加热炉施工方案详解

神华煤制油829工程18万吨级/年合成油品装置加热炉安装施工方案
中国化学工程第四建设公司
二〇〇八年三月二十六日
一、工程概述
1.本装置共有三台加热炉：精制反应进料加热炉（F-101），裂化反应进料加热炉
（F-102），减压塔底重沸炉（F-201）和一套烟气余热回收系统。

1.1精制反应进料加热炉（F-101）反应炉采用单排水平管双面辐射炉型，加热介质为
重质蜡、重质馏分油、轻质馏分油、氢气、气体、微量H2S，设计热负荷为 3.72MW，介质一路由对流室入炉，经转油线入辐射室。

根据使用温度及压力的要求，炉管材质为TP321H，为了获得良好的流型及降低压降，辐射盘管布置采用卧管、双面辐射形式，以提高传热效率，减少管材用量。

在辐射盘管上设置管壁热电偶，监测管壁温度。

燃烧器为气体燃烧器，布置在炉底部炉管两侧，每个燃烧器均设置了长明灯。

辐射室衬里材料下部为砖结构，以防火焰冲刷。

上部为促凝型耐火陶瓷纤维可塑料，对流室及烟囱为轻质耐热衬里。

1.2裂化反应进料加热炉（F-102）反应炉采用单排水平管双面辐射炉型，加热介质为
加氢精制尾油、氢气、气体、微量H2S，设计热负荷为 4.3MW，结构形式同精制反应进料加热炉。

1.3减压塔底重沸炉(F-201) 重沸炉为圆筒型立式炉炉型。

加热介质为精制尾油、柴油，
设计热负荷为 4.03MW，介质一路由重沸炉对流室入炉，然后经转油线，进入辐射室。

对流室还排有蒸汽盘管。

炉管材料为碳钢，燃烧器为气体燃烧器，对流室采用翅片管，管材和翅片材质均为碳钢。

辐射室衬里材料促凝型耐火陶瓷纤维可塑料；
炉底、对流室及烟囱为轻质耐热衬里。

两台反应炉的烟气汇合后进入重沸炉的对流室底部，三台炉的烟气共用一个对流室。

1.4余热回收系统为了有效的利用烟气余热，提高加热炉热效率，本装置设置一套烟气
余热回收系统。

三台加热炉的烟气混合经重沸炉对流室取热后通过放置于地面的热管空气预热器与常温空气换热，降温至～170℃再经引风机排入60米钢烟囱，空气预热后温度约～280℃，通过风道送入炉底供燃烧使用。

加热炉支风道上分别设置有气动调节蝶阀, 可根据燃烧器的燃烧情况及各辐射室烟气氧含量遥控蝶阀开度, 调节各支风道内的空气流量。

每个燃烧器的进风口处设有手动调节蝶阀, 用以分配和控制进入每个燃烧器的进风量。

由于装置地处寒冷地区，设计最低温度-29℃，为避免露点腐蚀，在回收系统设计时，设置了空气旁路。

1.5拟采用50吨~150吨吊车吊装就位。

二、编制依据
1.湖南吉祥石化提供的技术规格书。

2.《石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术条件》SH3086-1998。

3.《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001。

三、加热炉钢结构框架预制
1.立柱长度允许偏差为±3mm。

2.立柱的直线度偏差不应大于长度的1/1000，且当柱长小于或等于8m时，不应大于
5mm ；当柱长大于8m
或等于16m 时，不应大于12mm ；当柱长大于16m 时，不应大于20mm 。

3.
两立柱轴线距的允许偏差为±3mm 。

4.
梁的直线度不应大于长度的1/1000，且不大于8mm 。

5.
顶梁和底梁的标高允许偏差分别为±6mm 和±2mm ，中间横梁标高的允许偏差为±3mm 。

四、 钢结构安装
1.
钢结构在安装前，应组织基础验收工作，并及时办理工序交接手续。

2. 钢结构在安装前，应对下列技术资料进行复核：
（1） 基础浇灌质量、混凝土强度试验报告；
（2） 基础相邻行(列)轴线距的允许偏差为±3mm ，两端轴线距的允许偏差为±5mm ；
（3） 基础的两端对角线之差不应大于5mm ；
（4） 基础顶面标高的允许偏差为-10~0mm ；
（5） 地脚螺栓标高的允许偏差为0~10mm ；垂直度偏差不应大于地脚螺栓长度的
5/1000；中心位置(在根部测量)的偏差为小于2mm 。

3. 钢结构柱脚板与基础之间的垫铁应垫平、垫实，每组垫铁(包括斜垫铁)不宜超过4
块。

钢结构在找正和拧紧地脚螺栓后，应用相应的焊条将垫铁组点焊牢固，经共检确认合格后，做好隐蔽工程记录，方可进行二次灌浆。

二次灌浆的厚度一般在30~50mm 之间，灌浆层应饱满，砂浆标号应符合设计要求。

4. 钢结构安装偏差应符合下列规定：
（1）
立柱安装位置偏差不应大于3mm ；
（2）立柱垂直度偏差不应大于柱高的1/1000，且当柱高小于或等于20m时，不应大于12mm；当柱高大于20m时，不应大于18mm。

各立柱不得向同一方向倾斜；（3）立柱的柱脚板底面标高允许偏差为±3mm，且各立柱标高之关不应大于5mm；（4）相邻两立柱轴线距离的允许偏差为±3mm，两端立柱轴线距离的允许偏差为±6mm；
计文件和有关标准的规定。

2.铸造的管架、管板、砖架在安装时，严禁敲打、摔撞和强制性安装，螺栓不应拧得
过紧，上紧后应退回1/4扣。

3.管架的安装应符合下列规定：
（1）卧管管架标高允许偏差为±2mm；
（2）立管管架中心位置允许偏差为2mm。

4.管板的安装应符合下列规定：
（1）两端管板与中间管板的管孔同心度不应大于4mm；
（2）管板垂直度不应大于管板高度5/1000，且不应大于5 mm。

5.砖架的安装应符合下列规定：
（1）砖架标高允许偏差为±1mm；
（2）砖架每段的直线度偏差不应大于每段高度的1/1000；
（3）相邻砖架间距允许偏差为，两端砖架间距允许偏差为±1.5mm；
（4）托砖板垂直于炉墙方向的水平度偏差不应大于2mm，且应向上倾斜。

托砖板沿炉墙方向的水平度偏差不应小于托砖板长度的2/1000，且不应大于5mm；（5）托砖架端部应排列成一直线，允许偏差为±2.5mm；
（6）每一排挂砖架的挂砖面应在同一垂直平面内，允许偏差±2.5mm；
（7）吊砖架的吊砖面应在同一平面内，允许偏差为±2.5mm，吊砖架间中心距偏差应小于1.5mm。

6.锚固件的安装应符合下列规定：
（1）锚固件的焊接材料应与锚固件材质相匹配；
（2）锚固件的规格、材质、安装位置、方向应符合设计文件的规定；
（3）锚固件与炉壳板的连接应逐个检查，必须牢固。

六、炉管及管件安装
1.炉管及管件检验
（1）炉管及管件在安装前应按以下规定进行检验：
✧炉管及管件的交货状态应符合设计文件的规定；
✧炉管及管件应逐件(组)进行外观检查，内外表面应平整，不得有裂纹、折迭、重皮、
结疤等缺陷，其外表尺寸及标记应符合设计文件定和有关标准的规定；
✧U型管通球试验应按设计要求进行。

（2）镍铬奥氏体钢炉管不得含硫、锌、锡、铜和铅等有害成份的颜料作标记，且不得与非不锈钢的金属接触，以防炉管发生腐蚀。

露天临时存放时，应用蓬布等
物盖好，管口应用木制或无氯塑料制的盖封闭。

（3）炉管在安装前，无耐压强度试验合格证明的或在现场制作的转化炉和加热炉的单根辐射管，在安装前应进行耐压试验，试验压力应符合设计文件的规定。

试
验压力保持不少于1min，以无渗漏或无压降现象为合格。

2.炉管安装
（1）炉管安装应符合以下要求：
✧炉管安装前应详细检查管板、管架和定位管的安装位置是否符合设计要求；
✧炉管安装或焊接前，应将管内、外壁清扫干净；
✧炉管在运输和吊装过程中，必须有防止变形的加固措施；
✧立管吊装时应平稳，不得撞击炉墙和衬里，水平管穿管时，不得撞击管板、管架的
折流砖；
✧炉管安装时，必须保证导向管与定位管的安装尺寸，以满足炉管升温后能自由膨胀；
✧立管上端采用炉外支承时，每根立管的两个支耳，应水平地支承在吊管梁上。

如果
支耳与吊管梁之间间隙较大或炉管垂直度偏差较大，可在支耳下端加垫铁找正，垫
铁与支耳找正后应点焊牢固。

✧若立管采用炉内吊管时，连接炉管上部的弯头或弯管应与吊钩接触，并使吊钩确实
承重，炉管中部的不应与炉管紧密接触，以免影响炉管在拉钩内自由膨胀。

✧若立管采用炉内下支承时，下弯头或弯管上的导向管应插入炉底定位管内，并不得
强行对中，定位管的焊接应在炉管安装找正合格后进行。

（2）炉管焊接应按设计文件的规定进行，且符合《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》SH3085和《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》SH3520的规定。

（3）施焊现场宜设置焊接工作棚，以防止风、雨、雪对焊接质量的影响。

炉管两端应采取措施进行封闭。

（4）铬钼钢炉管焊接应采用与母材金属相同成份的珠光体耐热钢焊条。

（5）焊条药皮不得有脱落和裂纹等缺陷，使用前应按出厂说明书的规定进行烘干。

烘干后放在保温筒内的焊条不得超过4h，否则应按原烘干规定重新干燥，重复烘干次数不得超过三次。

（6）焊丝使用前必须清除锈斑和油污，直到露出金属光泽为止。

（7）炉管的坡口应采用机械法加工。

（8）炉管组对前必须仔细清除坡口表面及坡口边缘内、外不小于20mm范围内的油、漆、垢、锈和毛刺。

对镍铬奥氏体钢炉管坡口的清理和修整应使用专用不锈钢丝刷或刚玉砂轮。

（9）炉管组对应符合下列规定：
✧辐射管组对时，应做到内口平齐，对口内壁错边量不应大于0.25mm；
✧其他炉管组对时，对口内壁错边量不应大于1mm。

（10）定位焊用的焊接材料应与正式焊接时所用的材料相同，并应执行相同的焊接工艺。

定位焊应认真检查，如有未焊透、裂纹等缺陷，应予清除，并重新进行焊接。

（11）炉管焊接的引弧必须在坡口内进行，严禁在焊件表面引弧。

（12）炉管对接焊缝宜用氩弧焊打底，并在管内充氩气保护。

氩气纯度应在99.96%以上。

（13）辐射炉管根部焊道焊接完成后，应做渗透检测。

（14）焊前预热时的加热范围，应以对口中心线为基准，每侧不小于80mm，焊后热处理范围，每侧不应小于炉管壁厚的六倍。

（15）不合格的炉管焊缝必须按如下规定返修：
✧焊缝在返修前应进行质量分析，待找出原因并制订出切实可行的返修方案后，方可
进行返修。

✧离心铸造合金钢炉管的同一部位焊缝返修次数不得超过两次，其它炉管不应超过三
次。

最后一次返修方案应经施工单位技术总负责人批准。

（16）辐射管上不得打焊工代号钢印，应将焊工代号标注在炉管单线图上。

（17）炉管焊缝的外观检查应在无损检测之前进行，焊缝表面质量应符合设计文件的规定，检查不合格的焊缝不得进行其它项目的检验。

（18）组焊完毕后的炉管，如设计文件要求通球试验，应按设计文件的规定执行。

（19）炉管焊缝的无损检测应在耐压试验之前按设计文件的规定执行，焊缝无损检测部位应做好标记和记录。

（20）焊接接头经热处理后应测试硬度，并做好标记和记录。

当设计文件有规定时，按设计文件的规定执行；当设计文件无规定时，合金钢炉管抽检不应少于热处理焊缝总量的10%，其焊缝和热影响区的硬度值应小于母材的125%，如硬度值超过此值时，必须重新进行热处理。

热处理后进行返修的焊缝，检验合格后必须重新进行热处理。

（21）炉管胀接
✧胀接前应做好炉管与回弯头的硬度值配套和间隙值选配工作，然后进行编号并做好
记录，选配工作应符合下列规定：
◆回弯头胀口部分与炉管管端的硬度值之差应大于HB40；
◆回弯头胀口处内径与炉管外径之差，宜为1.5mm，且不应大于2mm；
✧炉管管端硬度值如不能满足上条件的规定，则必须进行退火处理。

管端退火长度应
大于胀接长度70~80mm。

退火处理宜采用下列工艺：
◆碳素钢炉管退火加热温度为600~650℃，恒温10~15min，然后缓冷至常温。

炉管退
火后的硬度值应在HB130~170范围内；
◆铬钼钢炉管退火加热温度为705~750℃，恒温2.5h，在炉内缓冷至常温，炉管退火
后的硬度值不应大于HB210。

✧炉管胀端退火后应将胀接端150mm内、外表面油污、铁锈、杂质等除掉，粗糙不
平处应磨平，并将表面打磨至露出金属光泽。

且不应有起皮、凹痕、夹层、裂纹、轴向刻痕等缺陷。

允许有小于0.2mm的环向刻痕和不连续斑点存在，打磨后的管子减薄量应小于0.2mm。

✧胀接前，胀管器的胀杆及炉管管端前200mm范围的内表面，应涂一层润滑油，但
润滑油不应渗入炉管管端与回弯头胀口处间隙中。

✧胀接前，应进行扩口试验与试胀。

胀后把胀口部分的管头割下，对试样进行检查、
以、比较，胀口应无裂纹。

胀接长度部分应均匀圆滑，喇叭口根部与回弯头结合状态应良好；管孔壁与管子外的胀接痕迹均匀。

对管壁减薄和管孔变形状态进行比较，确定合适的胀管工艺，可参照死皮赖脸确定实际胀大值。

炉管内径胀大值(mm)
管壁厚度炉管内径胀大值
5.0~
6.5 3.0~3.5
6.6~10.0 3.3~4.2
10.1~12.7 4.0~4.5
12.8~14.5 4.2~4.8
大或减小。

图3 胀口示意图
炉管
2
回弯头
✧胀接检查合格后，应将回弯头堵头和壳体间的结合面用溶剂清洗干净、擦干，涂上
一层机油和石墨的混合物，按对应编号装上堵头，然后紧固螺栓。

✧炉管胀接全部完成后，按设计文件规定的压力进行炉管系统水压试验，试验方法如
下：
充水排净炉管内的气体，缓慢分阶段升压至试验压力，在此压力保持15min，然后将压力降至1.2倍设计压力，且不应低于2.5Mpa，保持10h以上，再进行全面检查，以胀口和堵头处无渗漏和压力不降为合格。

试压合格后，应立即交将水放净，并用压缩空气将水吹扫干净。

3.炉管压力试验
（1）试压前应检查与炉管及炉管钢结构有关的钢结构、管架、管板及仪表管嘴等安装和筑炉施工是否符合设计文件的规定。

（2）用弹簧吊架吊置的炉管，在液压试验前应采用临时支承固定。

（3）炉管系统的强度试验压力和方法应按设计文件的规定进行，当设计无规定时，应按《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235的规定执行。

（4）奥氏体镍铬钢炉管水压试验用水的氯离子含量应小于25mg/m3。

（5）试验用压力表应经校验合格，精度不低于1.5级，表的满刻度值为最大被测压力的
1.5~2倍，压力表不应少于两块。

七、配件安装
1.配件在安装前必须进行检查，其组装质量和外形尺寸应符合设计文件规定。

（1）燃烧器的安装应符合下列规定：
（2）炉墙上预留的燃烧器孔位置，经交接验收合格后，方可安装燃烧器；
（3）喷嘴在安装时，点火孔位置应按设计文件的规定进行对中；
（4）燃烧器的喷嘴及供气、供油、供汽系统的管路必须畅通无阻；连接部位应严密、无泄漏；一、二次风门等调节机构应准确、转动应灵活。

燃烧器的安装位置偏差应小于8mm。

2.烟、风道挡板和烟囱挡板的调节系统应进行试验，检查其启闭是否准确、转动是否
灵活，开关位置应与标记相一致。

挡板与内壁的间隙应符合设计文件的规定。

3.人孔门、观察孔和防爆门安装位置的偏差应小于8mm。

人孔门与门框、观察孔与孔
盖均应接触严密，雷动灵活。

4.重力式防爆门的门盖重量必须符合设计文件的规定，铰链转动应灵活。

5.弹簧吊架应按类型和支承负荷正确进行安装。

弹簧吊架承力后，标尺应处于冷态负
荷位置，标尺读数应予记录。

当炉管升温后，应检查、调整弹簧吊架热负荷位置，使其符合设计文件的规定。

6.吹灰器的支架应焊接牢固，调试时应详细检查传动系统运行是否正常、吹灰管是否
转动灵活、伸缩长度是否符合设计要求。

八、筑炉施工
1.概述
本工程加热炉需现场筑炉，由于筑炉工作量大，筑炉施工需合理安排，确保施工工期。

2.施工准备
（1）筑炉用耐火材料和制品如耐火纤维、锚固件、粘接剂应符合设计要求和现行材料标准的规定。

并应具有产品合格证。

（2）在施工前，应清除炉壳表面的浮锈及油污，耐火砖表面要求干燥、平整。

（3）耐火纤维板在施工时和施工后均应防止雨淋和受潮。

（4）成品粘结剂应密封保管，使用时要搅拌均匀，稠度适宜。

（5）耐火砖在砌筑前，应按有关规定进行外观检查和挑选，符合要求后方可使用。

（6）与土建及安装的工序交接证明书齐全。

3.筑炉施工
（1）砌筑前，耐火纤维应切割整齐，必须保证设计所规定的厚度。

端部不平度不大于2mm。

（2）粘贴纤维板前，先在被粘贴表面按每扎的大小分格画线，以保证耐火纤维块的平直和紧密。

（3）为保证耐火纤维的预压缩率，粘贴前，每扎耐火纤维毡可用三根线绳或三条塑料带捆扎。

（4）粘贴施工从上而下进行施工。

（5）煤气发生炉系统耐火内衬按要求，砖缝厚度不大于3mm。

燃烧室切线方向异型砖砌筑时，局部砖缝不大于4mm。

（6）炉子中心线和主要标高控制线应按设计要求确定，砌筑前，应校核砌体的放线尺寸。

（7）砌筑耐火砖应错缝砌筑，内外层砌体也应错缝砌筑，不得重缝。

错缝大小不小于15mm。

（8）砌体的砖缝泥浆应饱满，厚度应均匀。

在砌筑过程中随时用塞尺检查。

（9）砌筑时，应用木槌或胶槌找正，不得用铁锤敲打。

（10）砌体的工作面应勾缝。

（11）耐火砌体在施工过程中，直至投入生产以前，应防止受潮。

（12）砌筑时，在炉子纵向炉口中心设置铅垂线，并以中心为基准进行砌筑，并随时检查砌尺寸。

（13）砌筑第一层砖时，应使砖与炉壳贴紧，砌前应预筑，不符时要加工砖，做到横平竖直。

不得用石棉板进行找正。

（14）去燃烧室的出气口管砌体，在砌完第一层砖后，便可与球顶砖同时砌筑。

管口拱胎的安装尺寸与斜度应符合设计图纸规定。

（15）炉顶砖砌筑时，由出气口管道口方向两侧施工，把锁砖留在合适的位置，相邻两层锁砖的位置不得集中在一处。

（16）砌筑过程中，每层砖砌完后，按要求进行检查，合格后方可砌另一层。

4.烘炉
（1）炉子投产前应进行烘炉，且应烘干、烘透。

（2）烘炉应按设计规定的烘炉曲线制定烘炉操作规程，主要有：提高温度、升降温速度、恒温时间、烘炉总时间，烘炉降温阶段必须缓慢进行，以防爆裂。

（3）烘炉过程应做好记录，并绘制实际烘炉曲线。

九、施工进度计划及保证措施
1.施工进度计划及保证措施
加热炉安装顺序2008 年9 月30 日前大部分到达现场，2008 年10 月 1 日开始安装，2008 年12 月底前基本完成，加热炉辐射室、余热回收系统烟风道、独立60 米钢烟囱的衬里到2009 年 3 月开始施工，2009 年6 月具备烘炉条件；
由于工期短，任务重，为此，将采取以下措施保证施工总体进度。

2.施工人力资源保证
（1）配备技术精良，施工经验丰富的施工专业人员。

（2）按控制计划及劳动力安排，配备足够的各专业施工人员。

（3）针对炉管的焊接，进行施工前的技术培训，确保焊工上岗一次合格率。

3.建立完善的施工进度控制体系
（1）项目部计划调度组在施工经理的直接领导下，根据网络进度计划，将任务下达至各专业施工班级，各班级按计划进行落实与控制。

（2）施工技术员协助施工班级对施工进度落实并统计，每周向项目部计调组提供统计报
告。

4.物资供应保证
（1）配备完好的施工机械如焊机、吊车等，保证在施工期间处于良好状态。

（2）项目部物资供应组及时落实材料到货及供应情况，按控制进度分期分批进入施工现场。

（3）加强对材料的检验，按本公司《质量手册》要求，加强对材料随机文件管理，材料的进货检验、保管、现场标识工作，确保合格材料用于工程中，防止混用或使用不合格品，造成施工返工。

5.技术保证
（1）加强技术管理，制定科学、可靠的施工方案，保证施工顺利进行。

（2）根据工程的总体进度控制网络，采用PROJECT件，编制三级总体进度控制网络计划，合理安排工序，严格按计划施工。

（3）根据项目施工中的客观因素的变化，如设计、材料供应滞后及天气影响，需及时调整施工网络计划，并相应增加资源配置及加班延点以赶工的方式弥补工期。

（4）加强与设计、总承包方和业主的联系，及时交换施工中各种技术问题，各专业技术人员仔细熟悉图纸和设计意图，认真做好设计交底及图纸会审，及早反映施工图中存在的问题，减少施工中因变更而延误工期。

6.质量保证
（1）施工前向作业人员进行施工技术交底，并在施工中指导、监督和控制施工质量，防止因施工班级出现质量问题造成返工，避免重复劳动。

（2）炉管焊接质量与否是加快施工进度的关键因素，施焊全过程中严格按焊接工艺规程要求预热、焊口清理、焊接坡口、工艺参数进行，提高焊缝一次拍片合格率。

十、劳动力计划
技术员：1名专职质检员：1名专职安全员：1名材料员：1名
司机：1名维修电工：1名铆工：25名焊工：20名
管工：10 筑炉工：20名普工：15名
十一、质量保证措施
1.质量目标
（1）单位工程质量合格率：100%；
（2）单位工程质量优良率：95%；
（3）允许项目测点合格率：95%；
（4）焊缝拍片一次合格率：95%；
（5）质量事故发生率为零。

2.质量保证体系
项目经理：秦利业
现场执行经理兼施工经理：吴祥林
HSE经理：徐美金
技术员：文俊
3.质量保证措施
（1）项目经理部建立的质量保证体系必须充分发挥其性能，使之良性运行。

（2）对全体施工人员进行质量意识教育，坚持“质量第一”的原则，确保工程质量，争创优质工程。

（3）施工前，对各工种实行培训，尤其是焊工的培训，经考试合格后方可持证上岗。

（4）施工前，技术人员编制详细的施工方案，并对人员进行技术交底。

（5）建立健全的材料仓库保管和领用制度，所有入库管材、紧固件、焊条、焊丝、型材等均有合格证、材质说明书，并按材质、规格分类堆放、保管，登记卡、焊条、焊丝的管理、收发按《焊条保管、烘干和领用制度执行》。