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内燃法整体热处理工艺在压力容器上的应用

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2015-12-25 13:31:42 人气: 标签:

  王剑涛侯志强(盘锦兴达石化设备有限公司,盘锦124000)内燃法是以轻柴油为燃料,在大开孔处安装喷嘴,用压缩空气加以雾化,依靠雾化后的燃料在喷嘴和罐内燃烧,用火焰热量,通过对流、传导、辐射等三种方式,加热壳体,达到热处理的目的。内燃法热处理工艺目前多应用在球形储罐上。我公司为某石化公司制造了一台粘油氧化反应器,该反应器直径为3200mm,壁厚为18mm,设备总长为36000mm,主体材料为15CrMoR,设计图纸要求反应器制造完毕后进行焊后整体热处理,热处理温度640670C.该设备工期紧,任务重,如果采用炉内整体热处理,需要大型热处理炉,条件不具备,如果外协热处理,需要分段进行热处理,时间上不允许。经过反复研究决定,针对此设备的规格大、刚度差等特点,此次内燃整体热处理的技术关键点有以下几点:一是热处理温度场如何保持均匀的问题;二是热处理过程中的升温、恒温和降温如何控制的问题,即如何分阶段控制风油比的问题;三是如何防止设备变形的问题,即控制设备的圆度和直线度不超标的问题。

  此外还有热处理效果评定问题、热处理过程中的防火防爆等问题。通过仔细分析找到技术关键点后,我们制定了如下几项措施来解决问题。

  1增加喷嘴数量,设置挡火板,保证调温能力和防止局部过热。

  通过计算,本设备只需一至两点进行加热即可保证热处理升温及恒温所需热量。但是为了保证加热及调控温度的效果,我们采取了增加喷嘴数量的方法,即在每个人孔的位置均设置一套喷嘴,总计为四套喷嘴。喷嘴的增加,能够保证升温及调节温度的灵敏性,更有利于容器内温度场的均匀性和稳定性。

  反应器的直径为3200mm,相对球形储罐较小,燃油的热量更易于向上部空间传递和积聚,会导致卧式容器的上部壁温高于下部壁温,超出热处理工艺中容器各部分温差范围要求,也会由于上下部分过大的温差而使容器整体直线度超标。

  为了避免设备局部过热,减小容器上下部分温差,我们在每个喷嘴的上方2000mm处设置了挡火板,以使热量均布在容器整个空间内。

  另外,我们在容器的顶部和底部等两侧各设置了一个引风排烟口,同样有利于热量的调节和分布。

  喷嘴、挡火板以及引风排烟口等的设置,见。

  在热处理之前,我们首先对整个热处理系统设备进行了调试,保证点火装置、供油装置、供风装置完好,喷嘴的喷舞及燃烧情况良好,测温仪器灵敏,记录仪器打印正常。

  按照热处理过程升温的情况,我们将整个热处理过程分为试升温、快速升温、缓慢升温、恒温和降温以及拆除外保温等六个阶段分别进行控制。

  试升温阶段为室温至300C,这一阶段主要考核各系统是否正常运行,同时开动引风机,开始排烟。

  快速升温阶段为300~600C,这一阶段主要是启动温度记录仪,控制升温过程,调整风油比,保证升温速率在工艺允许范围之内。

  缓慢升温阶段为600670C,这一阶段要根据热电偶温度读数,逐步减少风、油流量,确保最高温度不超温。

  恒温阶段为630~670C,这一阶段要密切关注热电偶温度读数和记录仪器曲线变化,控制风、油的压力和流量,将温度控制在恒温范围内,保证有足够的保温时间。

  降温阶段是在保温一个半小时后,停止供油,喷嘴灭火,停送风,关闭阀门,使设备缓慢降温。当设备壳体温度降至100C以下,拆除外保温,空冷。

  3设置多个鞍座卧式支撑,保证设备圆度和直线度。

  由于设备在热处理过程中,壳体要承受较高的温度,其刚度下降较大,为了保证设备的圆度和直线度,我们在设备长度方向上,均匀设置四个鞍座,每个鞍座之间距离为5700mm,同时在裙座侧端部设置尾部支撑,如所示。设备就位后,以设备中心线为基准调整鞍座高度,保证设备水平放置,水平度不大于10mm.此次热处理从设备吊装就位到整体热处理工作结束,历时一天半的时间。热处理后,我们对设备进行了表面检测复查,未见新裂纹产生;对设备的圆度和直线度进行了检查,其值符合图纸的要求;对材料及焊缝硬度进行了测量,并与热处理前的数据进行了对比,硬度数值有效降低整理了热处理曲线,曲线形状与工艺要求相符。

  实践证明,我们对这台设备热处理问题分析正确,采取措施有效,此次整体热处理是成功的,达到热处理的要求,保证了设备的按时供货。

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