氨氧化爐關鍵部件制造技術

宋昌鵬，孫 瑩

(中國石油遼陽石化公司，遼寧遼陽 111003)

0 引言

氨氧化爐(以下簡稱氧化爐)是雙加壓法硝酸生產裝置中的核心設備，其結構復雜、技術要求高、制造難度大。其制造技術水平和質量的高低對于硝酸聯合裝置能否長期、安全、可靠運行具有十分重要的意義［1－2］。以某廠制造的氧化爐為例，針對制造過程中出現的難點，提出了一套切實可行的制造工藝及質量控制手段。

1 氧化爐結構

氧化爐管件多，結構緊湊復雜，其關鍵部件主要由氧化段與余熱回收段兩部分組成，上下部分由法蘭連接。氧化段設有三層氣體分布室、氧化室、觸媒室等;余熱回收段包括水冷壁、蒸發器、過熱器等。氧化爐上封頭頂部接管通入氨氣與空氣的混合物，并在875℃的高溫下發生化學反應，且放出大量的熱;下封頭底部接管為氮氧化物出口。余熱回收段主要用于反應產物的冷卻、余熱回收，并副產4.2 MPa的中壓蒸汽。

其主要材料及規格如表1所示，外觀結構如圖1，2所示。

2 氧化爐制造工藝分析

2.1 制造難點

氧化爐內部結構復雜，盤管多，各部件間間隙小，對制造質量和檢驗要求必須嚴格。因為一旦出現問題，檢修極其困難。

表1 主體材料及規格

圖1 氧化爐外觀示意

圖2 氧化爐結構示意

其制造難點如下:

(1)焊接工藝要求苛刻。在正常工況下氧化爐內部處于高溫高壓條件下，奧氏體高合金耐熱不銹鋼焊接的主要問題有:焊接熱裂紋、焊接接頭各種形式的腐蝕和σ相的脆變等。碳鋼材質的鋼管大部分采用ASME標準，如A210 Gr.A－1，A213 Gr.T22 等，由于 S，P 等雜質的影響，焊接熱裂紋敏感性增大，容易引起焊縫中的熱裂紋［3］。……