煤化工氣化工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)*

張 蕊

(華陸工程科技有限責(zé)任公司)

煤化工氣化工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)*

張 蕊**

(華陸工程科技有限責(zé)任公司)

對(duì)煤化工氣化工藝流程、設(shè)備和安裝檢驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，強(qiáng)調(diào)了鋼材檢測(cè)、構(gòu)件集中預(yù)制、尺寸偏差矯正應(yīng)嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以確保煤化工氣化工藝安全、有效地工作。

煤化工 氣化工藝 鋼制結(jié)構(gòu)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占大約70 %份額，煤炭的大量使用對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，大力發(fā)展清潔型煤炭資源，不僅能解決我國(guó)石油能源短缺的問(wèn)題，同時(shí)能降低對(duì)環(huán)境的污染。煤轉(zhuǎn)化成清潔型資源需要經(jīng)過(guò)煤氣化工藝，煤在高溫且存在O2、H2等氣化劑的條件下，可轉(zhuǎn)化為合成氣燃料，這個(gè)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)需要精密的氣化設(shè)備，對(duì)設(shè)備自身的鋼結(jié)構(gòu)性能要求很高，需要具備重量小、承載壓力高等特點(diǎn)[1～3]。

因此，在了解氣化工藝過(guò)程的基礎(chǔ)上，對(duì)煤氣化技術(shù)工藝進(jìn)行系統(tǒng)性梳理，對(duì)推動(dòng)我國(guó)煤化工技術(shù)發(fā)展有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤化工氣化工藝特點(diǎn)

1.1結(jié)構(gòu)特征

氣化工藝設(shè)備對(duì)鋼質(zhì)量有硬性要求，所需的鋼材料量非常大[4，5]。一般工藝設(shè)備需要鋼量至少2 500t，各部件組裝工作難度較大，特別是對(duì)氣化爐的吊裝難度更大。在工藝設(shè)備組裝現(xiàn)場(chǎng)，一般會(huì)借助箱型柱，要求在不小于30m 的混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行安裝，該設(shè)備頂部高度大于50m。

1.2氣化工藝特點(diǎn)

氣化工藝系統(tǒng)(圖1)是煤氣化裝置的核心，包括許多輔助子系統(tǒng)。煤氣化的工藝方法有很多，常用的方法包括移動(dòng)床氣化、流化床氣化和氣流床氣化，這3種方法均已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化[5～8]。

1.3煤化工工藝步驟

煤化工工藝主要分為3個(gè)工業(yè)化階段(圖2)。

2 關(guān)鍵技術(shù)控制

2.1安裝施工要點(diǎn)

根據(jù)煤化工工藝要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)施工方案，按照行業(yè)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，確保工程實(shí)施質(zhì)量和安全性[5～7]。施工作業(yè)應(yīng)遵循由內(nèi)到外、由大到小的原則；根據(jù)預(yù)制、成片吊裝規(guī)范進(jìn)行安裝施工，可降低工程成本、減少工程驗(yàn)收時(shí)間，同時(shí)能保證鋼制管架以及設(shè)備的安裝質(zhì)量。

煤化工設(shè)備的安裝應(yīng)注意：在地面進(jìn)行構(gòu)件油漆涂刷；應(yīng)依據(jù)安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行構(gòu)件安裝；構(gòu)件安裝完成后，根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)梁柱表面進(jìn)行防火層作業(yè)。各構(gòu)件尺寸大小偏差應(yīng)依照規(guī)范進(jìn)行矯正。

2.2鋼材檢驗(yàn)

氣化工藝設(shè)備需求的鋼材要具備質(zhì)量證明書(shū)，檢驗(yàn)時(shí)可根據(jù)證明書(shū)鑒別真?zhèn)危逛摬男阅苜|(zhì)量達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求，還可按照國(guó)家行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取樣，化驗(yàn)分析，確保鋼材質(zhì)量過(guò)關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)要求：鋼材表面無(wú)疤痕、裂縫，縱向無(wú)分層、皺折。鋼材在出現(xiàn)少量銹跡、輕微劃痕情況下，應(yīng)保證鋼材破損厚度控制在負(fù)偏差值的一半以?xún)?nèi)，否則該鋼材要及時(shí)進(jìn)行更換[6～11]。

2.3偏差矯正

在現(xiàn)場(chǎng)施工的過(guò)程中，一般會(huì)出現(xiàn)鋼構(gòu)件尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸有一定偏差，這時(shí)應(yīng)對(duì)它進(jìn)行矯正，常用的矯正方法包括冷矯正和熱矯正[5～11]。不管是冷矯正和熱矯正，都應(yīng)使矯正后的鋼材達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，保證鋼材表面劃痕厚度控制在0.5mm以?xún)?nèi)，不能出現(xiàn)明顯的破損和凹凸現(xiàn)象，鋼材表面參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差見(jiàn)表1。

表1 鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差

氣化設(shè)備組裝時(shí)，會(huì)遇到鋼梁尺寸偏小的問(wèn)題，可實(shí)時(shí)接長(zhǎng)，方法包括坡口斜對(duì)接以及鋼板拼接等。當(dāng)采取鋼板拼接時(shí)，鋼制構(gòu)件在避開(kāi)節(jié)點(diǎn)的情況下，長(zhǎng)度一定要小于2.5m，當(dāng)鋼制構(gòu)件厚度小于14mm時(shí)，用剪板機(jī)對(duì)肋板剪切即可達(dá)到要求；當(dāng)鋼制構(gòu)件厚度大于16mm時(shí)，則采用自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行修剪鋼板長(zhǎng)度。

2.4焊接控制

對(duì)氣化工藝設(shè)備進(jìn)行焊接時(shí)，焊工應(yīng)該持證上崗，具備焊接專(zhuān)業(yè)工作的水平，合理選擇焊條牌號(hào)和規(guī)格，一旦焊接過(guò)程中焊縫表面有裂紋出現(xiàn)，必須及時(shí)找出原因，并按照質(zhì)量要求補(bǔ)焊，并定期進(jìn)行焊接質(zhì)量檢查。

2.5檢查驗(yàn)收

檢查的內(nèi)容有很多，包括安裝前定位軸線(xiàn)、基礎(chǔ)軸線(xiàn)和地腳螺栓位置進(jìn)行檢查，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工程設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)軸線(xiàn)位置、標(biāo)志以及基準(zhǔn)點(diǎn)位置要進(jìn)行清晰的標(biāo)識(shí)，逐項(xiàng)進(jìn)行檢查與驗(yàn)收，如若有不合規(guī)定的設(shè)計(jì)安裝，應(yīng)及時(shí)采取有效的補(bǔ)救措施，盡量避免鋼構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋、劃痕等損傷[7～11]。

2.6墊鐵的使用

一般在鋼結(jié)構(gòu)安裝完成并通過(guò)了驗(yàn)收后，要對(duì)大型的鋼架、鋼柱進(jìn)行墊鐵放置工作[7，8]。主要是為了確保大型設(shè)備在鋼柱的立筋軸線(xiàn)上，保證整個(gè)鋼架平穩(wěn)，業(yè)內(nèi)要求鋼架水平與標(biāo)高偏差要小于2mm，以保證整個(gè)鋼制設(shè)備各鋼件在水平軸線(xiàn)上穩(wěn)定連接、組裝，避免高低不平導(dǎo)致氣化工作效率低下，乃至出現(xiàn)工藝質(zhì)量問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)煤氣化工藝流程、方法和特點(diǎn)進(jìn)行研究，提出了各施工部門(mén)應(yīng)具備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)、確保鋼制材料質(zhì)量、嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)和安裝的觀點(diǎn)。煤化工氣化工藝設(shè)備的投入使用，能大幅提高煤氣化效益，在滿(mǎn)足清潔能源供應(yīng)需求的同時(shí)保障了我國(guó)能源戰(zhàn)略安全。

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**張 蕊，女，1982年10月生，工程師。陜西省西安市，710065。

*國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2009ZX05038 002)。

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