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b.热处理温度下恒温时间:
1.5小时
c.升温速率:
300℃以下,自然升温
300℃以上,控制在40~80℃/h
在300℃以上升温和降温阶段,球壳表面上相邻两侧温点温差不超过100℃。
d.降温速率:
300℃以上温度降率控制在30~50℃/h
300℃以下,自然冷却
4.1工艺流程(见流程图1)
4.2装置
4.2.1加热系统
由喷嘴、液化气燃烧器、点火器及内外套筒等组成
a.喷嘴:
油喷嘴为热处理核心设备。
采用外购产品,喷嘴安装在下级人孔处,安装后必须以试烧以检验喷嘴的性能,在试验过程中,调好油与压缩空气的配合比(喷嘴结构见结构示意图8)。
b.燃烧器:
一般为自制,它是环形点火器,起保证雾化油连续,均匀、稳定燃烧的作用。
c.辅助加热系统
对于2000m3球罐,必须在下级板拼缝上布置8~12块吸磁式红外线电加热器(见布置图6),对下级板进行辅助加热,辅助加热系统由电源、电缆、加热板、控制柜组成。
4.2.2供油系统
由油泵、贮油槽、过滤器、转子流量计、调节阀等组成。
油槽的储油量为3.5t,在油槽出口处,加100目的油过滤网,油泵两台,一台为备用泵,油泵出口设置回流管,在油泵出口的旁通阀上设置1000L/h小时的玻璃转子流量计。
热处理用油量、风压由热工计算结果确定。
4.2.3供气系统
供气系统由液化气缓冲罐、气瓶减压、调节阀、压力表组成。
4.2.4供风系统:
由5立方米/分钟空压机、缓冲罐及气包组成。
供风系统的作用是送出雾化风以及液化气燃烧用风,风压控制及稳定燃烧时风压控制见计算雾化风压值。
4.2.5排烟系统
排烟系统由烟囱,手控蝶阀、外设CO2、蒸气盘管装置组成,在热处理过程中,应随时调节蝶阀的角度,以满足升温、恒温、降温各阶段的需要。
4.2.6保温系统
保温系统由保温材料,纵向拉条,横向拉条,保温钉组成。
保温被由无碱、有碱超细玻璃棉和六角铁丝网制成。
其规格为1×
1.5m和1×
1m万块,其厚度为120mm,保温材料保证能耐最高热处理温度和保证其外表面温度不大于60℃,保温层应紧贴在球表面,局部间隙不大于20mm,接缝严密。
人孔、接管、连接板均应保温,柱腿从支柱与球壳连接缝下端起向下1m长度范围内应进行保温,保温层制作为安装详见制作图2。
4.2.7测温系统
由长图记录仪器二台,热电偶30只,补偿导线1500m,交流稳压器,便携式表面温度计等组成,长图记录仪、热电偶、补偿导线应匹配,热电偶接线座与补偿导线联接部位应用绝缘胶布包紧,补偿导线应作妥善固定,且不应埋在保温材料下面。
热电偶使用前应校验,精度达到记录基础误差±
1%,在记录仪记录同时,也需手工记录,测温点的分布和热电偶固定方法见布置图3、4。
4.2.8支柱移动部位
由30吨千斤顶、移动支架、测距指针组成,指针焊在支柱底板上,在基础上画刻度,以测量位移量。
支柱移动同时,配合拉杆的松紧工作。
热处理结束后,应及时调整支柱的垂直度,在热处理过程中,温度每变化100℃应调整一次,移动柱脚时,应平稳缓慢,保证垂直度,支柱移动量如下:
温度区间(℃)
0-100
100-200
200-300
300-400
400-500
500-600
柱腿移动累积量(mm)
15.7
31.4
47.1
62.8
78.5
94.2
D×
a×
△tD:
球罐内径
根据近似公式(L=———————)计算而得a:
16MnR热膨胀系数
2△t:
温差
5.热处理前的准备工作
5.1组织质保体系人员、甲方代表、监检单位共同对球罐的组装、焊接进行检查,其结果应符合设计和规范要求。
5.1.1与球体有关的焊接工作全部完毕,并有检验部门(包括无损检验)合格报告。
5.1.2焊接后的球罐椭圆度,焊缝错边量、角变形、焊肉余高和表面打磨质量符合规范要求。
5.1.3罐内应清扫干净,接管用盲板封闭,松开地脚螺栓和拉杆,将各支柱垂直度调整合格,并在每个支柱底板与基础滑板之间装设支柱位移指示器,基础滑板表面应光滑平整,交涂抹黄油,支柱底板上的螺检孔和螺栓之间有足够的位移量。
5.1.4将产品焊接试板对称布置在赤道线外侧,并与球壳板贴紧,使之接触良好,间隙处用铝丝充实,具体固定方式见图9。
5.1.5热电偶按图3、4要求,应焊接固定完毕。
5.2热处理工装系统要全部安装到位,按甲方认可的平面布置国产来进行就位,并事先调试和试烧合格。
5.3热处理机具材料要备齐,对受潮保温被必须晒干后,才能使用。
5.4安全消防工作要落实到位,除常规的安全防火、防雨措施外,还要按甲方针对现场不安全因素的要求补充的“热处理安全防范措施”进行检查。
5.5掌握热处理前的48小时内的天气预报,确保无雨无大风,并保证48小时内阻火气源和施工用电不断。
5.6热处理前要办特殊动火证,并通知甲方总部、车间和施工单位的安全消防部门人员到位,并经气体分析合格后,才能点火。
6.1点火
6.1.1将烟囱上蝶阀全开
6.1.2打开液化气分包上阀门,启动空压机,先对球罐内部进行吹扫,吹扫完毕后,让空气缓冲罐内压力稳定在0.2MPa,分气包压力稳定在0.1MPa,先找开液化气燃烧器的进风阀,再找开液化气阀,压力稳定在0.03MPa。
用点火器(即单头烤把)占燃液化气燃烧器,紧接着找开压缩空气阀,先调到最小风压0.2MPa,再打开喷嘴送油阀,油压调到0.2MPa,注意点火时一定要先打开燃烧器风阀,再打开液化气阀,以防爆燃。
6.2升温:
按2000m3球罐热处理曲线图4和图5操作。
调节喷嘴的油阀和风阀,注意火焰的颜色,保持中焰,300℃前注意调节,缩小温差,300℃后根据升温速度逐渐加大油量,灵活调节风、油比,使升温速度控制在20-60℃/h之间,升温时应先加风后加油,防止正压反喷,出现反喷应立即减少油量和液化气量,一旦熄火,应用雾化剂将罐内吹净,再行点火。
6.3恒温
当温度达到625℃±
25℃之间时,重新调节风油比,减少供油量,控制球体任何一点温度均在恒温温度范围内,温差大时,可使火焰缩短,加大液化气火焰,也可开大烟囱蝶阀,按热处理曲线1000m3恒温1.5小时。
6.4降温:
按热处理曲线操作
降温时,应先减油,后减风,将火焰熄灭,关闭烟囱和其它所胡进气口,及时观察温度下降速度,控制在30-50℃/h之间,温度降至300℃以下时,打开烟囱蝶阀,燃烧器停止工作,罐在空气中自然冷却。
6.5注意操作事项
6.5.1点火时一定要先点燃点火器(即:
自制的单头烤把)再打开燃烧器的液化气阀点火。
6.5.2升温时,先加风,后加油,如风和油的配比不协调,会造成反喷现象;
如风压突然降低,燃油突然增加,由于风压降低或风量减少造成人孔附近压力降低,致使球罐上部的火焰和烟气压向下,人孔附近从而产生正压反喷现象;
或在喷嘴点着时,一开始就使用大火焰,也易出现反喷现象。
产生正压反喷时,只要燃烧器不灭,应立即适当减少油量,增大风量,当罐内形成稳定的燃烧气流循环时,反喷就消失,如果燃烧器被熄灭,要立即将燃油和液化气停止供应,按程序重新点火。
6.5.3降温时,要调小火焰,应先减油,后减风。
7.1劳动力组合:
项目队长:
1人技术负责人:
1人安全监督:
2人
供油:
2人供气:
2人供风:
操作:
2人保温层维护:
4人火焰监控:
电工:
2人仪表工:
1人工艺控制:
支柱移动:
4人备用车:
1人测温记录:
生活服务:
2人警戒:
1人
合计:
34人
7.2岗位细则
7.2.1工艺控制岗位
由负责热处理的技术人员担任,严格控制热处理工艺过程,要按方案要求进行,并随时解决热处理过程中发生的各种技术问题。
7.2.2调节操作岗位
负责整个热处理过程中的操作控制,随时检查油、风、气各系统的供给情况,精心调节控制台上油、风、气的压力,保证工艺曲线的正确性,为缩小球壳壁温差,在低温阶段,加大雾化剂压力和燃油压力,在罐内大量传热,以提高罐内温度来改善辐射、传导效果,在打点记录阶段(300℃以上)调控烟囱蝶阀,减缓烟气的排放量,促使烟气向下循环。
7.2.3供油、气岗位
负责油、气的正常、连续供应,经常检查油、气压力以及有无泄漏。
7.2.4供风岗
保证按要求的压力政党供风。
7.2.5火焰监控岗
负责点火、火焰监控及蝶阀调节,密切与控制台岗位配合,及时进行火焰调整。
7.2.6测温记录岗
负责测温装置在热处理过程中正常工作,并根据仪器打出的数据,按时做好手工记录,对记录结果加以统计分析,及时向工艺控制人员反映。
7.2.7保温层岗位
在热处理过程中,随时检查保温情况和保温效果,并及时处理保温层局部开口与未贴紧现象,对试板部分的保温尤其要注意。
7.2.8支柱移动岗位
在热处理过程中,按温度和时间要求,进行支柱的移动工作,移动时应注意拉杆的松紧程度,并保证支柱的垂直度,同时做好位移记录。
7.2.9安全监督岗
热处理过程中巡回检查油、气、电器设施以及周围的不安全因素,与现场指挥密切配合,及时消除事故隐患。
8.1热处理工艺曲线检查
检查热处理工艺曲线是否在热处理工艺要求范围内。
8.2产品试板的机械性能试验
通用产品试板机械性能试验结果来间接地反映热处理效果,具体内容应符合
GBJ150-98。
9.1在经理部以质保师为首的球罐质保体系的领导下,对热处理全过程进行质量控
制。
9.2热处理前,热处理责任师应将方案向班组进行详细技术交底。
9.3热处理前,经理部要组织一次质量大检查,对热处理的各项准备工作认真检查、整改。
9.4热处理过程中,各岗位要认真操作,互相协调,互相配合,服从统一指挥。
9.5热处理结束后,要认真进行效果评定工作。
10.安全保证措施(针对性的安全防火措施另编写)
10.1球罐周围要设置可靠的防火墙,并在现场周围布置若干消防灭火器材。
10.2热处理前,应申办特殊动火证,并要求厂方安全部门派人现场监护。
10.3热处理前,应向班组进行详细的安全交底
10.4各岗位操作人员必须熟悉操作要求,热处理过程中,不得擅自离开岗位。
10.5热处理现场应设安全警戒线,应挂严禁吸烟牌,安全员应对全过程进行监护。
10.6人孔下方应派经验丰富的操作人员操作,防止正压反喷现象。
10.7厂方消防部门派人及泡沫消防车现场值班,确保安全。
10.8非操作人员严禁进入警戒区内。
10.9球罐周围液化气装置还应打开喷淋装置。
10.10罐内尽量不存气或少装气。
10.11操作人员在热处理时,不能放空或有任何泄漏排放要严格检查。
11.机具及主要材料计划表
序号
名称
规格
数量
备注
1
油喷嘴
GD5.6×
9
1只
2
液化气燃烧器
2只
自制
3
点火器
4
内外套筒
5
贮油槽
2m×
1.5m×
1.5m
6
油过滤器
Dg40
7
齿轮油泵
ZCY-11/14.5
外购
8
控制台
1台
玻璃转子流量计
1000L/h
10
液化气
0.5吨
11
O#柴油
10吨
12
液化气分气包
0.5m3
13
空气缓冲罐
φ1m×
高2m
库存
14
空气分气包
φ1.2m×
长2.3m
15
空压机
W-9/TDY
调入
16
烟囱
φ500×
2000
17
手控蝶阀
φ480
18
减压阀
自动调节
19
截止阀
J11W-16/Dg50
20
J11W-16/Dg40
3只
21
J11W-16/Dg25
11只
22
J11W-16/Dg20
8只
23
压力表
Y-1000.6MPa
4只
24
长图记录仪
XWT-300
25
热电偶
WRN-0.10
30支
26
补偿导线
WRN2×
2.5
1500m
27
表面测温仪
数字显示式
1块
28
交流稳压器
29
千斤顶
30T
30
支柱移动支架
20#槽钢
12只
31
看火镜
带框1×
32
CO2和干粉灭火器
手提式
各15支
33
红外线电加热器
5KW110V
35块
34
六角铁丝网
宽1m
3000m3
35
热电偶固定螺栓螺母
M16×
40
100套
36
有碱超细玻璃棉
60m3
60kg/m3
37
无碱超细玻璃棉
38
细铁丝
60kg
39
铁丝
8#
1600m
扁铁
-30×
3/A3
4000m
41
圆铁
φ16/A3
250m
42
槽钢
[10
8m
43
[20
35m
44
电焊条
T427/φ2.5
40Kg
45
T427/φ4.0
46
钢管
φ45×
3.5/20#
60m
47
φ25×
3/20#
80m
48
φ32×
49
棉手套
10付
50
墨镜
4付
51
手电筒
3把
52
圆钢
φ10
30m
53
橡皮电缆线
3×
10mm2
300m
54
单股铜芯线
25mm2
55
铜芯线
10mm2
200m
56
加热板插件
40套
57
总电源电缆
95mm2
原有
58
温控柜
59
塑料铝芯线
100m
60
碘钨灯架
1000w
30个
61
碘钨灯管
20支
62
橡皮线
2×
1.5mm2
63
φ12
20m
64
角钢
ㄥ40×
40×
15m
12.1原始数据
球内径:
d1=15700mm
球外径:
d2=15796mm
壳板厚:
δ1=48mm
绝热层厚:
δ2=120mm
绝热层外径:
d3=16036mm
环境温度按:
t空=20℃计
球体(包括柱腿)重量:
W=329t
绝热层外表面积:
P=4π×
(7.85+0.048+0.12)2=807.87m2
隔热层容重:
P绝=60Kg/m3
绝热材料重量:
G绝=π/6(d3-d2)P绝=π/6×
(16.0363-15.7963)×
=5730.1kg
另加柱腿部分绝热层总重取:
G绝=6400Kg
12.2球壳板升温所需热量Q1(kcal/h)
Q1=W×
C×
△t(W:
球罐重量;
t:
球壳板升温速度;
C:
16MnR板材比热)
计算结果如下:
升温区间℃
升温速度(kcal/h)
比热(kcal/kg.℃)
计算式
Q1(kcal/h)
20-100
0.115
32900×
0.115×
151×
104
227×
0.125
0.125×
164.5×
246.8×
0.133
0.133×
175×
262.5×
0.145
0.145×
143×
190.8×
0.162
0.162×
106.6×
159.9×
0.180
0.180×
118.4×
117.7×
600-650
0.192
0.192×
63.2×
恒温
12.3球壳板及绝热层传热损失热量Q2(kcal/h)
t板–t空
由Q2=-----------------------------------------------
(δ1/λ1F1)+(δ2/λ2F2)+(1/Fa空)
式中:
t板:
球壳板温度℃
t空:
周围空气温度℃
δ1:
球壳厚度m
δ2:
绝热层厚度m
λ1:
16MnR板导热系数:
kcal/m2.h.℃
λ2:
绝热材料导热系数:
Fa空:
绝热层外表面对空气的散热系数:
cal/m2.h.℃
F1:
球壳板核算传热面积(取几何平均值)
F1=πd1.d2=3.14×
15.7×
15.796≈779m2
F2:
绝热层核算传热面积(取几何平均值)
F2=πd2.d3=3.14×
15.796×
16.036≈795m2
温度
符号
计算式
Q2(kcal/h)
Q2
100
-----------------------------------------------0.048/43.92×
779+0.12/0.039×
795+1/1255×
7.26
0+2
---------------×
1×
200
200-20
-----------------------------------------------
0.048/41.04×
779+0.12/0.0496×
8.1
5.8×
2+5.8
3.9×
300
300-200
0.048/37.8×
779+0.12/0.0604×
8.88
10.8×
200-3000
5.8+10.8
8.3×
400
400-20
779+0.12/0.0712×
9.48
17.27×
10.8+17.27
----------------×
14×
500
500-20
0.048/30.96×
779+0.12/0.082×
10.14
24.74×
17.27+24.74
21×
600
600-20
0.048/28×
779+0.12/0.0932×
10.72
34.1×
24.74+34.1
29.42×
约600恒温时Q2
12.4球壳内壁温度:
t1
Q2δ
t1=t2+——————
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