吳 俊，牛緯濤

（中國石油天然氣第七建設(shè)公司，山東膠州 266300）

廣西石化大型壓力容器裙座整體熱處理工藝

吳 俊，牛緯濤

（中國石油天然氣第七建設(shè)公司，山東膠州 266300）

文章介紹了廣西石化1 000萬t/a煉油項(xiàng)目350萬t/a重油催化裂化裝置的核心設(shè)備——再生器、沉降器及分餾塔裙座的整體熱處理工藝，包括熱處理爐的搭建、熱處理工藝參數(shù)曲線和工藝系統(tǒng)，以及相關(guān)的質(zhì)量保證措施，取得了良好的效果，為大型壓力容器整體熱處理積累了經(jīng)驗(yàn)。

壓力容器；裙座；整體熱處理；熱處理爐

0 引言

廣西石化1 000萬t/a煉油項(xiàng)目350萬t/a重油催化裂化裝置的核心設(shè)備再生器、沉降器及分餾塔均分片到現(xiàn)場進(jìn)行組焊，設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊后熱處理。3臺(tái)設(shè)備的裙座由于尺寸較大，也是分片到現(xiàn)場進(jìn)行組焊，按圖紙要求需要對焊縫進(jìn)行焊后熱處理。為了保證良好的焊縫質(zhì)量，采用爐內(nèi)電加熱法對以上3臺(tái)設(shè)備的裙座進(jìn)行整體熱處理。3臺(tái)設(shè)備裙座設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

再生器裙座外徑8 720 mm，高度1 200 mm，材質(zhì)為20R，總質(zhì)量16 826 kg。

沉降器裙座外徑8 080 mm，高度2 560 mm，材質(zhì)為15CrMoR（上段）和16 MnR（下段），總質(zhì)量14 990 kg。

分餾塔裙座外徑8690mm，高度1800mm，材質(zhì)為20R （下段） 和15CrMoR （上段）， 總質(zhì)量26 319 kg。

1 熱處理爐搭建

1.1 熱處理爐基礎(chǔ)的施工

熱處理爐基礎(chǔ)為正方形，邊長14 m，地基平整后采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)至少3遍，基礎(chǔ)采用C20混凝土澆筑，澆筑厚度為150 mm?；A(chǔ)在澆筑時(shí)做1∶1 000坡度，并在基礎(chǔ)周向外1 m設(shè)排水溝，以利于雨天排水。熱處理爐爐體搭建前，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值75%以上。

1.2 熱處理爐搭建 （見圖1）

熱處理爐為正十二邊形全纖維分片拼裝式鋼網(wǎng)鋼架結(jié)構(gòu)爐，高溫下不變形?，F(xiàn)場拼裝前需根據(jù)爐體尺寸搭設(shè)合適的腳手架。熱處理爐發(fā)熱元件為框架式陶瓷電加熱器，爐外殼全部用彩鋼板覆蓋，確保有效防雨。由于塔體材質(zhì)的特殊性及嚴(yán)格工藝要求，在爐體上下端各設(shè)6個(gè)孔徑為200 mm的空氣對流傳熱孔，以確保升降溫滿足技術(shù)要求。保溫材料全部選用保溫性能好、導(dǎo)熱系數(shù)低的硅酸鋁纖維針刺毯，保溫層敷設(shè)厚度為150 mm，爐內(nèi)保溫層接縫之間應(yīng)錯(cuò)開至少100 mm。

2 熱處理工藝參數(shù)及曲線

（1）升溫時(shí)，400℃以下的升溫速度可不限制，400℃以上的升溫速度宜控制在50～100℃/h，升溫速度應(yīng)保持均衡，加熱區(qū)內(nèi)任意5 000 mm長度內(nèi)的溫差不得大于120℃。

（2） 恒溫溫度為 （620±20） ℃， 時(shí)間120 min，恒溫期間應(yīng)保持各測溫點(diǎn)的溫度均勻，任意兩點(diǎn)間的溫差不得大于65℃。

（3）降溫時(shí)，400℃以上的降溫速度宜控制在50～100℃/h，400℃以下的降溫速度可不限制。

（4）熱處理工藝曲線如圖2所示。

3 熱處理工藝系統(tǒng)

裙座整體熱處理爐的工藝系統(tǒng)由爐內(nèi)電加熱器、熱電偶、保溫層、電腦控溫系統(tǒng)組成。

3.1 加熱器布置

根據(jù)裙座熱處理不同溫度段的熱工計(jì)算，熱處理爐采用NJ型框架式加熱器72片，總功率720 kW。爐內(nèi)電加熱器的布置固定應(yīng)盡量做到溫差最小，底部布置36片，側(cè)部布置36片，爐內(nèi)電加熱器的連接采用φ6.5～8 mm的圓鋼，套上氧化鋁瓷管引出爐外，再用特制連接器與外導(dǎo)線連接，接到DWK-A2型電腦溫控儀，每組零線焊在一起，所有加熱器均采用星形接法，同步通電加熱。

3.2 熱處理爐內(nèi)鞍座布置

爐內(nèi)設(shè)置六組鞍座，用于支撐裙座，并在鞍座中間加設(shè)帶滾動(dòng)鋼珠的鋼板，以便裙座在熱處理過程中能夠自由地?zé)崦浝淇s，防止因外力的束縛發(fā)生危險(xiǎn)或在內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。

3.3 溫控柜設(shè)置

整體熱處理控溫設(shè)備采用國內(nèi)最先進(jìn)的DWK-A2型電腦控制設(shè)備5臺(tái)，溫度控制范圍0～1 000℃，控制精度±1℃，2 s掃描一次，每24 s修正一次功率系數(shù)，各工作狀態(tài)由屏幕顯示。將設(shè)定的工藝參數(shù)輸入電腦進(jìn)行溫度控制及記錄。

3.4 熱電偶布置

爐內(nèi)外側(cè)共布置24個(gè)測控溫度點(diǎn)，其中底部及距底部1 650 mm處分設(shè)12個(gè)點(diǎn)，相鄰兩控溫點(diǎn)間距滿足規(guī)范要求 （見圖3）。熱電偶選用K型，校驗(yàn)合格后使用，補(bǔ)償線采用銅—康銅型。

4 質(zhì)量保證措施

（1）建立兩器及分餾塔裙座整體熱處理質(zhì)量保證體系，嚴(yán)格控制，嚴(yán)格管理，管理責(zé)任落實(shí)到人。

（2）熱處理操作人員應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視熱處理設(shè)備溫差的告警信號，對于過程中出現(xiàn)的異常要及時(shí)處理，充分利用熱處理控溫設(shè)備的軟件監(jiān)視功能。

（3）兩器及分餾塔裙座在爐內(nèi)加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮，應(yīng)將處理的裙座放置在提前制作好的帶滾珠或滾軸的防變形鞍座上，以減小摩擦阻力，防止產(chǎn)生拘束應(yīng)力導(dǎo)致變形；必須嚴(yán)格規(guī)范熱處理工藝，確保裙座在熱處理時(shí)各部位溫差滿足工藝要求，控制溫差變形；必要時(shí)，裙座上下端增設(shè)防變形加強(qiáng)撐桿，防止熱處理過程中產(chǎn)生變形。

（4）做好各項(xiàng)HSE管理措施。

a.作業(yè)人員必須接受崗前安全教育。進(jìn)入現(xiàn)場作業(yè)要各負(fù)其責(zé)，遵守各自工種的安全操作規(guī)范，并相互檢查、提醒。明確各組的安全負(fù)責(zé)人。

b.腳手架搭設(shè)應(yīng)符合安全規(guī)范要求，架桿與爐體應(yīng)分離且不得與爐體的構(gòu)件接觸，防止由于爐體升溫造成腳手架不穩(wěn)定。

c.整個(gè)熱處理過程應(yīng)做好消防預(yù)防措施，消防通道暢通無阻；警戒區(qū)域內(nèi)無易燃易爆物品。

d.用電設(shè)備安全完好，專職電氣人員接線無誤并經(jīng)有關(guān)人員認(rèn)定電網(wǎng)合格后方能正式送電。加強(qiáng)施工過程中電網(wǎng)值班維修，以確保電網(wǎng)和人身安全，并確保整個(gè)熱處理過程連續(xù)供電。

e.未盡事項(xiàng)執(zhí)行國家有關(guān)工種安全操作規(guī)程。

5 結(jié)束語

通過嚴(yán)格管理及上述熱處理工藝對兩器一塔裙座進(jìn)行整體熱處理，熱處理過程安全平穩(wěn)，熱處理后裙座呈均勻的紅色，硬度檢測符合要求。兩器一塔的裙座整體熱處理取得了良好的效果。

［1］TSGR 0004-2009，固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].

［2］GB 150-1998，鋼制壓力容器[S].

［3］SH 3524-1999，石油化工鋼制罐、容器現(xiàn)場組焊施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S].

［4］JB 4708-2000，鋼制壓力容器焊接工藝評定[S].

［5］JB/T 4709-2000，鋼制壓力容器焊接規(guī)程[S].

Integral Heat Treatment Process for Skirt Bases of Large Scale Pressure Vessel in Guangxi Petrochemical Company

WU Jun（China Petroleum Seventh Construction Co.,Jiaozhou 266300,China），NIU Wei-tao

Integral treatment process for the skirt bases of regenerator,sedimentation device and fractioning tower,which are the core facilities of 350×104t/a heavy oil catalytic cracking equipment of 1000×104t/a Oil Refining Project in Guangxi Petrochemical Company,is described including the construction of heat treatment furnace,process parameter curves,process system and relevant quality guarantee measures.The results are perfect and the experience is useful for the integral heat treatment of other large scale pressure vessels.

pressure vessel;skirt base;integral heat treatment;heat treatment furnace

TE966 TG156

B

1001－2206（2011）05－0041－03

吳 俊 （1978-），男，云南昭通人，工程師，一級建造師。2002年畢業(yè)于西安石油學(xué)院焊接工藝與設(shè)備專業(yè)，一直從事石化工程建設(shè)焊接管理工作。

2010-10-25