組合式燒嘴及水冷壁盤管檢修工藝淺析

王鑫磊

（漳州開發(fā)區(qū)招商置業(yè)有限公司，福建 漳州 363122）

神華寧煤集團(tuán)50萬t/a煤基烯烴項(xiàng)目是寧夏銀川寧東煤化工基地的重點(diǎn)項(xiàng)目，也是目前世界上規(guī)模最大的煤基烯烴項(xiàng)目，其中間產(chǎn)品167萬t甲醇，最終產(chǎn)品50萬t聚丙烯，總投資約160億元人民幣，該項(xiàng)目采用5臺500MWth(日投煤量約2000噸)西門子GSP干煤粉氣化爐。5臺氣化爐處于4開1備狀態(tài)，需要根據(jù)運(yùn)行爐和備用爐的受損情況進(jìn)行計(jì)劃性檢修，平均每臺爐檢修周期為12天。

1 檢修前準(zhǔn)備工作

1.1 技術(shù)準(zhǔn)備

（1）資料方案準(zhǔn)備。收集氣化爐相關(guān)圖紙（總結(jié)構(gòu)圖、組合式燒嘴圖紙、水冷壁盤管圖紙），編制檢修方案、標(biāo)準(zhǔn)化檢修規(guī)程、焊接工藝卡及安全技術(shù)交底卡。

（2）檢修知識培訓(xùn)。氣化爐和燒嘴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、檢修的工序和工藝、焊接技術(shù)要求等，如鏡面反射焊、氬弧焊等專項(xiàng)培訓(xùn)。

（3）檢修前交底。確保檢修人員明確本次檢修的任務(wù)安排、節(jié)點(diǎn)工期、標(biāo)準(zhǔn)化檢修的要求、安全注意事項(xiàng)以及技術(shù)、質(zhì)量要求等，所有參加交底人員在交底卡上確認(rèn)簽字。

1.2 材料準(zhǔn)備

（1）焊接材料必須具有質(zhì)量證明書或產(chǎn)品合格證，配備標(biāo)準(zhǔn)的焊條烘干箱和恒溫箱。

（2）對業(yè)主提供的備品備件、密封墊片的型式和規(guī)格逐一核對，保證與原設(shè)計(jì)要求相同；墊片密封面應(yīng)光潔無污染、無機(jī)械損傷、銹蝕等缺陷；檢查錨固釘備件長度、釘頭錐度是否符合要求。

1.3 機(jī)具準(zhǔn)備

（1）組合式燒嘴檢修主要工具：逆變焊機(jī)、氬弧焊設(shè)備、砂輪磨光機(jī)、直磨機(jī)、液壓扳手、倒鏈、內(nèi)徑千分尺、打擊扳手。

（2）水冷壁盤管檢修主要工具：螺柱焊機(jī)、逆變焊機(jī)、氬弧焊設(shè)備、砂輪磨光機(jī)、直磨機(jī)、試壓泵、鋼角尺、手錘、壓力表。

2 組合式燒嘴及水冷壁盤管檢修工序與技術(shù)要求

2.1 組合式燒嘴檢修工序與技術(shù)要求

2.1.1 點(diǎn)火槍、點(diǎn)火燒嘴拆裝及修復(fù)

（1）點(diǎn)火槍、點(diǎn)火燒嘴的拆裝。拆卸與點(diǎn)火槍及點(diǎn)火燒嘴相連的附屬管線，利用廠房內(nèi)行車將點(diǎn)火槍及點(diǎn)火燒嘴緩慢從主燒嘴中拔出，擺放在燒嘴支架上，將所有拆卸的法蘭口采取封堵措施。

（2）檢查點(diǎn)火槍、點(diǎn)火燒嘴。檢查點(diǎn)火燒嘴冷卻水夾套是否有裂紋，氧氣分布器是否脫落，點(diǎn)火槍、點(diǎn)火氧氣噴射器是否完好，與槍體連接螺紋是否有咬死現(xiàn)象。

（3）點(diǎn)火燒嘴冷卻水夾套的修復(fù)、更換。使用直磨機(jī)將氧氣分布器外罩與氧氣分布器的焊點(diǎn)磨掉，拆除氧氣分布器外罩，做好氧氣分布器標(biāo)記，分三瓣切割拆除。

（4）按交底尺寸將燒損冷卻水夾套端面切下，將切割面打磨30°坡口。將新的冷卻水夾套端面按交底尺寸要求采用ERNiCrMo—13焊絲全氬弧焊接到切割面上，保證冷卻水夾套與主氧氣分布器端面間隙在0.25～0.30mm之間，焊接時(shí)，應(yīng)進(jìn)行精確定位，保證新冷卻水夾套與燒嘴的同心度在0.45～0.55mm之間。

（5）將氧氣分布器外罩復(fù)位并進(jìn)行點(diǎn)焊（8～10點(diǎn)），確保符合原尺寸要求，焊接牢固。

（6）點(diǎn)火燒嘴冷卻水夾套內(nèi)徑尺寸為40+0.5mm，采用內(nèi)徑千分尺進(jìn)行測量，焊接打磨完成后，將點(diǎn)火氧噴射器進(jìn)行試裝，與夾套內(nèi)壁無摩擦且整體裝入夾套后，視為夾套內(nèi)壁焊接尺寸合格。

（7）點(diǎn)火氧氣噴射器及內(nèi)螺紋修復(fù)、更換。對燒損的點(diǎn)火氧氣噴射器在焊縫處和內(nèi)螺紋接頭處進(jìn)行割除，對割口打磨至表面無毛刺為止。焊接新內(nèi)螺紋接頭，并確保同心度在0.05～0.15mm之間，最后將點(diǎn)火氧氣噴射器擰到內(nèi)螺紋上并進(jìn)行滿焊。

2.1.2 主燒嘴、燒嘴支撐拆裝

（1）主燒嘴、燒嘴支撐拆除。使用液壓扳手拆除主燒嘴與燒嘴支撐連接大法蘭螺栓，同時(shí)拆除主燒嘴與燒嘴支撐附屬管線。利用廠房內(nèi)行車依次將主燒嘴、燒嘴支撐吊入臨時(shí)保護(hù)支撐架中，將所有拆卸的法蘭口采取封堵措施。

（2）主燒嘴、燒嘴支撐安裝。利用行車與倒鏈配合依次將燒嘴支撐和主燒嘴復(fù)位，使用液壓扳手分3次緊固主燒嘴與燒嘴支撐連接法蘭。（1）對稱緊固4條螺栓進(jìn)行法蘭定位，扭矩值為緊固值的30%，然后依次對稱緊固；（2）緊固扭矩值為緊固值的60%并依次對稱緊固；（3）緊固扭矩值為緊固值的100%并依次對稱緊固，直至液壓扳手停止工作則緊固結(jié)束。

2.2 燃燒室水冷壁盤管檢修工序與技術(shù)要求

（1）水冷壁盤管(材質(zhì)：16Mo3，規(guī)格：Φ80×7.06mm)更換施工工序如下。

①標(biāo)識。根據(jù)檢修交底情況，在爐內(nèi)盤管需更換的范圍用記號筆做好標(biāo)識，并做好工序交接工作。

②割除。根據(jù)做好的標(biāo)識，從需更換盤管下方進(jìn)行切割，切割部位為兩盤管之間的翅板，第一排盤管切割完成后，用6mm厚鋼板制作一塊護(hù)板插入縫隙中并進(jìn)行固定，以防止切割打磨時(shí)產(chǎn)生的廢渣落到爐壁與管壁之間的空隙中。

③預(yù)制。在爐外進(jìn)行預(yù)制，坡口加工嚴(yán)格按照焊接工藝卡進(jìn)行，焊接采用全氬弧焊，焊接過程中要確保焊接質(zhì)量。

④安裝。將預(yù)制完成且焊口檢測合格的管線移至設(shè)備內(nèi)部由下往上逐根進(jìn)行安裝。特別要注意每次只能進(jìn)行單根管線的安裝，留出足夠的空間對固定口進(jìn)行檢測。在焊接固定口時(shí)，從背面開始焊接，采用鏡面焊接，然后再從前面進(jìn)行焊接，焊接最后一根管的時(shí)候需在管線兩端開橢圓形窗口，通過窗口對焊口背面進(jìn)行焊接，檢測合格后再將橢圓形蓋板與窗口焊接。

⑤焊口的檢測。所有預(yù)制口和固定口都需進(jìn)行100%的目視檢測、PT檢測以及RT射線檢測，其中PT檢測Ⅰ級合格，RT檢測Ⅱ級合格。安裝相鄰管線時(shí)，下一根管線焊口必須檢測合格。

⑥翅板的安裝。相鄰的2條管線之間安裝翅板，先將翅板點(diǎn)焊在管線上，然后再進(jìn)行連續(xù)焊接。

⑦錨固釘焊接。在盤管外壁采用專用螺柱焊機(jī)焊接錨固釘(材質(zhì)：310S，規(guī)格：φ10×17.5mm)，每排有4～5顆錨固釘，錨固釘橫向間隙為10mm，每米盤管錨固釘數(shù)量約300顆左右。焊接完成后，對錨固釘高度進(jìn)行檢查，要求錨固釘高于14mm。對于錨固釘焊接強(qiáng)度檢查，應(yīng)使用0.25kg手錘進(jìn)行自然敲擊，以錨固釘不脫落為合格。

⑧盤管試壓。使用試壓泵對水冷壁盤管進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力7.5MPa，保壓30min壓力無明顯下降、盤管無泄露為合格。

（2）盤管更換、焊接技術(shù)要求如下。

①在切割盤管時(shí)需將每排盤管縱向切割位置錯(cuò)開，以倒置的梯形為宜從而避免每排盤管焊縫處于同一垂直線上，要求每排焊縫間距大于200mm。由于爐內(nèi)焊接空間狹小，且為有障礙焊接，同時(shí)為了減少變形，當(dāng)有焊口焊接空間受限時(shí)均開天窗焊接；所開的橢圓型窗口的大小宜為150×60mm。

②為了確保管線的圓度，可以分段進(jìn)行安裝，正式安裝前應(yīng)將管段在爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼裝，兩管口錯(cuò)邊不應(yīng)大于1.6mm，拼裝合格后將需要焊接的盤管首尾點(diǎn)焊固定，確保在無應(yīng)力狀態(tài)下焊接。在兩管之間縱向插入一截翅板，并做垂直基準(zhǔn)線，以防止焊接的盤管發(fā)生變形。

③焊接要求。保持層間溫度180～300℃；焊接時(shí)采用不擺動或者小幅度擺動（≤2.5D）；清理坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污、飛濺及其它污物，保持坡口光滑，無毛刺；焊接時(shí)注意保持焊縫背面余高，盡量使之與母材保持齊平；定位焊長度宜為10～15mm，正式焊接時(shí)應(yīng)將定位焊上的異物磨掉，層間接頭應(yīng)錯(cuò)開，不應(yīng)出現(xiàn)起弧和收弧氣孔。

（3）水冷壁盤管錨固釘焊接修復(fù)如下。

①采用磨光機(jī)對燒損長度小于10mm的錨固釘進(jìn)行打磨，先將燒損錨固釘?shù)纳习氩扛畛傧蛳麓蚰?，舊錨固釘需預(yù)留1～2mm的高度，避免傷及盤管。

②如錨固釘燒損嚴(yán)重?zé)o法預(yù)留1～2mm可采取表面打磨方式進(jìn)行，打磨出金屬光澤，以傷及母材最小限度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)。若有傷及盤管的地方需標(biāo)明，用氬弧焊進(jìn)行修復(fù)。

③打磨完成的部位進(jìn)行100%PT檢測，檢測合格后使用專用螺柱焊機(jī)將新的錨固釘焊接在所打磨舊錨固釘?shù)挠噌斏希附右蠹皬?qiáng)度檢查按照前述要求執(zhí)行。

3 結(jié)語

GSP干煤粉氣化爐單系列檢修是以氣化爐本體檢修作為主線來控制總體檢修進(jìn)度和檢修工序，組合式燒嘴和燃燒室水冷壁盤管檢修工期緊湊、作業(yè)環(huán)境差、質(zhì)量要求高成為這條主線中的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。因此梳理檢修流程，總結(jié)檢修中的經(jīng)驗(yàn)和要點(diǎn)，過程中全面推行標(biāo)準(zhǔn)化檢修是提高檢修質(zhì)量和降本增效的必由之路。