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公司，山東膠州 266300）

文章介紹了廣西石化1 000萬t/a煉油項目350萬t/a重油催化裂化裝置的核心設備——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)，以及相關的質量保證措施，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。

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煉油項目350萬t/a重油催化裂化裝置的核心設備再生器、沉降器及分餾塔均分片到現(xiàn)場進行組焊，設計要求進行焊后熱處理。3臺設備的裙座由于尺寸較大，也是分片到現(xiàn)場進行組焊，按圖紙要求需要對焊縫進行焊后熱處理。為了保證良好的焊縫質量，采用爐內電加熱法對以上3臺設備的裙座進行整體熱處理。3臺設備裙座設計參數(shù)如下：

再生器裙座外徑8 720 mm，高度1 200 mm，材質為20R，總質量16 826 kg。

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

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

1 熱處理爐搭建

1.1 熱處理爐基礎的施工

熱處理爐基礎為正方形，邊長14 m，地基平整后采用蛙式打夯機夯實至少3遍，基礎采用C20混凝土澆筑，澆筑厚度為150 mm。基礎在澆筑時做1∶1 000坡度，并在基礎周向外1 m設排水溝，以利于雨天排水。熱處理爐爐體搭建前，基礎混凝土強度應達到設計值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)鋼架結構爐，高溫下不變形。現(xiàn)場拼裝前需根據(jù)爐體尺寸搭設合適的腳手架。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。由于塔體材質的特殊性及嚴格工藝要求，在爐體上下端各設6個孔徑為200 mm的空氣對流傳熱孔，以確保升降溫滿足技術要求。保溫材料全部選用保溫性能好、導熱系數(shù)低的硅酸鋁纖維針刺毯，保溫層敷設厚度為150 mm，爐內保溫層接縫之間應錯開至少100 mm。

2 熱處理工藝參數(shù)及曲線

（1）升溫時，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，升溫速度應保持均衡，加熱區(qū)內任意5 000 mm長度內的溫差不得大于120℃。

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

（3）降溫時，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算，熱處理爐采用NJ型框架式加熱器72片，總功率720 kW。爐內電加熱器的布置固定應盡量做到溫差最小，底部布置36片，側部布置36片，爐內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 熱處理爐內鞍座布置

爐內設置六組鞍座，用于支撐裙座，并在鞍座中間加設帶滾動鋼珠的鋼板，以便裙座在熱處理過程中能夠自由地熱脹冷縮，防止因外力的束縛發(fā)生危險或在內部產(chǎn)生應力。

3.3 溫控柜設置

整體熱處理控溫設備采用國內最先進的DWK-A2型電腦控制設備5臺，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。將設定的工藝參數(shù)輸入電腦進行溫度控制及記錄。

3.4 熱電偶布置

爐內外側共布置24個測控溫度點，其中底部及距底部1 650 mm處分設12個點，相鄰兩控溫點間距滿足規(guī)范要求 （見圖3）。熱電偶選用K型，校驗合格后使用，補償線采用銅—康銅型。

4 質量保證措施

（1）建立兩器及分餾塔裙座整體熱處理質量保證體系，嚴格控制，嚴格管理，管理責任落實到人。

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

（3）兩器及分餾塔裙座在爐內加熱時會產(chǎn)生熱脹冷縮，應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)生拘束應力導致變形；必須嚴格規(guī)范熱處理工藝，確保裙座在熱處理時各部位溫差滿足工藝要求，控制溫差變形；必要時，裙座上下端增設防變形加強撐桿，防止熱處理過程中產(chǎn)生變形。

（4）做好各項HSE管理措施。

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

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

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

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

e.未盡事項執(zhí)行國家有關工種安全操作規(guī)程。

5 結束語

通過嚴格管理及上述熱處理工藝對兩器一塔裙座進行整體熱處理，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)場組焊施工工藝標準[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)于西安石油學院焊接工藝與設備專業(yè)，一直從事石化工程建設焊接管理工作。

2010-10-25