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煤化工氣化工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)

文檔作者：張蕊料文檔來源：華陸工程科技有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月08日
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第43卷第5期化工機械685
煤化工氣化工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)辜
張蕊料
(華陸工程科技有限責任公司)
摘要對煤化工氣化工藝流程、設(shè)備和安裝檢驗進行簡要說明。強調(diào)了鋼材檢測、構(gòu)件集中預制、尺寸
偏差矯正應嚴格按照行業(yè)規(guī)范和標準進行，以確保煤化工氣化工藝安全、有效地工作。
關(guān)鍵詞煤化工氣化工藝鋼制結(jié)構(gòu)
中圈分類號TQ051．5 文獻標識碼B 文章編號0254-6094(2016)05-0685-03
據(jù)統(tǒng)計，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占大約70％
份額，煤炭的大量使用對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重污
染。借助先進的科學技術(shù)，大力發(fā)展清潔型煤炭
資源，不僅能解決我國石油能源短缺的問題，同時
能降低對環(huán)境的污染。煤轉(zhuǎn)化成清潔型資源需要
經(jīng)過煤氣化工藝，煤在高溫且存在0：、H：等氣化
劑的條件下，可轉(zhuǎn)化為合成氣燃料，這個化學反應
的實現(xiàn)需要精密的氣化設(shè)備，對設(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‘1—3。
因此，在了解氣化工藝過程的基礎(chǔ)上，對煤氣
化技術(shù)工藝進行系統(tǒng)性梳理，對推動我國煤化工
1 煤化工氣化工藝特點
1．1 結(jié)構(gòu)特征
氣化工藝設(shè)備對鋼質(zhì)量有硬性要求，所需的
鋼材料量非常大H’5 o。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，特別是對氣
化爐的吊裝難度更大。在工藝設(shè)備組裝現(xiàn)場，一
般會借助箱型柱，要求在不小于30m的混凝土結(jié)
構(gòu)上進行安裝，該設(shè)備頂部高度大于50m。
1．2氣化工藝特點
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床氣化、流化床氣化和氣
技術(shù)發(fā)展有重要的現(xiàn)實意義。流床氣化，這3種方法均已實現(xiàn)工業(yè)化‘卜8。。
<二氣化工藝系纏二>
‘ l I I ●
I氣化爐燒嘴系統(tǒng)Ⅱ開工及點火燒嘴系綢合成氣系統(tǒng)灰渣池lI氣化蒸汽
I(氧氣供應系統(tǒng))Il 《i受體燃料系統(tǒng))I ．?；到y(tǒng)) (灰渣脫除系統(tǒng))H，水系統(tǒng)
圖1 氣化工藝系統(tǒng)組成示意圖
1．3煤化工工藝步驟
煤化工工藝主要分為3個工業(yè)化階段(圖
2)。
醇醚類(甲醇、DME)。
煤一合成氣一蓑萎攔鬟氣秈，一游產(chǎn)品
其他(H：、H：IN：)
圖2煤化工工藝步驟
2關(guān)鍵技術(shù)控制
2。1 z安裝施工要點
根據(jù)煤化工工藝要求和現(xiàn)場實際情況，設(shè)計
施工方案，按照行業(yè)規(guī)定和標準進行安裝，確保工
程實施質(zhì)量和安全性"。1。施工作業(yè)應遵循由內(nèi)
到外、由大到小的原則；根據(jù)預制、成片吊裝規(guī)范
進行安裝施工，可降低工程成本、減少工程驗收時
}國家科技重大專項(2009ZX050381002)。
}·張蕊，女，1982年lO月生，工程師。陜西省西安市。710065。
萬方數(shù)據(jù)
686 化工機械2016年
間，同時能保證鋼制管架以及設(shè)備的安裝質(zhì)量。
煤化工設(shè)備的安裝應注意：在地面進行構(gòu)件
油漆涂刷；應依據(jù)安裝工程設(shè)計規(guī)范進行構(gòu)件安
裝；構(gòu)件安裝完成后，根據(jù)規(guī)范標準對梁柱表面進
行防火層作業(yè)。各構(gòu)件尺寸大小偏差應依照規(guī)范
進行矯正。
2．2鋼材檢驗
氣化工藝設(shè)備需求的鋼材要具備質(zhì)量證明
書，檢驗時可根據(jù)證明書鑒別真?zhèn)危逛摬男阅苜|(zhì)
量達到工程設(shè)計要求，還可按照國家行業(yè)規(guī)范標
準進行取樣，化驗分析，確保鋼材質(zhì)量過關(guān)。標準
要求：鋼材表面無疤痕、裂縫，縱向無分層、皺折。
鋼材在出現(xiàn)少量銹跡、輕微劃痕情況下，應保證鋼
材破損厚度控制在負偏差值的一半以內(nèi)，否則該
鋼材要及時進行更換帕““。
2．3偏差矯正
在現(xiàn)場施工的過程中，一般會出現(xiàn)鋼構(gòu)件尺
寸與標準尺寸有一定偏差，這時應對它進行矯正，
常用的矯正方法包括冷矯正和熱矯正"“川。不
管是冷矯正和熱矯正，都應使矯正后的鋼材達到
應用標準，保證鋼材表面劃痕厚度控制在0．5mm
以內(nèi)，不能出現(xiàn)明顯的破損和凹凸現(xiàn)象，鋼材表面
參數(shù)標準偏差見表l。
表1 鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)標準偏差
項目允許偏差
零件寬度和長度／mm
切割面平面度／(o)
孔距／mm
一3．O一3．O
0．05—2．00
—0．5一O．5
氣化設(shè)備組裝時，會遇到鋼梁尺寸偏小的問
題，可實時接長，方法包括坡El斜對接以及鋼板拼
接等。當采取鋼板拼接時，鋼制構(gòu)件在避開節(jié)點
的情況下，長度一定要小于2．5m，當鋼制構(gòu)件厚
度小于14mm時，用剪板機對肋板剪切即可達到
要求；當鋼制構(gòu)件厚度大于16mm時，則采用自動
切割機進行修剪鋼板長度。
2．4焊接控制
對氣化工藝設(shè)備進行焊接時，焊工應該持證
上崗，具備焊接專業(yè)工作的水平，合理選擇焊條牌
號和規(guī)格，一旦焊接過程中焊縫表面有裂紋出現(xiàn)，
必須及時找出原因，并按照質(zhì)量要求補焊，并定期
進行焊接質(zhì)量檢查。
2．5檢查驗收
檢查的內(nèi)容有很多，包括安裝前定位軸線、基
礎(chǔ)軸線和地腳螺栓位置進行檢查，根據(jù)行業(yè)標準
和工程設(shè)計規(guī)范，對軸線位置、標志以及基準點位
置要進行清晰的標識，逐項進行檢查與驗收，如若
有不合規(guī)定的設(shè)計安裝，應及時采取有效的補救
措施，盡量避免鋼構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋、劃痕等損
傷‘7川1。
2．6墊鐵的使用
一般在鋼結(jié)構(gòu)安裝完成并通過了驗收后，要
對大型的鋼架、鋼柱進行墊鐵放置工作oL引。主
要是為了確保大型設(shè)備在鋼柱的立筋軸線上，保
證整個鋼架平穩(wěn)，業(yè)內(nèi)要求鋼架水平與標高偏差
要小于2ram，以保證整個鋼制設(shè)備各鋼件在水平
軸線上穩(wěn)定連接、組裝，避免高低不平導致氣化工
作效率低下，乃至出現(xiàn)工藝質(zhì)量問題。
3結(jié)束語
通過對煤氣化工藝流程、方法和特點進行研
究，提出了各施工部門應具備相應的專業(yè)經(jīng)驗、確
保鋼制材料質(zhì)量、嚴格遵循行業(yè)標準和規(guī)范進行
檢驗和安裝的觀點。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，在滿足清潔能源供
應需求的同時保障了我國能源戰(zhàn)略安全。
參考文獻
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(下轉(zhuǎn)第700頁)
萬方數(shù)據(jù)
700 化工機械2016年
3應用效果
3。1 技術(shù)參數(shù)
手持式換熱器高壓水射流清洗裝置的供水高
壓泵壓力為50—70MPa，可產(chǎn)生流速大于200m／s
的噴射水柱，待清洗的換熱器管長度為6m，公稱
直徑25mm，清洗前進速度為0．5m／s，后退速度為
1．Om／s，電機功率為50kW。
3．2結(jié)果分析
選用人工手持高壓水射流水管對高壓水射流
換熱器污垢進行清洗，以每天清洗300根換熱器
管計算，需要5名工作人員，清洗有效工作時間
6h，每天耗電6 x 80kW·h，人工費每人每天200
元，電費1元／(kW·h)，清洗裝置投資費用100
萬元，拆舊維修費用lO萬元，運行成本80萬元，
年總成本190萬元，清洗成本每根4．93元。
選用手持式換熱器高壓水射流清洗裝置對換
熱器污垢進行清洗，以每天清洗300根換熱器管
計算，需要兩名工作人員，清洗有效工作時間7h，
每天耗電7×120kW·h，人工費每人每天100元，
電費1元／(kW·h)，清洗裝置投資費用105萬
元，拆舊維修費用12萬元，運行成本60萬元，年
總成本177萬元，清洗成本每根3．47元。
由于化學清洗對換熱器清洗會造成一定的污
染，不適合企業(yè)環(huán)保發(fā)展的趨勢，因此，在此不進
行比較。
通過上述計算對比可以發(fā)現(xiàn)，采用手持式換
熱器高壓水射流清洗裝置清洗換熱器管程可以節(jié)
省勞動力，提高勞動效率，降低勞動成本，每年節(jié)
約成本13萬元，單根管程清洗費用降低1．46元。
同時，換熱器管所結(jié)污垢可以很好地被清除，清除
率高達99％；能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高、自動化程度高、
無污染的高效率清洗作業(yè)H J。
4 結(jié)束語
筆者在廣泛調(diào)研和試驗的基礎(chǔ)上，吸收國內(nèi)
外高壓水射流清洗換熱器管程的經(jīng)驗，在我國對
環(huán)境保護要求愈發(fā)嚴格的大前提下，參考各類文
獻資料，設(shè)計了一種手持式換熱器高壓水射流清
洗裝置，該裝置具有操作簡單、清洗效率高、安全
環(huán)保無污染及自動化程度高等優(yōu)點。該裝置已成
功應用于某大型石化企業(yè)的換熱器清洗作業(yè)中，
并且能夠滿足換熱器清洗作業(yè)時性能指標的要
求。實踐證明，筆者設(shè)計的手持式換熱器高壓水
射流清洗裝置在實際應用中是完全可行的。
參考文獻
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(收稿13期：2015—10-09，修回Et期：2015—11—19)
(上接第697頁)
4．4加強綜合治理，對該鍋爐高溫過熱器蛇形
管部位進行系統(tǒng)熱分布的檢測，通過各組各排彎
管顏色、氧化皮形態(tài)、管徑的變化、抽樣割管檢測
以及金相分析等方法，掌握了過熱器蛇形管超溫
過熱的范圍并配合工藝、設(shè)計和制造維護各專業(yè)
部門提出合理的整改方案，通過變更材料、改變結(jié)
構(gòu)和煙氣流的分布，改進了供水質(zhì)量，至今再未發(fā)
生爆管事件。
(收稿日期：2015-12-08) </二氣化工藝系纏二>

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