化炉整体重量约1300t 。壳体主要材质为SA387GR11CL2；在反应器段、合成气冷却器段有一部分材质为复合材料SA387GR11CL2＋NO8825；最大壁厚285mm ；壳体最大内径Φ4630mm ；需要现场组对焊缝处的壁厚为65～90mm ；整体长段50.2m 。气化炉整体模型如图1所示。1.3设备分段（以2000t 炉子为例）

为了满足设备内陆道路运输及组焊吊装要求，在初步设计期间，技术方案的讨论必须有制造厂商参加，他们必须充分考虑

管口方位、外壳外部尺寸等因素，并按照以下尺寸和重量极限进

行设计分段：

（1）组件高度最高5.1m ；（2

）组件宽度最大7m ；（3）组件长度最长25.00m ；（4）组件重量

最大150t 。

具体的设备分段情况列表如表1、表2所示：（注大唐3000t 炉子分段的几何尺寸及重量略大些）

壳牌气化炉的现场组焊技术

■肖晓磊

中国化学工程第十一建设公司河南开封

475002

摘

要通过与壳牌公司技术交流，借鉴国外压力容器组焊的先进经验，在国内中石化油改煤工程投料调试的经验基础上，

结合大型气化炉组焊技术的工程实例，阐述一项成熟的气化炉现场组焊技术。本文着重于描述施工程序（组装流程）

、组对与焊接、内件安装。对于无损检测、消除应力热处理、液压试验、衬里等仅做一般性介绍。关键词壳牌技术气化炉现场组对

焊接

中图分类号TG44

文献标识码B

文章编号1672-9323（2010）03-0035-08

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图4输气管＋气体返回室拼装工艺流程图

图3反应器＋激冷管组装工艺流程图

表2内件分段一览表

分段号位号分段名称规格（mm ）φi ×L 净重（kg ）安装部位1V1401渣池φ3700×31002900反应器内底部2E 1320中压蒸发器φ3900×1180051500反应器内3E 1301中压蒸发器φ3200×1400013500激冷管内4E 1302

中压蒸发器φ2100×1230012500输气管内5支（斜）管φ1700×55003600气体返回室内6主（立）管

φ2200×70508500气体返回室内

7E 1303-2中压蒸发器φ3100×1900069500合成气冷却器内8

E 1303-1中压蒸发器

φ2700×19400

68000

合成气冷却器内

2拼装工艺流程

2.1反应器＋激冷管组装工艺流程（如图3所示）

2.2输气管＋气体返回室拼装工艺流程（如图4所示）

2.3合成气冷却器拼装工艺流程（如图5所示）

三大部分的分段组对及内件安装工作全部完成之后，按照“反应器＋激冷管”、“合成气冷却器”、“气体返回室”的顺序把三大段吊装至装置框架上就位，然后在装置框架上完成最后两道黄金焊缝的组对焊接以及其它内部接口工作。

3现场组焊对设备的制造要求

3.1焊接坡口要求及长度预留

焊接均采用双面坡口形式，即通常所说的偏“X ”形坡口，长度预留端不需要坡口。

分段号分段名称规格

（mm ）φi ×L ×δ坡口形式净重kg 备注

Section －1反应器底部φ4644×3650×(75＋5)偏“X ”57300SA387G R 11CL 2+

SB 424-U N S-N O8825Section －2反应器中部φ4630×3950×(85＋5)偏“X ”49600Section －3反应器中部φ4630×3500×90偏“X ”61300SA387G R 11CL 2

Section －4反应器中部φ4630×5700×90偏“X ”71500Section －5反应器顶部φ4630×3000×90偏“X ”40200Section －6激冷管φ4630/φ3020×11100×90/80

偏“X ”85600SA387G R 11CL 2上端为带余量毛边

Section －7输气管φ3020×11670×80偏“X ”73900SA387G R 11CL 2弯管Section －8气体返回室φ3400/φ3020×5450×200/70

偏“X ”143100SA387G R 11CL 2带一斜管Section －9气体返回室顶部φ3400×3950×65偏“X ”22200SA387G R 11CL 2封头段

Section －10合成气冷却器上部φ3400×20900×70偏“X ”149810SA387G R 11CL 2

Section －11合成气冷却器中部φ3400×5000×75偏“X ”58100SA387G R 11CL 2带恒力吊支座

Section －12

合成气冷却器下部

φ3400×14900×75

偏“X ”

101000

SA387G R 11CL 2

表1

外壳分段一览表

施工技术准备→施工场地准备→施工资源准备→卸车验收及摆放

壳体组对、焊接、无损检测、热处理→

水压试验→耐火衬里

地面安装内件→壳体分段吊装→在框架上空中组对→黄金焊缝焊接

衬里及内件完善（内件陶瓷衬里，安装敲击装置、开工烧嘴、点火烧嘴等）

→煮炉烘炉

图2拼装工艺流程图

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