西门子GSP气化炉水冷壁修复技术探讨
- 格式：pdf
- 大小：123.19 KB
- 文档页数：1
下载文档原格式
合集下载
电厂锅炉水冷壁炉管更换检修探讨
电厂锅炉水冷壁炉管更换检修探讨陕西省咸阳市712085摘要:本文对电站锅炉水冷壁的的更换检修的步骤和过程进行了阐述，其中从集箱加固、受热面拆除安装过程，阐述了确保施工安全和效率的施工顺序和方法，着重强调了各施工阶段应注意事项。
可为类似的锅炉受热面更换施工过程借鉴。
关键词：锅炉；水冷壁；更换检修一、概述水冷壁作为电厂锅炉的主要受热面，起着热传递的重要作用，是由多根并联的钢管按照一定的结构形式而组成的。
在工作过程中，需要长期承受炉膛内的高温火焰的烧烤的高温环境，这就对水冷壁炉管的性能和使用维护提出了非常高的要求。
为了确保锅炉的安全平稳运行，就要对水冷壁炉管进行定期的检查维护，及时更换有缺陷的炉管，进而确保水冷壁能够始终处于良好的工作状态，为电厂锅炉的高效安全运行建立良好的基础。
二、锅炉水冷壁炉管的检修原则为了确保检修工作质量和提高检修工作效率，在实际的炉管检修过程中，需要严格遵循以下原则。
（一）为了尽可能降低集箱在检修过程中的位移，在检修开始前，需要对集箱采取有效的限位措施，进而确保集箱能够保持原来的位置不变，同时，还有助于实现炉管拆除前的动态平衡。
（二）严禁大面积一次性拆除炉管后再进行安装，应采取拆除和安装同时进行的检修方式。
在实际的操作过程中，可以先拆除一定数量的炉管并对其进行系统全面的检修，待检修完成后，安装这部分质量合格的炉管，然后再进行下部分炉管的检修工作。
（三）为了提高检修工作效率，还可以采取模拟排管和管道编号的方式对整个检修过程进行统筹规划、合理安排，进而能够从全局掌握检修工作，为炉管检修工作的顺利实施提供可靠保障[1]。
三、锅炉水冷壁炉管大面积检修施工（一）限位加固在进行炉管拆除工作之前，为了尽可能保持水冷壁炉管原先的平衡状态，需要结合炉管的结构形式采取有针对性的限位加固措施。
例如，对于集箱和刚性梁构件而言，为了避免拆除旧管导致其发生不同程度的位移，这就需要采取相应的加固措施，确保其固定在原先的位置，进而为后续工作的开展建立良好基础。
燃烧器区域水冷壁裂纹治理技术探讨
燃烧器区域水冷壁裂纹治理技术探讨发布时间：2022-12-07T07:48:47.679Z 来源：《中国电业与能源》2022年15期作者：王愚成[导读] 火电行业超临界机组锅炉燃烧器区域水冷壁基本直接焊接在燃烧器外部密封板上王愚成淮沪煤电有限公司田集发电厂，安徽淮南 232001摘要：火电行业超临界机组锅炉燃烧器区域水冷壁基本直接焊接在燃烧器外部密封板上，大型机组为适应电网深度调峰需求，机组运行负荷日夜变化巨大，该区域膨胀位移变化导致管壁母材产生热应力裂纹，进一步恶化发生泄漏，严重影响机组安全稳定运行。
关键词：水冷壁；电网深度调峰；热应力裂纹0 引言随着我国新能源的迅猛发展，电网对调峰电源的需求逐渐升高。
火电机组因其本身机动灵活性首当其冲担负起深度调峰的责任。
深度调峰的要求下，大型火电机组频繁启停，快速升降负荷，对锅炉水冷壁受热面带来较大考验，极易产生热应力裂纹，撕裂水冷壁母材发生泄漏，严重影响机组安全稳定运行。
1 现状介绍某电厂建有四台600MW 等级机组的锅炉，型式都为：上海锅炉厂有限公司生产的超（超）临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、单炉膛、一次再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
水冷壁由螺旋段及垂直段构成，燃烧器区域水冷壁规格为φ38*7，材质为15CrMoG,管中心距间距为54mm。
因电网调峰需求机组快速负荷变化，该厂1-4号机组水冷壁相继发生裂纹泄漏，具体情况见表1，根据下表该厂燃烧器区域水冷壁泄漏频发，严重影响机组安全稳定运行。
表1 1-4号锅炉水冷壁泄漏统计2 原因分析2.1管材检查对泄漏部位管材进行外观检查，未发现明显咬边硬伤等表面损伤，泄漏点为横向裂纹，断口成纤维状特征，断面粗糙且由外壁延伸至内壁，属于典型的热疲劳裂纹。
在机组负荷变化及机组启停时，在燃烧器风箱与水冷壁连接焊缝处产生了交变热应力导致管壁母材产生热应力疲劳外部裂纹，随着裂纹恶化扩展至水冷壁管壁内部，并最终造成泄漏。
水冷壁大修技术措施
水冷壁大修技术措施
1准备工作
1）装设足够数量的临时照明。
2）从人孔门处观察炉内结焦情况，并将大量易于掉落的焦块捣下。
3）搭设炉内卷扬机平台。
2内部大修
2.1将炉内积灰和结焦消除干净。
2.2对水冷壁管逐项检查。
2.3水冷壁管局部损伤不超过管壁厚的10％时，可以进行堆焊补强，如果
有普遍磨损或磨损严重时应更换新管。
2.4管子胀粗超过原有直径的
3.5％时，应更换新管，对于局部胀粗的管子，虽没超标，但明显看出金属过热现象时也应更换新管。
2.5对于砸扁的管段应更换。
2.6更换水冷壁技术措施
1）校对内外位置取掉护板，拆除炉墙。
2）划线割管，割水冷管鳍片时，不得伤及邻近管子，切口距焊口应在200
㎜以上。
3）加工管子坡口后封闭。
4）领出的管子经检查试验合格后配管。
5）对口焊接。
其偏折度不大于管径的1％，必要时进行热处理。
6）联系有关人员拍片处理。
，合格后恢复鳍片、炉墙及护板。
7）检查并校正膨胀指示器。
8）清理现场。
西门子GSP气化技术
西门子（GSP）气化技术西门子（GSP）气化技术是采用干粉进料、纯氧气化、液态排渣、粗合成气激冷工艺流程的气流床气化技术。
该流程包括干粉煤的加压计量输送系统(即输煤系统)、气化与激冷、气体除尘冷却(即气体净化系统)、黑水处理等单元。
通过此工艺，可以把价格低廉、直接燃烧污染较大的煤、石油焦、垃圾等原料转化为清洁的、高附加值的合成气，即一氧化碳与氢气，这是生产化工产品基本原料，可以用于生产化工产品如甲醇、合成氨，合成油，还可以用于发电或直接用于城市煤气，合成天然气使用。
西门子(GSP)气化工艺流程经研磨的干燥煤粉由低压氮气送到煤的加压和投料系统。
此系统包括储仓、锁斗和密相流化床加料斗。
依据下游产品的不同，系统用的加压气与载气可以选用氮气或二氧化碳。
粉煤流量通过入炉煤粉管线上的流量计测量。
载气输送过来的加压干煤粉，氧气及少量蒸汽（对不同的煤种有不同的要求）通过组合喷嘴进入到气化炉中。
气化炉包括耐热低合金钢制成的水冷壁的气化室和激冷室。
西门子（GSP）气化炉的操作压力为2.5～4.0MPa(g)。
根据煤粉的灰熔特性，气化操作温度控制在1350℃～1750℃之间。
高温气体与液态渣一起离开气化室向下流动直接进入激冷室，被喷射的高压激冷水冷却，液态渣在激冷室底部水浴中成为颗粒状，定期的从排渣锁斗中排入渣池，并通过捞渣机装车运出。
从激冷室出来的达到饱和的粗合成气输送到下游的合成气净化单元。
气化与激冷系统气体除尘冷却系统包括两级文丘里洗涤器、一级部分冷凝器和洗涤塔。
净化后的合成气含尘量设计值小于1mg/Nm3，输送到下游。
系统产生的黑水经减压后送入两级闪蒸罐去除黑水中的气体成分，闪蒸罐内的黑水则送入沉降槽，加入少量絮凝剂以加速灰水中细渣的絮凝沉降。
沉降槽下部沉降物经压滤机滤出并压制成渣饼装车外送。
沉降槽上部的灰水与滤液一起送回激冷室作激冷水使用，为控制水中总盐的含量，需将少量污水送界区外的全厂污水处理系统，并在系统中补充新鲜的软化水。
水冷壁的检修
水冷壁的检修3.1 概述水冷壁是近代锅炉主要的蒸发受热面，水冷壁布置在燃烧室四周，其作用主要是吸收燃烧室的辐射热，使水受热产生饱和蒸汽；其次是保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏作用；其三水冷壁还起悬吊炉墙的作用。
我厂锅炉为正方形炉壁，宽度和深度均为11660mm ，高度为44989mm （指炉膛几何尺寸总高度）。
水冷壁管布置及编号见图3-1-1。
炉壁四周布满直径为ф60×6.5mm 的鳍片管制成的膜式水冷壁，节距为80mm ，四角相邻的管节距为95mm 。
前后水冷壁下部管倾斜与水平线成50°角，形成冷灰斗，后水冷壁上部（标高37.2M 、倾斜15°）向炉壁内上凸出3200mm ，形成拆焰角；然后分成两路，一路共49根ф60×7.5mm ，节距为240mm ，垂直向上穿过水平烟道进入后水冷壁上联箱，起吊挂后水冷壁作用，另一路共96根ф60×6.5mm ，节距为120mm 的鳍片管以与水平成40°的倾斜角向后延伸进入斜坡水冷壁上联箱，形成水平烟道底部的斜包墙管。
水冷壁共分20个循环回路，每面墙有5个回路，每个回路均由29根ф60×6.5mm 节距80mm 的鳍片管组成。
本锅炉采用6根大口径集中下水管，管直径为ф426×36mm ，材料为20g ，靠锅炉中心两根集中下水管垂直向下以14根分散下水管向前水冷壁及侧水冷壁前排（共7个联箱）回路供水；靠锅炉两侧的两根集中下水管弯向后方，以14根分散下水管向后水冷壁及侧水冷壁后排（共7个联箱）回路供水；左右第二根集中下水管以12根分散下水管向侧水冷壁的中间3个（共6个联箱）回路供水。
所有分散下水管均为ф159×14mm 的20g 无缝钢管。
前水冷壁和两侧水冷壁上集箱共30根ф159×14mm 的连接管，后水冷壁和与斜坡水冷壁上集箱共用15根ф133×13mm （20g ）的连接管，将汽水混合物引向汽包。
浅谈气化炉检修方法及质量标准
浅谈气化炉检修方法及质量标准发布时间：2022-03-21T08:21:39.654Z 来源：《福光技术》2022年2期作者：万发家[导读] 粉煤气化炉主要由燃烧室、激冷室、壳体、螺旋盘管式水冷壁和激冷室内件等组成。
伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊宁 835000摘要：粉煤气化炉主要由燃烧室、激冷室、壳体、螺旋盘管式水冷壁和激冷室内件等组成。
水冷壁主要由燃烧室主盘管、渣口盘管和炉盖盘管三部分组成。
激冷室内有激冷环、下降管、上升管和渣水分离挡板等主要部件。
关键词：粉煤气化炉；检修方法；质量标准；安全措施引言我国煤炭资源丰富，充分利用煤炭资源，发展其加工转化技术对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口具有现实和长远的意义。
历经70多年的探索与发展，我国现已形成以煤焦化、合成氨及电石为主的传统煤化工和以煤气化、煤液化为核心的煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤制芳烃和煤制乙二醇等现代煤化工产业。
为推动煤炭高效清洁综合利用战略的实施、保证煤化工行业的核心竞争力及生产效率，就需要进一步加强煤化工标准的制定及标准技术指标的验证，积极参与国际标准化活动。
一、气化炉质量检验控制的重要性对于工业生产和能源供应，我国有许多、许多和多种型号的煤气灶。
燃气炉作为高压和爆炸装置，在使用过程中存在危险，危及周围工作人员的生命安全。
为了进一步避免安全事故，在独立的大范围操作中，审计师必须通过更严格的质量保证体系确保完成验证，保证审计师的生命安全。
近年来，我们不断完善燃气生产、质量保证和安全使用燃气轮机的标准和规范，使生产企业能够提高检测水平，通过更具体的检测圈确保产品质量。
在使用燃气炉的运行中，还对燃气炉厂内外现场进行定期检查和修理，并对燃气炉厂的损坏情况进行分析。
但是，就目前的应用方式而言，在涉及工作人员的生命危险时，发生了对国家和企业都有害的煤气事故。
其结果是，在燃气集水区的生产和使用过程中，必须进一步完善和改进对该集水区的检查，采取措施确保安全生产和安全运行。
GSP气化炉燃烧室水冷壁更换
4.新管组对及焊接。对新管进行组对点焊，组对好之后，开 始对管内侧开坡口部分进行焊接，主要焊接工艺参数如下：
编号 母 材 焊接 位置 / 16Mo3； 89×7.06mm 水平固定 焊 接 技 术 要 求 保持层间温度180℃-300℃。焊接时采用不 摆动或者小幅度摆动（≤2.5D）清理坡口两 侧20mm 范围内的油污及其它污物，防止飞 溅沾污，坡口保持光滑，不得有毛刺。焊接 时采用小规范进行焊接，确保焊接接头力学 接头简图 性能达到要求。焊接时注意保持焊缝背面余 高，尽量使之与母材保持齐平。定位焊长度 宜为10-15mm,正式焊接时应将定位焊上的污 物磨掉，层间接头应错开，不应出现起 弧 和收弧气孔。 焊接 方法 焊接材料 牌号 打底 9-14 L/min 填充 盖面 GTAW GTAW GTAW 直 径 焊接电流 电 压 焊接速度 (V) (cm/min)
1.对水冷壁泄漏部位用氧乙炔焰进行切割，切割部位要平 齐，切割后清理管道内杂物。
泄漏 部位
水冷 壁割 除后
2.对切割水冷壁坡口进行打磨，靠近燃烧室内侧管壁开 外坡口，外侧管壁开内坡口。
开内 坡口 开外 坡口
3.新管下料。按照割除管线的长度，用氧乙炔焰切割 备用管线，在切割前，要对材质进行确认，与原水冷壁材 质保持一致。燃烧室水冷壁材质为16Mo3，规格φ 89*7.06。
GSP气化炉燃烧室水冷壁更换
2019年1月30日
一、气化炉结构简述
烯烃一分公司气化炉为GSP干煤粉气化炉，由组合式 烧嘴（点火枪、点火烧嘴、主烧嘴）、燃烧室（水冷壁盘 管）、激冷室（导向管、激冷水环喷头、裙座、下渣口、 折流板）及排渣系统（破渣机）组成。
二、烯烃5#气化炉燃烧室泄漏原因分析
贯穿 裂纹
Hale Waihona Puke 水冷 壁穿 孔从泄漏的位置看，烯烃5#气化炉燃烧室水冷壁损坏的主要 位置在烧嘴喷头周围，损坏的原因:一是气化炉在点火瞬间， 煤粉、氧气以及蒸汽混合比波动，造成火焰不稳定烧损周边水 冷壁;二是水冷壁在出厂时，锚固钉直接焊接在焊缝及热影响 区上，导致热影响区二次受热晶粒粗大，造成开裂。
关于气化炉烧嘴、水冷壁系统设计存在的问题
结论：西门子目前提供的烧嘴循环冷却水进口压力4.72MPa,以此推算出口压力为4.32MPa,低于气化炉操作压力 西门子确认烧嘴循环冷却水系统进出口压力。
二、水冷壁循环冷却水系统
进口压力(MPa) 5.6 进口压力(MPa) 5.92 出口压力(MPa) 4.8 出口压力(MPa) 5.12 西门子工艺 压降(MPa) 气化炉操作压力（MPa) 气化炉跳车压力(MPa) 0.8 4.2 4.7 寰球（参照西门子理念） 压降(MPa) 气化炉操作压力（MPa) 气化炉跳车压力(MPa) 0.8 4.52 5.02
结论：1.西门子水冷壁罐安全阀整定压力为5.3MPa,高于循环冷却水罐0.5MPa，以此推算寰球设计的水冷壁罐安 为5.62MPa，水冷壁设计压力是与安全阀整定压力有关系的，西门子的理念是水冷壁设计压力为安全阀整定压力 据以上设计理念推论，气化炉压力提高后水冷壁的设计压力要超过6.3MPa； 2.根据ASME标准，水冷壁设计压力提高，管壁厚度要增加（6.3MPa是临界设计压力，压力提高一等级，壁 多，就会出现水冷壁导热不良、内外温差大、管道应力大等问题）。
关于气化炉烧嘴、水冷壁系统设计存在的问题
一、烧嘴循环冷却水系统
进口压力(MPa) 4.7 进口压力(MPa) 5.02 出口压力(MPa) 4.3 出口压力(MPa) 4.62 西门子工艺 压降(MPa) 气化炉操作压力（MPa) 气化炉跳车压力(MPa) 0.4 4.2 4.7
ห้องสมุดไป่ตู้
寰球（参照西门子理念） 压降(MPa) 气化炉操作压力(MPa) 气化炉跳车压力(MPa) 0.4 4.52 5.02
的问题
备注 烧嘴循环水出口压力高于气 化炉操作压力0.1MPa 备注 烧嘴循环水出口压力高于气 化炉操作压力0.1MPa
水冷壁的检修工艺规程
水冷壁的检修工艺规程1.1设备概述及技术参数1.2概述水冷壁是锅炉最主要的辐射蒸发受热面，其作用是吸收燃烧室的辐射热，饱和水受热产生饱和蒸汽。
水冷壁相互平行地垂直布置在燃烧室四周，型式为膜式壁，它的两端分别与上、下联箱连结，下联箱通过下降管与汽包的水溶空间相连接，构成水循环回路。
上联箱主要为了减少对汽包壁的开口数量，以保证汽包的强度。
上联箱固定在支吊架上，下联箱由水冷壁吊着，并由导向装置限制水平方向的位移，以免引起结构上的变形。
前后水冷壁的下部管子向炉内弯曲成斜坡，再弯至炉外接入下联箱，构成锥形的冷灰斗，以便收集灰渣。
包括 4根下降管， 96根引入管， 620根受热管， 104根汽水引出管， 18根干蒸汽引入管。
1.3设备规范水冷壁设备规范详见表6。
表1 水冷壁设备规范序号名称规格材料备注水φ 60× 8光管 (内螺纹 )1炉室前墙水冷壁φ 60× 7.220G冷内螺纹壁φ 60× 7.2内螺纹左(右) 侧墙φ 60× 8光管φ 60× 7.2内螺纹炉室侧墙φ 60× 8光管折焰角水冷壁φ 70× 9内螺纹2水冷壁后墙排管φ 70× 1020G3水冷壁下集箱邻炉加热管φ 32× 520G4水冷壁下集箱邻炉加热管φ 60× 820G5水冷壁下降管至汽包再循环管φ89× 1120G 2 个6水冷系统 (引入引出管 )φ 133× 1620G7水冷系统 (引入引出管 )φ 159× 2020G8后墙悬吊管φ 76× 1815CrMo9大直径下降管φ 558.8× 70ST45.8/Ⅲ 4 根1.4水冷壁检修标准项目水冷壁检修项目详见表7。
表2 水冷壁检修项目序号检修项目1清理水冷壁管上的焦渣和积灰2搭拆炉膛脚手架3水冷壁磨损、蠕胀、变形、腐蚀、砸伤等情况检查4水冷壁密封检查及处理5联箱内部检查、清扫、除锈检修6打开联箱手孔或割下封头，检查腐蚀、结垢，清理沉积物7割管取样8更换不合格的管子9水冷壁钢梁及防爆梁检查10检查支吊架、拉钩的膨胀间隙11检查水冷壁高温硫腐蚀情况1.5检修前的准备工作1.6根据运行状况，点检结果和前次检修的技术记录，明确各部件磨损、损坏程度确定重点检修的项目、内容和工期。
Gsp气化炉
●GSP煤气、粗煤 气洗涤系统组成.即备煤、 气化、除渣三部分组成。
固体气化原料被碾磨为不大于0.5㎜的粒度后，经过干燥，通过浓相气 流输入系统送至烧嘴。气化原料与气化剂氧气经烧嘴同时喷入气化炉 （R1001）内的反应室，然后在高温(1 400一1 600℃)、高压（4. 0 MPa)下发生快速气化反应，产生以CO和H2为主要成分的热粗煤气。 气化原料中的矿物部分形成熔渣。热粗煤气和熔渣一起通过反应室底部 的排渣口进入下部的激冷室。 冷却后的粗煤气进入分离器（V1002）， 从分离器出来的气体分为两部分：一部分进入变换炉（R1002），气体 出来后进入换热器（E1003），出来的气体和另外一部分气体混合后进 入水解器，气体出来后入分离器（V1004），从V1004出来后去净化工 段；而从分离器（V1002）下分离出的液体进入分离器（V1003），从 V1003出来的气体经过冷却器（E1002）后，主要为H2S去硫回收系统； 从V1003下分离的液体去污水处理系统，处理后的水和从E1002， E1003，V1004出来的冷液一起返回气化炉冷激室。气化炉冷激室里的 渣粒固化成玻璃状，通过锁斗系统排出。 污水的处理 过程是先送入减压闪蒸槽，闪蒸后的液体进入沉淀池，沉淀后去浓缩， 再去过滤。
氧 蒸汽 原煤
蒸汽
硫回收 冷却水 系统
去净化
水
污水处理
谢谢大家！
GSP气化炉
组长：薛瑞丽 组员：王秀娟、史萌萌、李猛、贾朝亮
3.2 GSP煤气化炉
GSP气化技术最早是由前东德 的德意志燃料研究所(简称DBI)从 1975年起开发的能源技术，可用于 处理固体燃料，尤其是低品位褐煤， 后来几经易主，现已被德国西门子 公司收购。
● 进料方式：干法和湿法均有；
西门子GSP气化炉水冷壁修复技术探讨
西门子GSP气化炉水冷壁修复技术探讨作者：倪玮来源：《科技创新与应用》2015年第36期摘要：神华宁煤煤化工分公司烯烃公司西门子GSP气化炉，燃烧室采用水冷壁冷却方式，由于长期在高温下工作，燃烧室水冷壁管因烧损出现渗漏。
为保证设备安全运行，有必要进行燃烧室水冷壁的修复技术研究，为气流床气化炉水冷壁修复提供了借鉴方法。
关键词：GSP气化炉；水冷壁管修复；16Mo3钢焊接工艺前言神华宁煤煤业集团煤炭化学工业分公司烯烃公司气化装置气化单元采用由西门子研发的GSP干煤粉气化炉，采用干粉进料、纯氧气化、液态排渣、粗合成气激冷工艺流程的水冷壁结构气流床气化技术，总体结构分为燃烧室（反应室）与激冷室两部分，燃烧室采用水冷壁结构。
GSP气化炉水冷壁是由特殊耐热材料碳化硅为屏蔽涂层的盘管和销钉焊接组成圆筒形膜式壁，采用4根盘管盘旋分布在燃烧室中，盘管上共焊接销钉90000颗左右，水冷壁盘管材质为16Mo3，属于合金钢，水冷壁盘管的直径为88.9mm，壁厚为7.62mm。
工作温度1400℃，工作压力4.5MPa。
在运行过程中由于特殊耐热材料脱落，刮渣不良导致销钉烧损或水冷壁盘管烧损，导致气化炉热损升高，盘管渗漏等故障，由于水冷壁构造复杂，盘管布置密集，距离炉壁230mm，上、下两根盘管之间的距离仅为18mm，焊接区域狭窄，存在焊接盲区，检修难度大。
文章就GSP气化炉水冷壁盘管的更换方法及焊接工艺参数，进行讨论，为采用膜式水冷壁形式的气流床气化炉水冷壁检修提供了借鉴。
1 销钉的打磨与焊接1.1 销钉的打磨在开展水冷壁修复作业时，应对销钉进行打磨。
首先确定打磨数量及区域，对打磨范围内的烧损锚固钉进行打磨，先将烧损锚固钉的上半部割除再向下打磨，旧销钉预留1至2mm的高度即可避免伤及炉管。
如销钉烧损严重无法预留1-2mm可采取表面打磨方式进行，以伤及母材最小限度为标准进行作业；打磨出金属光泽即可避免伤及炉管若有伤及炉管的地方要标明，并进行焊接修复。
GSP气化炉水冷壁裂纹产生原因分析及防范措施
０ ． 前育 某 公司气 化炉设 备为Ｇ Ｓ Ｐ 干粉 气化 炉 ， ￣２ Ｉ ０ １ ｌ ｆ ｌ Ｚ ３ 月开 始投 入运行 ， 运 行一 千 四百小 时后 ， 气化 炉水 冷壁 开始 出现较 大面积裂 纹 、 造 成冷 却水泄 漏 ， 本 文通 过 对设 备现 场使 用条件 、 环 境及 材料 腐蚀 原因进 行分 析 ， 找 出裂纹 产生原 因及 防范 措施 。 １ ． 故 障现 象 ２ ０ １ １ 年６ 月， 气化炉 发生 水冷 壁水压 连续 下降 ， 冷 却水补 水量 增加 ， 初 步判 断 为水冷 壁管路 泄漏 ， 开炉检 查后 发现水 冷壁 挂渣 层 、 及 隔热 捣打料脱 落 ， 部分 水 冷壁 管线 有过 热性 穿 孔和 裂纹 （ 见图１ ） 。 ２ ． 腐蚀 及 裂纹 产生 原 因分析 （ １ ） 气 化 炉水冷 壁情 况 简介 及各 类气 体组 分 比例 气 化炉 由激 冷室及 燃烧 室组 成 ， 燃烧 室直 径２ ４ ６ ０ ｍｍ＃ 高度 为４ ９ ８ ０ ｍｍ， 共 有 四根盘 管组 成 ， 盘管 上有 隔热 捣打料 及加 固捣 打料 的锚 固钉 。 气化 炉水 冷壁 工作 条 件 、 及 材质 如表 １ 、 ２ ： （ ２ ） 气 化炉 水冷 壁 发生腐 蚀 原 因及 腐 蚀形 式分 析 １ ） 气化 炉水 冷壁 在氢 介质 发 生的氢 侵蚀 ： 在金属 材料 １ ６ Ｍｏ ３ 中， 钼的作用 是改善 合金在 还原性 酸及氯 化物 溶液 中的 耐蚀 性 ， 因为 在酸 性氯 化物溶 液 中 ， 表 面膜 中的Ｍｏ Ｏ ３ 具有 很高 的稳 定性 ， 但 只 有在含 硅 、 铬、 钼 等元素 的合 金 中 ， 多孔的Ｍｏ Ｏ ３ 才 能充分 发挥 其改进 合 金表 面 膜性 能 的作用 。 氢和氢 与其他 气体的 混合物 ， 不论 是常压 、 高压 ， 常温 、 高温， 都 能对金 属造 成一 定形 式的破 坏 ， 氢 致破坏 是金 属 由于气体 作用 造成破 坏 的重要 形 式之一 。 在一 定条件 下 ， 氢 分子分 解为 原子态 的氢 ， 扩 散进入 到固态 钢 中， 进入 钢 中的氢 原子 给钢 的性 能造 成损 害 ， 这 种损害 可以是暂 时的 ， 即在氢 逸 出后 ， 受 损的金 属 性能 可以恢复 ； 也 可能是 永久 的， 即对 损害是 不可逆 的 ， 在 氢离开 金属 后性 能仍 不能 恢复 。 钢 的氢 蚀表 现为组 织脱 碳与 晶界裂纹 ， 其结果 是降低 钢 的力学 性能 ， 特 别 是抗 拉强 度 、 塑 性和 冲击 韧性 ， 气化炉 氢蚀 可 以表现 为如 下形 式 ： 脱碳： 高 温高压 氢在 钢表面 部分分解 成原 子氢 。 （ 如： 原子 态的氢在 ｐ （ Ｈ２ ） ≥ １ ． ３ ７ ＭＰ ａ ， Ｔ≥２ ２ ０ Ｅ 时主要 为 内部脱 碳 ； 当ｐ （ Ｈ２ ） ≥１ ． ３ ７ ＭＰ ａ ， Ｔ≥５ ６ ０ Ｅ时 ， 主 要发生 表面部 脱碳 ） 。 在氢 中如含有少 量的 氧或水蒸 气可 以显著加 速脱碳 进程 ， 扩散 到钢 中的氢 不但 可 以脱碳 ， 也 可以脱 氧 、 脱硫 ， 但 以脱碳 效应 最为 显著 。 脱 碳反应 是 由于 氢与钢 中 的碳 形成 甲烷 （ Ｃ Ｈ ４ ） ， 使钢基 平均碳 合量 降低 。 氢、 钢 中 的碳与 反应物 甲烷 三者有 一定 的平 衡 关系 ， 脱 碳在７ ０ ０ ＂ （ ２ 以上变 得显著 ， 且 随着 温度 的升 高而增 加 ， 在７ ０ ０ １ ＇ ２ 以下反应 会 比较 缓 慢， 但氢压 力 的增加将 使此极 限 温度 下降 。 氢 裂纹和 氢开 裂 ： 脱碳 过程 中形成 的Ｃ Ｈ ４ 不 能扩散 到金 属表 面 ， 就在 金属 内的 孔洞 或晶界 处积累 ， 使得局 部压 力较 高而导 致产 生显微 裂 纹 ， 使 得钢 的机 械强度 、 塑性 和韧性 降低 ， 形 成氢裂纹 ， 小 的裂纹合 并成 大的宏 观裂缝 （ 见 图１ ） 。 氢 鼓泡 ： 高温 氢腐 蚀偶 尔可呈 现鼓泡 形 式而使 金属破 坏 ， 高温 氢鼓 泡和 低 温氢鼓 泡 的机 理 不 同， 引起低 温氢鼓 泡的 氢不直 接来 自工 艺 ， 而是 由于金 属表 面 上 发生 化学 反 应 释放 出 来的， 高 温氢鼓 泡 的气体 主 要是 甲烷 气 ， 低 温氢鼓 泡 的 气 体主要 是 氢气 。 氢通 过 应 力诱 导 扩散 而 富集在最 大应 力处 、 夹 杂 或第 ２ － Ｎ顶 端 ， 产生局 部应 力集中， 随着外加的应力增 图ｉ 加， 该 处 的 氢浓 度 也增 大 ，
GSP气化炉排渣系统问题处理及优化建议
GSP气化炉排渣系统问题处理及优化建议结合GSP气化炉排渣系统实际运行情况，针对出现的问题，提出改进意见及建议措施，进一步优化GSP气化炉排渣系统，以达到气化装置安稳长满优运行目标。
另外，一些关键阀门及设备可进行国产化，减少投资降低成本。
标签：GSP气化炉；排渣；问题；建议0 引言GSP气化炉[1]具有干粉进料、液态排渣的特点，排渣系统是GSP气化工艺非常重要的单元，其目的是通过渣锁斗的顺控循环，将气化炉激冷室洗涤下来的颗粒煤渣，从高压系统排放到常压的外界环境，并在捞渣机内进行固液分离。
自GSP气化炉运行以来，排渣系统出现过若干问题，通过一系列整改己操作优化，已经消除了一部分设计上的缺陷，但主要矛盾依然存在，严重影响装置安全稳定运行，对此提出若干优化建议。
1 GSP气化炉排渣系统工艺流程简述排渣顺控分为进料、泄压、卸料、充液、充压五个阶段，每个排渣周期用时30分钟左右。
当激冷室和渣锁斗达到要求压差，程序打开收渣阀将激冷室和渣锁斗连通，高温的熔渣沉降到渣锁斗内收集，同时渣水循环泵入口阀打开，自循环阀关闭，在渣锁斗和激冷室之间形成一个闭路循环，开始进料。
渣锁斗进料时间结束后，程序打开渣水循环泵自循环阀，然后泄压管线上的阀门打开，当控制阀全开及渣锁斗压力达到既定压力后，打开泄压阀，加快渣锁斗泄压速度。
当渣锁斗压力达到常压后，渣锁斗将进行排渣。
渣锁斗排渣结束后，程序打开充液阀，对渣锁斗进行充液，充液完成后，渣锁斗进入充压阶段。
程序首先打开充压阀门对渣锁斗进行充压，当渣锁斗和气化炉之间的压差在0.05～0.5MPa之间时，程序打开进料阀将渣锁斗和激冷室连通。
2 GSP气化炉排渣系统常见问题及处理2.1 激冷室堵渣问题分析：在渣水系统出现故障时，经常需要停止渣顺控，造成收渣时间较长，激冷室内贮存大量熔渣，时间长就会造成堵渣，激冷室堵渣的常见现象有破渣机油压波动较大、破渣机温度降低、激冷室液位计波动较大、渣水循环泵打量降低、排渣量减少。
GSP与两段炉煤气化技术比较
GSP煤气化技术与两段式煤气化技术比较一 . 气化技术概况1. 技术研发★ GSP煤气化技术是由德国西门子集团拥有的，由前民主德国燃料研究所（DBI）于20世纪70年代末开发并投入商业化运行的大型粉煤气化技术，是世界先进的大型粉煤进料气流床加压技术之一。
★两段式干煤粉加压气化技术是西安热工研究院有限公司历经10余年的研究，并与2004年，建成了日处理煤量36～40t/d（10MWth）的干煤粉加压气化中试装置；2006年，开发成功1000～2000t/d级的干煤粉加压气化工业装置的大型粉煤气化技术。
2.技术应用〈中国〉★ 07年1月17日北京索斯泰克煤气化技术有限公司与中国神华宁夏煤业集团有限责任公司签订了83万吨/年二甲醚一期工程GSP气化技术专有设备采购合同以及52万吨煤基烯烃项目GSP技术合作谅解备忘录。
★具有自主知识产权的两段式干煤粉加压气化技术，其干煤粉加压气化的核心技术和整体工艺获得国家发明专利，所制造的水冷壁式干煤粉加压气化装置属于我国第一套，填补了国内空白。
07年1月13～14日，由中国华能集团公司西安热工院主持完成的国家“十五”863计划项目“两段式干煤粉加压气化技术中试研究”分别通过了由科技部委托中国电机工程学会组织进行的项目验收和成果鉴定，这标志着“两段式干煤粉加压气化技术”的发展全面进入工业化阶段。
2000吨/天级两段式干煤粉加压气化炉（废锅流程）将应用于华能集团“绿色煤电”项目；1000吨/天级两段式干煤粉加压气化炉（激冷流程）将应用于内蒙古世林化工有限公司年产30万吨甲醇项目。
二 . 煤气化工艺〈激冷流程〉1.相同1.1 两种煤气化技术均采用干粉进料、纯氧气流床气化、液态排渣。
1.2 煤种适应性强：两种煤气化技术均采用干煤粉作气化原料，不受成浆性的影响；由于气化温度高，可以气化高灰熔点的煤，故对煤种的适应性更为广泛，从较差的褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤均可使用。
1.3 工艺技术条件优越两种煤气化炉气化温度均可达到1400℃以上，气化反应压力可达到4.0 MPa，碳转化率达99%以上，有效气体成份（CO+H2）达90%以上。
气化炉水冷壁环管裂纹的焊接修复
气化炉水冷壁环管裂纹的焊接修复作者：许鸿养来源：《科技创新导报》2011年第03期摘要:通过对INCOLOY825材料的焊接性分析,进行了焊接工艺评定,制定了合理的焊接工艺,修复了缺陷,保证了正常生产。
关键词:INCOLOY825裂纹焊接工艺中图分类号:TG441.2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(c)-0064-01由于INCOLOY825具有耐腐蚀和耐高、低温性能,在石油化工、冶金等工业中应用越来越广泛,尤其是在高温工况下更是得到了较好的应用。
安庆化肥油改煤工程中的气化炉热裙水冷壁环管设计采用了INCOLOY 825材质,规格Φ38×7.1,其操作条件如下:温度271℃,压力5.5MPa,介质为水。
停工检查过程中发现热裙环管从上至下第五圈母材上发现有100mm长的轴向裂纹,并且在裂纹两侧的延长线上出现漏点,另外,多处上下两层环管之间的密封焊缝也发生开裂,生产要求对此进行修复。
1 INCOLOY825的焊接性分析INCOLOY825属于铁镍合金,具有耐腐蚀、高强度和耐高温氧化性能,其化学成分为:C≤0.05,Cr: 19.5～23.5,Ni: 38.0～46.0,Mo: 2.5～3.5,Cu: 1.5～3.0,Al≤0.20,Ti: 0.60～1.20,Mn≤1.00,Si≤0.50,S≤0.030,P≤0.030,Fe:余量；力学性能为:抗拉强度≥621MPa,屈服强度≤276MPa,延伸率≥30%。
INCOLOY825焊接时易产生以下问题。
1.1 热裂纹INCOLOY825属镍基耐蚀合金,具有高的焊接热裂纹敏感性,特别是在弧坑处易产生火口裂纹,晶间液膜是引发镍基耐蚀合金单相奥氏体焊缝凝固裂纹产生的最主要的冶金因素。
母材、焊材中的硫、硅含量均应进行严格控制,选用与母材相匹配的焊接材料是防止焊接热裂纹产生的重要措施；同时还应防止硫、磷等有害元素的混入,因此焊件表面的清理也是焊接镍基耐蚀合金的重要要求；另外焊接区的热输入、应变和应变速率也是影响焊接热裂纹产生的重要因素,应采用限制过热、合理的装配工艺和焊接次序、及时填满弧坑等工艺措施。
GSP技术简介
1. GSPTM气化技术概况1.1技术研发GSPTM煤气化技术是由德国西门子集团拥有的，由前民主德国燃料研究所（DBI）于20世纪70年代末开发并投入商业化运行的大型粉煤气化技术。
该研究所创建于1956年，全称为Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg，一直致力于煤炭综合利用的开发工作，即使在国际市场石油过剩时，也没有中断过对煤气化技术的开发工作。
针对化工行业，本着降低投资与成本，而研发出的GSPTM煤气化技术是世界先进的大型粉煤进料气流床加压技术之一。
分别于1979年和1996年，在西门子的气化研发中心（Freiberg）建立了３ＭＷ和５ＭＷ两套气化中试装置。
这两套装置试验过的煤种来自德国、中国、波兰、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、加拿大、澳大利亚和捷克等国家。
东西德合并后，该技术扩展应用到生物质、城市垃圾、石油焦、含氯废物和其他燃料等气化领域。
1.2技术应用GSPTM煤气化技术自研发成功以后，其商业化应用扩展就丝毫没有停止过。
1984年在德国黑水泵工厂采用GSPTM气化技术建立了一套200MW的商业化装置，粉煤处理能力为30t/h。
该装置在1984至1990年间，成功对普通褐煤及含盐褐煤进行了气化，生产民用煤气。
东西德合并后，德国政府引进天然气取代了城市煤气，且对垃圾处理有补贴政策，故1990年后，该装置分别气化过天然气、焦油、废油、浆料和固态污泥等原料，生产出的合成气用于甲醇生产及联合循环发电（IGCC）。
2001年，巴斯夫（BASF）在英国的塑料厂建成30MW工业装置，用于气化塑料生产过程中所产生的废料。
2006年，捷克Vresova工厂采用GSPTM气化技术建设的175MW工业装置开车试运转，其气化原料为煤焦油，用于联合循环发电项目（IGCC）。
具体应用成功范例见表1。
表1 GSPTM气化工艺应用成功范例气化类型气流床气化炉气流床气化炉气流床气化炉用户Schwarze Pumpe BASF plc，Sealsands Sokolovskd uhelnd，a.s．所在地Schwarze Pumpe，德国Middlesbrough，英国Vresová，捷克共和国试车1984 2001 2006年反应器类型气流床，水冷壁气流床，耐火砖气流床，耐火砖热容量200MW 30MW 175MW压力 2.8 MPa(g) 2.8 MPa(g) 2.7 MPa(g) 温度1400℃1400℃1400℃激冷方式完全激冷局部激冷完全激冷供料系统煤粉/液态供料液态供料液态供料气化原料1984-1990前采用普通的与含盐的褐煤1990年以后采用天然气、污泥、焦油以及生物质等尼龙合成过程中产生的液体废物，包括合氢氰酸和硝酸盐的副产物以及含硫酸铵的有机物440MWIGCC的26个固定床气化炉产生的焦油与其它液态副产品产品用于IGCC和甲醇的原气燃料气用于IGCC的燃气1.3在中国的推广中国是能源消耗大国，更是煤炭大国，石油资源相对缺乏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
方法。
关键 词 ： Ｇ Ｓ Ｐ气化 炉 ； 水冷 壁 管修 复 ； １ ６ Ｍｏ ３ 钢 焊 接 工 艺
前 言
ห้องสมุดไป่ตู้
４ ． ２ ． ４ 焊接 工 艺参 数 选 择 焊 接 采 用 的焊 丝 型 号 为 Ｅ Ｒ ８ ０ Ｓ — Ｇ，直径 为 ‘ Ｐ ２ ． ０ ｍｍ选 择 铈 钨 １销钉 的打 磨 与焊 接 极， 钨极 直 径 为 ２ ． ５ ｍ ｍ， 电 源极 性 为直 流正 接 。 对 于打 底 时采 用 １ ０ ０ — １ ． １销钉 的 打磨 １ １ ５ Ａ的焊接电流 ， 电弧 电压为 ２ １ Ｖ， 氩气流量为 １ ２ Ｌ ・ ｍ ｉ ｎ ； 填充时 在 开 展水 冷 壁修 复作 业 时 ， 应 对销 钉 进 行 打磨 。首 先确 定 打 磨 采用 １ １ ５ — １ ２ ５ Ａ的焊接 电流 ， 电弧电压为 ２ ２ Ｖ， 氩气流量为 １ ３ Ｌ ・ ｍ ｉ ｎ 一 数量及区域 ， 对打磨范围内的烧损锚 固钉进行打磨 ， 先将烧损锚 固 ； 盖 面时 采 用 １ ２ ０ — １ ３ ０ Ａ 的焊 接 电 流 ， 电弧 电 压 为 ２ ３ Ｖ， 氩 气 流 量为 ４ Ｌ・ ｍｉ ｎ ～。 钉的上半部割除再向下打磨 ，旧销钉预留 １ 至２ ｍ ｍ的高度 即可避 １ 免伤 及 炉 管 。如销 钉 烧 损严 重 无 法 预 留 １ － ２ ｍ ｍ可 采 取 表 面打 磨 方 ４ ． ２ ． ５ 焊接 的 方法 式进行 ， 以伤及母材最小限度为标准进行作业 ； 打磨 出金属光泽 即 焊接 方 法 采 用 点 固 焊 ，焊 接 前 应 清 理 坡 口两 侧 表 面及 管 道 内 可 避免 伤 及 炉管 若 有 伤及 炉 管 的地 方要 标 明 ， 并进 行 焊 接修 复 。 ２ ０ ａ ｒ ｍ 左 右 范 围 内 的油 污 、 锈蚀 、 氧 化物 等 污 物 ， 打磨 至 呈 现金 属 光 １ ． ２销 钉 的焊 接 泽。 管 口组 对 时 ， 要 求 管 内壁 齐 平 ， 错 边 量 ≤０ ． ５ ｍ ｍ， 组 对 间 隙应 保持 销 钉 一般 采 用 的材 质 为 ３ １ ６ ， 使 用 专 用 的螺 柱焊 机 进行 焊 接 ， 焊 均匀一致。焊接时将所更换的水冷壁盘管分为四段 ， 首先从 ６ 点方 接 电流 为 ７ １ ０ Ａ， 拉 弧 时 间为 ２ １ ０ ｍ ｓ ， 焊接角度为 ９ ０ 。 ， 焊 接 密 度 为 纵 向开始 ， 焊接至 ３ 点方 向， 第二段从 ３点方 向焊接至 １ ２点方向 ， 以 向６ 颗销钉 ， 销钉 横 向间 隙为 １ ０ ａ ｒ ｍ。 此完成靠近炉壁两段焊缝的焊接 。其次从 ６点方向焊接至 ９ 点方 ２ 水冷 壁 盘 管 的切 割 向 ，第 四段为 ９点方向焊接至 ｌ ２ 点方 向，完成水冷壁盘管外侧焊 在水冷壁盘管更换 中， 找准缺陷位置 ， 并测厚 ， 选择需要更换的 接 。 管束要 做好标记 ， 对水 冷壁盘管进行切割 ， 同时为 了解决焊接区域 ５结束语 狭 窄的问题 ， 在切割时需将每排盘管纵向切割位置错开 ， 以倒置的 历年以来通过使用 以上方法对西 门子 Ｇ Ｓ Ｐ气化炉管水冷壁盘 梯 形 进 行切 割 ， 从 而 避 免 每排 盘 管 焊 缝 处 于 同一 垂直 线 上 ， 要 求 每 管 复 焊接 完成 后 ， 进行的 Ｒ Ｔ探 伤结 果 看 ， 焊接 Ⅱ合格 率达 １ ０ ０ ％， 符 排 焊 缝 间距 大 于 ２ ０ ０ ｍ ｍ， 增 加 焊 接 区域 ， 为后 期 的焊 接 预 留焊 接 位 合工 艺 要 求 ，从历 年 气化 炉 水 冷壁 修 复频 率来 看 ， ２ ０ １ ２ 年 之后 逐 年 置， 确保 焊 接 质 量 。 切 割完 成 后 对切 割 面 打磨 与 清理 ， 在 切 割 打磨 时 下 降 ， 尤其 在 ２ ０ １ ４年 ４月 ２ ３日对 烯 烃 ２ ＃ 气 化 炉 进 行修 复 后 ， 烯 烃 尽 量 避 免将 废 渣 落 到炉 壁 与管 壁 之 间 的空 隙 中 。 ５台 Ｇ Ｓ Ｐ气 化 炉水 冷 壁 未 发现 渗 漏 现象 ， 证 明此 水冷 壁 修 复更 换 工 ３水 冷 壁 盘管 的预 制 艺切 实 可 行 。通 过 对 西 门子 Ｇ Ｓ Ｐ气 化 炉水 冷 壁 修 复及 １ ６ １ｏ ３管 道 由于 气 化 炉 内空 间受 限 ，所 有 水 冷 壁 盘 管 预 制 工 作 在 炉 外 进 焊接性的研究 ， 确定 了可行性的水冷壁修复及焊接技术 ， 为我公司 行， 预制管坡 口打磨角度为 ６ ０ ￣ ５ 。 ， 当更换 的盘管数量较少 ， 也就是 积 累 了同类 气 化 炉水 冷 壁修 复 的方 法 。
工 业 技 术
２ ｏ ｌ ５ 年 第 ３ ６ 期Ｉ 科技创新与应用
西门子 ＧＳ Ｐ气化炉水冷壁修 复技术探讨
倪 玮
（ 神 华 宁夏 煤 业 集 团煤 炭 化 学 工 业 分 公 司安 装检 修 公 司 ， 宁夏 灵 武 ７ ５ ０ ４ １ １ ）
摘 要： 神 华 宁煤 煤化 工 分 公 司烯 烃公 司西 门子 Ｇ Ｓ Ｐ气化 炉 ， 燃 烧 室采 用 水冷 壁 冷 却 方 式 ， 由于 长期 在 高 温下 工 作 ， 燃 烧 室水 冷 壁 管 因烧损 出现渗 漏 。 为保 证 设备 安 全 运行 ， 有 必 要进 行 燃 烧 室水 冷 壁 的修 复技 术 研 究 ， 为 气流床 气化 炉 水冷 壁修 复提供 了借 鉴
神华宁煤煤业集 团煤炭化学工业分公司烯烃公司气化装置气 化单 元 采 用 由西 门子研 发 的 Ｇ Ｓ Ｐ干煤 粉气 化 炉 ，采 用 干粉 进 料 、 纯 氧气化 、 液态排渣 、 粗合成气激冷工艺流程 的水冷壁结构气流床气 化技术 ， 总体结构分为燃烧室 （ 反应 室） 与激冷室两部 分 ， 燃烧室采 用水 冷 壁结 构 。 Ｇ Ｓ Ｐ 气 化 炉 水 冷壁 是 由特 殊 耐热 材 料碳 化 硅 为屏 蔽 涂层 的盘 管 和销 钉焊 接 组 成 圆筒 形 膜 式 壁 ， 采 用 ４根 盘 管 盘旋 分 布 在燃烧室中 ， 盘管上共焊接销钉 ９ ０ ０ ０ ０颗左 右 ， 水 冷 壁 盘 管 材 质 为 １ ６ Ｍ ｏ ３ ， 属 于合 金 钢 ， 水 冷 壁 盘管 的直 径 为 ８ ８ ． ９ ｍ ｍ， 壁厚为 ７ ． ６ ２ ｍ ｍ。 工 作温 度 １ ４ ０ ０ ￣ Ｃ， 工 作压 力 ４ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 。在 运 行 过程 中由 于特 殊 耐热 材 料脱 落 ， 刮渣不 良导致 销钉烧损或水冷壁盘管烧损 ， 导致气化炉热 损升高 ， 盘管渗漏等故障 ， 由于水冷壁构造复杂 ， 盘管 布置密集 ， 距 离炉壁 ２ ３ ０ ａｍ， ｒ 上、 下两根盘管之间的距离仅为 １ ８ ｍ ｍ， 焊接 区域狭 窄， 存在焊接盲区 ， 检修难度大。 文章就 Ｇ Ｓ Ｐ气化炉水冷壁盘管的更 换 方 法及 焊 接工 艺 参 数 ， 进行讨论 ， 为采 用 膜 式 水 冷 壁 形 式 的气 流 床气化炉水冷壁检修提供 了借鉴 。
关键 词 ： Ｇ Ｓ Ｐ气化 炉 ； 水冷 壁 管修 复 ； １ ６ Ｍｏ ３ 钢 焊 接 工 艺
前 言
ห้องสมุดไป่ตู้
４ ． ２ ． ４ 焊接 工 艺参 数 选 择 焊 接 采 用 的焊 丝 型 号 为 Ｅ Ｒ ８ ０ Ｓ — Ｇ，直径 为 ‘ Ｐ ２ ． ０ ｍｍ选 择 铈 钨 １销钉 的打 磨 与焊 接 极， 钨极 直 径 为 ２ ． ５ ｍ ｍ， 电 源极 性 为直 流正 接 。 对 于打 底 时采 用 １ ０ ０ — １ ． １销钉 的 打磨 １ １ ５ Ａ的焊接电流 ， 电弧 电压为 ２ １ Ｖ， 氩气流量为 １ ２ Ｌ ・ ｍ ｉ ｎ ； 填充时 在 开 展水 冷 壁修 复作 业 时 ， 应 对销 钉 进 行 打磨 。首 先确 定 打 磨 采用 １ １ ５ — １ ２ ５ Ａ的焊接 电流 ， 电弧电压为 ２ ２ Ｖ， 氩气流量为 １ ３ Ｌ ・ ｍ ｉ ｎ 一 数量及区域 ， 对打磨范围内的烧损锚 固钉进行打磨 ， 先将烧损锚 固 ； 盖 面时 采 用 １ ２ ０ — １ ３ ０ Ａ 的焊 接 电 流 ， 电弧 电 压 为 ２ ３ Ｖ， 氩 气 流 量为 ４ Ｌ・ ｍｉ ｎ ～。 钉的上半部割除再向下打磨 ，旧销钉预留 １ 至２ ｍ ｍ的高度 即可避 １ 免伤 及 炉 管 。如销 钉 烧 损严 重 无 法 预 留 １ － ２ ｍ ｍ可 采 取 表 面打 磨 方 ４ ． ２ ． ５ 焊接 的 方法 式进行 ， 以伤及母材最小限度为标准进行作业 ； 打磨 出金属光泽 即 焊接 方 法 采 用 点 固 焊 ，焊 接 前 应 清 理 坡 口两 侧 表 面及 管 道 内 可 避免 伤 及 炉管 若 有 伤及 炉 管 的地 方要 标 明 ， 并进 行 焊 接修 复 。 ２ ０ ａ ｒ ｍ 左 右 范 围 内 的油 污 、 锈蚀 、 氧 化物 等 污 物 ， 打磨 至 呈 现金 属 光 １ ． ２销 钉 的焊 接 泽。 管 口组 对 时 ， 要 求 管 内壁 齐 平 ， 错 边 量 ≤０ ． ５ ｍ ｍ， 组 对 间 隙应 保持 销 钉 一般 采 用 的材 质 为 ３ １ ６ ， 使 用 专 用 的螺 柱焊 机 进行 焊 接 ， 焊 均匀一致。焊接时将所更换的水冷壁盘管分为四段 ， 首先从 ６ 点方 接 电流 为 ７ １ ０ Ａ， 拉 弧 时 间为 ２ １ ０ ｍ ｓ ， 焊接角度为 ９ ０ 。 ， 焊 接 密 度 为 纵 向开始 ， 焊接至 ３ 点方 向， 第二段从 ３点方 向焊接至 １ ２点方向 ， 以 向６ 颗销钉 ， 销钉 横 向间 隙为 １ ０ ａ ｒ ｍ。 此完成靠近炉壁两段焊缝的焊接 。其次从 ６点方向焊接至 ９ 点方 ２ 水冷 壁 盘 管 的切 割 向 ，第 四段为 ９点方向焊接至 ｌ ２ 点方 向，完成水冷壁盘管外侧焊 在水冷壁盘管更换 中， 找准缺陷位置 ， 并测厚 ， 选择需要更换的 接 。 管束要 做好标记 ， 对水 冷壁盘管进行切割 ， 同时为 了解决焊接区域 ５结束语 狭 窄的问题 ， 在切割时需将每排盘管纵向切割位置错开 ， 以倒置的 历年以来通过使用 以上方法对西 门子 Ｇ Ｓ Ｐ气化炉管水冷壁盘 梯 形 进 行切 割 ， 从 而 避 免 每排 盘 管 焊 缝 处 于 同一 垂直 线 上 ， 要 求 每 管 复 焊接 完成 后 ， 进行的 Ｒ Ｔ探 伤结 果 看 ， 焊接 Ⅱ合格 率达 １ ０ ０ ％， 符 排 焊 缝 间距 大 于 ２ ０ ０ ｍ ｍ， 增 加 焊 接 区域 ， 为后 期 的焊 接 预 留焊 接 位 合工 艺 要 求 ，从历 年 气化 炉 水 冷壁 修 复频 率来 看 ， ２ ０ １ ２ 年 之后 逐 年 置， 确保 焊 接 质 量 。 切 割完 成 后 对切 割 面 打磨 与 清理 ， 在 切 割 打磨 时 下 降 ， 尤其 在 ２ ０ １ ４年 ４月 ２ ３日对 烯 烃 ２ ＃ 气 化 炉 进 行修 复 后 ， 烯 烃 尽 量 避 免将 废 渣 落 到炉 壁 与管 壁 之 间 的空 隙 中 。 ５台 Ｇ Ｓ Ｐ气 化 炉水 冷 壁 未 发现 渗 漏 现象 ， 证 明此 水冷 壁 修 复更 换 工 ３水 冷 壁 盘管 的预 制 艺切 实 可 行 。通 过 对 西 门子 Ｇ Ｓ Ｐ气 化 炉水 冷 壁 修 复及 １ ６ １ｏ ３管 道 由于 气 化 炉 内空 间受 限 ，所 有 水 冷 壁 盘 管 预 制 工 作 在 炉 外 进 焊接性的研究 ， 确定 了可行性的水冷壁修复及焊接技术 ， 为我公司 行， 预制管坡 口打磨角度为 ６ ０ ￣ ５ 。 ， 当更换 的盘管数量较少 ， 也就是 积 累 了同类 气 化 炉水 冷 壁修 复 的方 法 。
工 业 技 术
２ ｏ ｌ ５ 年 第 ３ ６ 期Ｉ 科技创新与应用
西门子 ＧＳ Ｐ气化炉水冷壁修 复技术探讨
倪 玮
（ 神 华 宁夏 煤 业 集 团煤 炭 化 学 工 业 分 公 司安 装检 修 公 司 ， 宁夏 灵 武 ７ ５ ０ ４ １ １ ）
摘 要： 神 华 宁煤 煤化 工 分 公 司烯 烃公 司西 门子 Ｇ Ｓ Ｐ气化 炉 ， 燃 烧 室采 用 水冷 壁 冷 却 方 式 ， 由于 长期 在 高 温下 工 作 ， 燃 烧 室水 冷 壁 管 因烧损 出现渗 漏 。 为保 证 设备 安 全 运行 ， 有 必 要进 行 燃 烧 室水 冷 壁 的修 复技 术 研 究 ， 为 气流床 气化 炉 水冷 壁修 复提供 了借 鉴
神华宁煤煤业集 团煤炭化学工业分公司烯烃公司气化装置气 化单 元 采 用 由西 门子研 发 的 Ｇ Ｓ Ｐ干煤 粉气 化 炉 ，采 用 干粉 进 料 、 纯 氧气化 、 液态排渣 、 粗合成气激冷工艺流程 的水冷壁结构气流床气 化技术 ， 总体结构分为燃烧室 （ 反应 室） 与激冷室两部 分 ， 燃烧室采 用水 冷 壁结 构 。 Ｇ Ｓ Ｐ 气 化 炉 水 冷壁 是 由特 殊 耐热 材 料碳 化 硅 为屏 蔽 涂层 的盘 管 和销 钉焊 接 组 成 圆筒 形 膜 式 壁 ， 采 用 ４根 盘 管 盘旋 分 布 在燃烧室中 ， 盘管上共焊接销钉 ９ ０ ０ ０ ０颗左 右 ， 水 冷 壁 盘 管 材 质 为 １ ６ Ｍ ｏ ３ ， 属 于合 金 钢 ， 水 冷 壁 盘管 的直 径 为 ８ ８ ． ９ ｍ ｍ， 壁厚为 ７ ． ６ ２ ｍ ｍ。 工 作温 度 １ ４ ０ ０ ￣ Ｃ， 工 作压 力 ４ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 。在 运 行 过程 中由 于特 殊 耐热 材 料脱 落 ， 刮渣不 良导致 销钉烧损或水冷壁盘管烧损 ， 导致气化炉热 损升高 ， 盘管渗漏等故障 ， 由于水冷壁构造复杂 ， 盘管 布置密集 ， 距 离炉壁 ２ ３ ０ ａｍ， ｒ 上、 下两根盘管之间的距离仅为 １ ８ ｍ ｍ， 焊接 区域狭 窄， 存在焊接盲区 ， 检修难度大。 文章就 Ｇ Ｓ Ｐ气化炉水冷壁盘管的更 换 方 法及 焊 接工 艺 参 数 ， 进行讨论 ， 为采 用 膜 式 水 冷 壁 形 式 的气 流 床气化炉水冷壁检修提供 了借鉴 。