组合式烧嘴及水冷壁盘管检修工艺浅析

王鑫磊

（漳州开发区招商置业有限公司，福建 漳州 363122）

神华宁煤集团50万t/a煤基烯烃项目是宁夏银川宁东煤化工基地的重点项目，也是目前世界上规模最大的煤基烯烃项目，其中间产品167万t甲醇，最终产品50万t聚丙烯，总投资约160亿元人民币，该项目采用5台500MWth(日投煤量约2000吨)西门子GSP干煤粉气化炉。5台气化炉处于4开1备状态，需要根据运行炉和备用炉的受损情况进行计划性检修，平均每台炉检修周期为12天。

1 检修前准备工作

1.1 技术准备

（1）资料方案准备。收集气化炉相关图纸（总结构图、组合式烧嘴图纸、水冷壁盘管图纸），编制检修方案、标准化检修规程、焊接工艺卡及安全技术交底卡。

（2）检修知识培训。气化炉和烧嘴的结构特点、检修的工序和工艺、焊接技术要求等，如镜面反射焊、氩弧焊等专项培训。

（3）检修前交底。确保检修人员明确本次检修的任务安排、节点工期、标准化检修的要求、安全注意事项以及技术、质量要求等，所有参加交底人员在交底卡上确认签字。

1.2 材料准备

（1）焊接材料必须具有质量证明书或产品合格证，配备标准的焊条烘干箱和恒温箱。

（2）对业主提供的备品备件、密封垫片的型式和规格逐一核对，保证与原设计要求相同；垫片密封面应光洁无污染、无机械损伤、锈蚀等缺陷；检查锚固钉备件长度、钉头锥度是否符合要求。

1.3 机具准备

（1）组合式烧嘴检修主要工具：逆变焊机、氩弧焊设备、砂轮磨光机、直磨机、液压扳手、倒链、内径千分尺、打击扳手。

（2）水冷壁盘管检修主要工具：螺柱焊机、逆变焊机、氩弧焊设备、砂轮磨光机、直磨机、试压泵、钢角尺、手锤、压力表。

2 组合式烧嘴及水冷壁盘管检修工序与技术要求

2.1 组合式烧嘴检修工序与技术要求

2.1.1 点火枪、点火烧嘴拆装及修复

（1）点火枪、点火烧嘴的拆装。拆卸与点火枪及点火烧嘴相连的附属管线，利用厂房内行车将点火枪及点火烧嘴缓慢从主烧嘴中拔出，摆放在烧嘴支架上，将所有拆卸的法兰口采取封堵措施。

（2）检查点火枪、点火烧嘴。检查点火烧嘴冷却水夹套是否有裂纹，氧气分布器是否脱落，点火枪、点火氧气喷射器是否完好，与枪体连接螺纹是否有咬死现象。

（3）点火烧嘴冷却水夹套的修复、更换。使用直磨机将氧气分布器外罩与氧气分布器的焊点磨掉，拆除氧气分布器外罩，做好氧气分布器标记，分三瓣切割拆除。

（4）按交底尺寸将烧损冷却水夹套端面切下，将切割面打磨30°坡口。将新的冷却水夹套端面按交底尺寸要求采用ERNiCrMo—13焊丝全氩弧焊接到切割面上，保证冷却水夹套与主氧气分布器端面间隙在0.25～0.30mm之间，焊接时，应进行精确定位，保证新冷却水夹套与烧嘴的同心度在0.45～0.55mm之间。

（5）将氧气分布器外罩复位并进行点焊（8～10点），确保符合原尺寸要求，焊接牢固。

（6）点火烧嘴冷却水夹套内径尺寸为40+0.5mm，采用内径千分尺进行测量，焊接打磨完成后，将点火氧喷射器进行试装，与夹套内壁无摩擦且整体装入夹套后，视为夹套内壁焊接尺寸合格。

（7）点火氧气喷射器及内螺纹修复、更换。对烧损的点火氧气喷射器在焊缝处和内螺纹接头处进行割除，对割口打磨至表面无毛刺为止。焊接新内螺纹接头，并确保同心度在0.05～0.15mm之间，最后将点火氧气喷射器拧到内螺纹上并进行满焊。

2.1.2 主烧嘴、烧嘴支撑拆装

（1）主烧嘴、烧嘴支撑拆除。使用液压扳手拆除主烧嘴与烧嘴支撑连接大法兰螺栓，同时拆除主烧嘴与烧嘴支撑附属管线。利用厂房内行车依次将主烧嘴、烧嘴支撑吊入临时保护支撑架中，将所有拆卸的法兰口采取封堵措施。

（2）主烧嘴、烧嘴支撑安装。利用行车与倒链配合依次将烧嘴支撑和主烧嘴复位，使用液压扳手分3次紧固主烧嘴与烧嘴支撑连接法兰。（1）对称紧固4条螺栓进行法兰定位，扭矩值为紧固值的30%，然后依次对称紧固；（2）紧固扭矩值为紧固值的60%并依次对称紧固；（3）紧固扭矩值为紧固值的100%并依次对称紧固，直至液压扳手停止工作则紧固结束。

2.2 燃烧室水冷壁盘管检修工序与技术要求

（1）水冷壁盘管(材质：16Mo3，规格：Φ80×7.06mm)更换施工工序如下。

①标识。根据检修交底情况，在炉内盘管需更换的范围用记号笔做好标识，并做好工序交接工作。

②割除。根据做好的标识，从需更换盘管下方进行切割，切割部位为两盘管之间的翅板，第一排盘管切割完成后，用6mm厚钢板制作一块护板插入缝隙中并进行固定，以防止切割打磨时产生的废渣落到炉壁与管壁之间的空隙中。

③预制。在炉外进行预制，坡口加工严格按照焊接工艺卡进行，焊接采用全氩弧焊，焊接过程中要确保焊接质量。

④安装。将预制完成且焊口检测合格的管线移至设备内部由下往上逐根进行安装。特别要注意每次只能进行单根管线的安装，留出足够的空间对固定口进行检测。在焊接固定口时，从背面开始焊接，采用镜面焊接，然后再从前面进行焊接，焊接最后一根管的时候需在管线两端开椭圆形窗口，通过窗口对焊口背面进行焊接，检测合格后再将椭圆形盖板与窗口焊接。

⑤焊口的检测。所有预制口和固定口都需进行100%的目视检测、PT检测以及RT射线检测，其中PT检测Ⅰ级合格，RT检测Ⅱ级合格。安装相邻管线时，下一根管线焊口必须检测合格。

⑥翅板的安装。相邻的2条管线之间安装翅板，先将翅板点焊在管线上，然后再进行连续焊接。

⑦锚固钉焊接。在盘管外壁采用专用螺柱焊机焊接锚固钉(材质：310S，规格：φ10×17.5mm)，每排有4～5颗锚固钉，锚固钉横向间隙为10mm，每米盘管锚固钉数量约300颗左右。焊接完成后，对锚固钉高度进行检查，要求锚固钉高于14mm。对于锚固钉焊接强度检查，应使用0.25kg手锤进行自然敲击，以锚固钉不脱落为合格。

⑧盘管试压。使用试压泵对水冷壁盘管进行水压试验，试验压力7.5MPa，保压30min压力无明显下降、盘管无泄露为合格。

（2）盘管更换、焊接技术要求如下。

①在切割盘管时需将每排盘管纵向切割位置错开，以倒置的梯形为宜从而避免每排盘管焊缝处于同一垂直线上，要求每排焊缝间距大于200mm。由于炉内焊接空间狭小，且为有障碍焊接，同时为了减少变形，当有焊口焊接空间受限时均开天窗焊接；所开的椭圆型窗口的大小宜为150×60mm。

②为了确保管线的圆度，可以分段进行安装，正式安装前应将管段在炉内进行预拼装，两管口错边不应大于1.6mm，拼装合格后将需要焊接的盘管首尾点焊固定，确保在无应力状态下焊接。在两管之间纵向插入一截翅板，并做垂直基准线，以防止焊接的盘管发生变形。

③焊接要求。保持层间温度180～300℃；焊接时采用不摆动或者小幅度摆动（≤2.5D）；清理坡口两侧20mm范围内的油污、飞溅及其它污物，保持坡口光滑，无毛刺；焊接时注意保持焊缝背面余高，尽量使之与母材保持齐平；定位焊长度宜为10～15mm，正式焊接时应将定位焊上的异物磨掉，层间接头应错开，不应出现起弧和收弧气孔。

（3）水冷壁盘管锚固钉焊接修复如下。

①采用磨光机对烧损长度小于10mm的锚固钉进行打磨，先将烧损锚固钉的上半部割除再向下打磨，旧锚固钉需预留1～2mm的高度，避免伤及盘管。

②如锚固钉烧损严重无法预留1～2mm可采取表面打磨方式进行，打磨出金属光泽，以伤及母材最小限度为标准进行作业。若有伤及盘管的地方需标明，用氩弧焊进行修复。

③打磨完成的部位进行100%PT检测，检测合格后使用专用螺柱焊机将新的锚固钉焊接在所打磨旧锚固钉的余钉上，焊接要求及强度检查按照前述要求执行。

3 结语

GSP干煤粉气化炉单系列检修是以气化炉本体检修作为主线来控制总体检修进度和检修工序，组合式烧嘴和燃烧室水冷壁盘管检修工期紧凑、作业环境差、质量要求高成为这条主线中的关键点和难点。因此梳理检修流程，总结检修中的经验和要点，过程中全面推行标准化检修是提高检修质量和降本增效的必由之路。