煤化工气化工艺与设备的关键技术*

张 蕊

(华陆工程科技有限责任公司)

煤化工气化工艺与设备的关键技术*

张 蕊**

(华陆工程科技有限责任公司)

对煤化工气化工艺流程、设备和安装检验进行简要说明，强调了钢材检测、构件集中预制、尺寸偏差矫正应严格按照行业规范和标准进行，以确保煤化工气化工艺安全、有效地工作。

煤化工 气化工艺 钢制结构

据统计，煤炭在我国能源结构中占大约70 %份额，煤炭的大量使用对生态环境造成了严重污染。借助先进的科学技术，大力发展清洁型煤炭资源，不仅能解决我国石油能源短缺的问题，同时能降低对环境的污染。煤转化成清洁型资源需要经过煤气化工艺，煤在高温且存在O2、H2等气化剂的条件下，可转化为合成气燃料，这个化学反应的实现需要精密的气化设备，对设备自身的钢结构性能要求很高，需要具备重量小、承载压力高等特点[1～3]。

因此，在了解气化工艺过程的基础上，对煤气化技术工艺进行系统性梳理，对推动我国煤化工技术发展有重要的现实意义。

1 煤化工气化工艺特点

1.1结构特征

气化工艺设备对钢质量有硬性要求，所需的钢材料量非常大[4，5]。一般工艺设备需要钢量至少2 500t，各部件组装工作难度较大，特别是对气化炉的吊装难度更大。在工艺设备组装现场，一般会借助箱型柱，要求在不小于30m 的混凝土结构上进行安装，该设备顶部高度大于50m。

1.2气化工艺特点

气化工艺系统(图1)是煤气化装置的核心，包括许多辅助子系统。煤气化的工艺方法有很多，常用的方法包括移动床气化、流化床气化和气流床气化，这3种方法均已实现工业化[5～8]。

1.3煤化工工艺步骤

煤化工工艺主要分为3个工业化阶段(图2)。

2 关键技术控制

2.1安装施工要点

根据煤化工工艺要求和现场实际情况，设计施工方案，按照行业规定和标准进行安装，确保工程实施质量和安全性[5～7]。施工作业应遵循由内到外、由大到小的原则；根据预制、成片吊装规范进行安装施工，可降低工程成本、减少工程验收时间，同时能保证钢制管架以及设备的安装质量。

煤化工设备的安装应注意：在地面进行构件油漆涂刷；应依据安装工程设计规范进行构件安装；构件安装完成后，根据规范标准对梁柱表面进行防火层作业。各构件尺寸大小偏差应依照规范进行矫正。

2.2钢材检验

气化工艺设备需求的钢材要具备质量证明书，检验时可根据证明书鉴别真伪，使钢材性能质量达到工程设计要求，还可按照国家行业规范标准进行取样，化验分析，确保钢材质量过关。标准要求：钢材表面无疤痕、裂缝，纵向无分层、皱折。钢材在出现少量锈迹、轻微划痕情况下，应保证钢材破损厚度控制在负偏差值的一半以内，否则该钢材要及时进行更换[6～11]。

2.3偏差矫正

在现场施工的过程中，一般会出现钢构件尺寸与标准尺寸有一定偏差，这时应对它进行矫正，常用的矫正方法包括冷矫正和热矫正[5～11]。不管是冷矫正和热矫正，都应使矫正后的钢材达到应用标准，保证钢材表面划痕厚度控制在0.5mm以内，不能出现明显的破损和凹凸现象，钢材表面参数标准偏差见表1。

表1 钢结构参数标准偏差

气化设备组装时，会遇到钢梁尺寸偏小的问题，可实时接长，方法包括坡口斜对接以及钢板拼接等。当采取钢板拼接时，钢制构件在避开节点的情况下，长度一定要小于2.5m，当钢制构件厚度小于14mm时，用剪板机对肋板剪切即可达到要求；当钢制构件厚度大于16mm时，则采用自动切割机进行修剪钢板长度。

2.4焊接控制

对气化工艺设备进行焊接时，焊工应该持证上岗，具备焊接专业工作的水平，合理选择焊条牌号和规格，一旦焊接过程中焊缝表面有裂纹出现，必须及时找出原因，并按照质量要求补焊，并定期进行焊接质量检查。

2.5检查验收

检查的内容有很多，包括安装前定位轴线、基础轴线和地脚螺栓位置进行检查，根据行业标准和工程设计规范，对轴线位置、标志以及基准点位置要进行清晰的标识，逐项进行检查与验收，如若有不合规定的设计安装，应及时采取有效的补救措施，尽量避免钢构件表面出现裂纹、划痕等损伤[7～11]。

2.6垫铁的使用

一般在钢结构安装完成并通过了验收后，要对大型的钢架、钢柱进行垫铁放置工作[7，8]。主要是为了确保大型设备在钢柱的立筋轴线上，保证整个钢架平稳，业内要求钢架水平与标高偏差要小于2mm，以保证整个钢制设备各钢件在水平轴线上稳定连接、组装，避免高低不平导致气化工作效率低下，乃至出现工艺质量问题。

3 结束语

通过对煤气化工艺流程、方法和特点进行研究，提出了各施工部门应具备相应的专业经验、确保钢制材料质量、严格遵循行业标准和规范进行检验和安装的观点。煤化工气化工艺设备的投入使用，能大幅提高煤气化效益，在满足清洁能源供应需求的同时保障了我国能源战略安全。

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**张 蕊，女，1982年10月生，工程师。陕西省西安市，710065。

*国家科技重大专项(2009ZX05038 002)。

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