30万吨合成氨工法
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3).先对所有构件进行点焊之后,再次复测其各部尺寸,此时其总宽度方向偏差应保证在+3mm—+5mm之间。其余对角线之差、横梁间距等项应严格保证允许范围内。
d焊接:经组对完毕并检查确认无问题的墙板,方可采用小线能量(小直径焊条、小电流快速焊接等)按分段退焊或分段跳焊的程序进行焊接,具体见图2。
图2
e立柱焊接变形的预防:
(1)辐射室墙板均为散件到货,为了保证制作质量,提高工作效率,减少高空作业,并避免安全事故的发生,我们在考虑到机具的能力及组合件的刚度的条件下,经分析研究后,决定对整个辐射室部件进行科学地分解,而后在地面进行组对、焊接,再分片吊装就位。具体分片组合设计如图1:即主要分为6大片(指含立柱,图中实线部分,可以直接吊装就位)和6小片(指不含立柱,图中虚线部分,须从上方插入),剩余少量构件的安装方法可以灵活掌握。
对流段位于炉体的上部,其内部水平装有四组对流盘管,按工艺作用可分为进料预热、蒸汽一、二级过热、锅炉给水、混合物料预热等。每组盘管由5块管板定位并支撑于两侧立柱上,管束两端由弯头箱封闭;对流段的底部布置有一组热风管(也来自透平排气管),用于补充炉内所需的部分热量,对流段的上部安装有集烟箱、引风机和烟囱等,炉子燃烧的废气经该部分组件依次排入大气。
c组对:考虑到墙板上的每块钢板较大,满焊后中部极易产生凸凹不平现象(钢板周边纤维焊后收缩所致),故采取以下措施:
1).钢板放在立柱下面,以便依靠立柱的压紧力和平台的支撑力减少其向下凸出,依靠板外的各种加强梁(分正式的和临时加固用的)减少或限制其向上凸出.
2).各零部件按所划基准线摆好后,对其尺寸作一次全面检查,其总宽度方向应留出焊后收缩量,一般为5—8mm(总宽尺寸大者取大值,一般一条对接焊缝留1—1.5mm的收缩间隙)。
30万吨/年合成氨一段转化炉工法
一、工程概况和程特点:
(一)工程概况
一段转化炉是现代大型化肥生产工艺中较为常见的设备,是一台集燃烧与热交换工艺与一体的大型设备,也是合成氨工艺中最关键的核心设备之一。主要由辐射段、对流段、支撑钢结构、物料输送线、透平排气筒、风机、烟囱、风管及烧嘴(燃烧器)、门类等附件组成。
1).由于立柱为H型钢制成,其一端翼板将直接与墙板焊接(且中间立柱的翼板两侧与墙板焊接,而边缘立柱的翼板只有一侧与墙板焊接),如图3:
图3
立柱焊后可能产生以下变形,如图4和图5:
2).预防产生焊接变形的措施:
对图4,在焊接前可先在立柱两端和中间各加以挡板,然后再焊接,以强制限制其变形(即刚性固定防变形法)见图6:
图1
(2)组焊要领
a由于墙板的平整度及几何尺寸外商要求的相当严格,所以要想保证其组焊质量,首先必须有一个好的组对用工作平台,要求平台有足够的刚度,整体平整度不大于5mm(推荐采用δ=25mm的钢板,下铺型钢,用斜铁找平,细石砼灌实),平台尺寸以能满足两块墙板同时组对为好。
b放样与画线:在组对平台上先画出所要组对的单片墙板的轮廓线,应反映出每根立柱的中心线,每根横梁及加强工字钢的位置线,每张钢板的轮廓线,烧嘴及门类的开孔中心线,然后用洋铳打出各线的位置,并用色笔标明.
二、工法特点:
本工法是在乌鲁木齐石化总厂第二化肥厂30万吨/年合成氨装置中一台由意大利Kirchner公司设计的一段转化炉的安装工程的基础上开发的,在施工中由于对构件进行了科学的组合划分,制订了详尽合理的焊接防变形施工措施,安装采用了流水作业和独特的对流管模块式整体吊装工艺,从而极大地提高了工作效率,有效地控制了组装中的焊接变形,保证了施工质量,减少了高空作业,加快了工程进度,大大地缩短了工期(工期在外商供货影响一个月的情况下,仍比甲方要求工期缩短64天,比外方提供的工期缩短四分之一),避免了安全事故的发生,取得了明显的经济和社会效益。
三、适用范围:
本工法适用于石油化工生产中大型立式、散装化工用炉的安装施工,其它类型的炉子的施工可参照本工法进行。
四、工艺原理:
利用统筹网络计划原理,合理安排施工顺序,通过抓住大型立式散装炉(以一段转化炉为例)安装过程中的关键质量控制部位(如炉体组装质量)和制约整个工程进度的主要工序(如对流管安装),来带动其他作业面的全面展开。
辐射段位于炉体的下部,其内部沿长度方向竖直布置着88根辐射管,辐射管顶端通过上集合管与对流段的进料预热器盘管相接,下部通过物料输送线与二段转化炉相连,辐射段两侧墙对称装有104套燃烧器(分为上下两排),四周墙上布置有人孔、视孔、防爆门、热工仪表套管等各种附件,辐射段的外部两侧布置有四组来自蒸汽透平排气筒的热凤管,用于提供烧嘴燃烧时所需要的氧气。
五、工艺流程及操作要点:
(一)施工工艺流程见《一段转化炉安装工艺流程图》(附图一):
(二)操作要点(本炉安装过程中的一般施工方法,如基础、材料验收及处理等只要按规范执行即可,此略):
1、炉体组装
一段转化炉炉体结构的安装工艺有较大的相似之处,而以辐射室组装难度最大,组焊工艺也最为典型,故以辐射室墙板的安装为例来说明结构部分的操作要点(辐射段以外的结构部分略)。
转化炉主体结构总长23.5米,宽6.596米,高29.122米(烟囱顶部标高47.010米,透平排气筒顶部标高38米),钢结构上设计有一个楼梯间和8层平台供行人上下。
转化炉安装主要实物工程量见附表(表二)
(二)工程特点
由于该炉体体积庞大,金属总重达1100吨(其中结构部分重400余吨),故不可能在工厂整体制作好后运至现场安装,因此各种构件多为散件到货,这样,在施工时会经常碰到现场组焊的问题;同时,又由于其炉体壁板厚度极薄(多为4~5mm)整体刚性很差,焊接过程中极易产生变形,而与之相关的后续作业(筑炉等工序)对其墙板的平整度要求相当严格,故如何提高其组装质量,是该炉施工面临的首要难题;另一方面,该炉的四组对流盘管单重达120吨,安装高度在+18米以上,由于外商未考虑其安装工艺,管束上也未有可供吊装的吊点,所以如何将其顺利吊装就位是本炉施工的又一难题;再者,该炉炉管材质众多(包括800HT,P22等),且焊口均为固定口,焊接难度较大是本炉施工的第三特点;
d焊接:经组对完毕并检查确认无问题的墙板,方可采用小线能量(小直径焊条、小电流快速焊接等)按分段退焊或分段跳焊的程序进行焊接,具体见图2。
图2
e立柱焊接变形的预防:
(1)辐射室墙板均为散件到货,为了保证制作质量,提高工作效率,减少高空作业,并避免安全事故的发生,我们在考虑到机具的能力及组合件的刚度的条件下,经分析研究后,决定对整个辐射室部件进行科学地分解,而后在地面进行组对、焊接,再分片吊装就位。具体分片组合设计如图1:即主要分为6大片(指含立柱,图中实线部分,可以直接吊装就位)和6小片(指不含立柱,图中虚线部分,须从上方插入),剩余少量构件的安装方法可以灵活掌握。
对流段位于炉体的上部,其内部水平装有四组对流盘管,按工艺作用可分为进料预热、蒸汽一、二级过热、锅炉给水、混合物料预热等。每组盘管由5块管板定位并支撑于两侧立柱上,管束两端由弯头箱封闭;对流段的底部布置有一组热风管(也来自透平排气管),用于补充炉内所需的部分热量,对流段的上部安装有集烟箱、引风机和烟囱等,炉子燃烧的废气经该部分组件依次排入大气。
c组对:考虑到墙板上的每块钢板较大,满焊后中部极易产生凸凹不平现象(钢板周边纤维焊后收缩所致),故采取以下措施:
1).钢板放在立柱下面,以便依靠立柱的压紧力和平台的支撑力减少其向下凸出,依靠板外的各种加强梁(分正式的和临时加固用的)减少或限制其向上凸出.
2).各零部件按所划基准线摆好后,对其尺寸作一次全面检查,其总宽度方向应留出焊后收缩量,一般为5—8mm(总宽尺寸大者取大值,一般一条对接焊缝留1—1.5mm的收缩间隙)。
30万吨/年合成氨一段转化炉工法
一、工程概况和程特点:
(一)工程概况
一段转化炉是现代大型化肥生产工艺中较为常见的设备,是一台集燃烧与热交换工艺与一体的大型设备,也是合成氨工艺中最关键的核心设备之一。主要由辐射段、对流段、支撑钢结构、物料输送线、透平排气筒、风机、烟囱、风管及烧嘴(燃烧器)、门类等附件组成。
1).由于立柱为H型钢制成,其一端翼板将直接与墙板焊接(且中间立柱的翼板两侧与墙板焊接,而边缘立柱的翼板只有一侧与墙板焊接),如图3:
图3
立柱焊后可能产生以下变形,如图4和图5:
2).预防产生焊接变形的措施:
对图4,在焊接前可先在立柱两端和中间各加以挡板,然后再焊接,以强制限制其变形(即刚性固定防变形法)见图6:
图1
(2)组焊要领
a由于墙板的平整度及几何尺寸外商要求的相当严格,所以要想保证其组焊质量,首先必须有一个好的组对用工作平台,要求平台有足够的刚度,整体平整度不大于5mm(推荐采用δ=25mm的钢板,下铺型钢,用斜铁找平,细石砼灌实),平台尺寸以能满足两块墙板同时组对为好。
b放样与画线:在组对平台上先画出所要组对的单片墙板的轮廓线,应反映出每根立柱的中心线,每根横梁及加强工字钢的位置线,每张钢板的轮廓线,烧嘴及门类的开孔中心线,然后用洋铳打出各线的位置,并用色笔标明.
二、工法特点:
本工法是在乌鲁木齐石化总厂第二化肥厂30万吨/年合成氨装置中一台由意大利Kirchner公司设计的一段转化炉的安装工程的基础上开发的,在施工中由于对构件进行了科学的组合划分,制订了详尽合理的焊接防变形施工措施,安装采用了流水作业和独特的对流管模块式整体吊装工艺,从而极大地提高了工作效率,有效地控制了组装中的焊接变形,保证了施工质量,减少了高空作业,加快了工程进度,大大地缩短了工期(工期在外商供货影响一个月的情况下,仍比甲方要求工期缩短64天,比外方提供的工期缩短四分之一),避免了安全事故的发生,取得了明显的经济和社会效益。
三、适用范围:
本工法适用于石油化工生产中大型立式、散装化工用炉的安装施工,其它类型的炉子的施工可参照本工法进行。
四、工艺原理:
利用统筹网络计划原理,合理安排施工顺序,通过抓住大型立式散装炉(以一段转化炉为例)安装过程中的关键质量控制部位(如炉体组装质量)和制约整个工程进度的主要工序(如对流管安装),来带动其他作业面的全面展开。
辐射段位于炉体的下部,其内部沿长度方向竖直布置着88根辐射管,辐射管顶端通过上集合管与对流段的进料预热器盘管相接,下部通过物料输送线与二段转化炉相连,辐射段两侧墙对称装有104套燃烧器(分为上下两排),四周墙上布置有人孔、视孔、防爆门、热工仪表套管等各种附件,辐射段的外部两侧布置有四组来自蒸汽透平排气筒的热凤管,用于提供烧嘴燃烧时所需要的氧气。
五、工艺流程及操作要点:
(一)施工工艺流程见《一段转化炉安装工艺流程图》(附图一):
(二)操作要点(本炉安装过程中的一般施工方法,如基础、材料验收及处理等只要按规范执行即可,此略):
1、炉体组装
一段转化炉炉体结构的安装工艺有较大的相似之处,而以辐射室组装难度最大,组焊工艺也最为典型,故以辐射室墙板的安装为例来说明结构部分的操作要点(辐射段以外的结构部分略)。
转化炉主体结构总长23.5米,宽6.596米,高29.122米(烟囱顶部标高47.010米,透平排气筒顶部标高38米),钢结构上设计有一个楼梯间和8层平台供行人上下。
转化炉安装主要实物工程量见附表(表二)
(二)工程特点
由于该炉体体积庞大,金属总重达1100吨(其中结构部分重400余吨),故不可能在工厂整体制作好后运至现场安装,因此各种构件多为散件到货,这样,在施工时会经常碰到现场组焊的问题;同时,又由于其炉体壁板厚度极薄(多为4~5mm)整体刚性很差,焊接过程中极易产生变形,而与之相关的后续作业(筑炉等工序)对其墙板的平整度要求相当严格,故如何提高其组装质量,是该炉施工面临的首要难题;另一方面,该炉的四组对流盘管单重达120吨,安装高度在+18米以上,由于外商未考虑其安装工艺,管束上也未有可供吊装的吊点,所以如何将其顺利吊装就位是本炉施工的又一难题;再者,该炉炉管材质众多(包括800HT,P22等),且焊口均为固定口,焊接难度较大是本炉施工的第三特点;