煤化工氣化工藝與設備的關鍵技術*

張 蕊

(華陸工程科技有限責任公司)

煤化工氣化工藝與設備的關鍵技術*

張 蕊**

(華陸工程科技有限責任公司)

對煤化工氣化工藝流程、設備和安裝檢驗進行簡要說明，強調了鋼材檢測、構件集中預制、尺寸偏差矯正應嚴格按照行業規范和標準進行，以確保煤化工氣化工藝安全、有效地工作。

煤化工 氣化工藝 鋼制結構

據統計，煤炭在我國能源結構中占大約70 %份額，煤炭的大量使用對生態環境造成了嚴重污染。借助先進的科學技術，大力發展清潔型煤炭資源，不僅能解決我國石油能源短缺的問題，同時能降低對環境的污染。煤轉化成清潔型資源需要經過煤氣化工藝，煤在高溫且存在O2、H2等氣化劑的條件下，可轉化為合成氣燃料，這個化學反應的實現需要精密的氣化設備，對設備自身的鋼結構性能要求很高，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上，對煤氣化技術工藝進行系統性梳理，對推動我國煤化工技術發展有重要的現實意義。

1 煤化工氣化工藝特點

1.1結構特征

氣化工藝設備對鋼質量有硬性要求，所需的鋼材料量非常大[4，5]。一般工藝設備需要鋼量至少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。在工藝設備組裝現場，一般會借助箱型柱，要求在不小于30m 的混凝土結構上進行安裝，該設備頂部高度大于50m。

1.2氣化工藝特點

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

1.3煤化工工藝步驟

煤化工工藝主要分為3個工業化階段(圖2)。

2 關鍵技術控制

2.1安裝施工要點

根據煤化工工藝要求和現場實際情況，設計施工方案，按照行業規定和標準進行安裝，確保工程實施質量和安全性[5～7]。施工作業應遵循由內到外、由大到小的原則；根據預制、成片吊裝規范進行安裝施工，可降低工程成本、減少工程驗收時間，同時能保證鋼制管架以及設備的安裝質量。

煤化工設備的安裝應注意：在地面進行構件油漆涂刷；應依據安裝工程設計規范進行構件安裝；構件安裝完成后，根據規范標準對梁柱表面進行防火層作業。各構件尺寸大小偏差應依照規范進行矯正。

2.2鋼材檢驗

氣化工藝設備需求的鋼材要具備質量證明書，檢驗時可根據證明書鑒別真偽，使鋼材性能質量達到工程設計要求，還可按照國家行業規范標準進行取樣，化驗分析，確保鋼材質量過關。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，否則該鋼材要及時進行更換[6～11]。

2.3偏差矯正

在現場施工的過程中，一般會出現鋼構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[5～11]。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，不能出現明顯的破損和凹凸現象，鋼材表面參數標準偏差見表1。

表1 鋼結構參數標準偏差

氣化設備組裝時，會遇到鋼梁尺寸偏小的問題，可實時接長，方法包括坡口斜對接以及鋼板拼接等。當采取鋼板拼接時，鋼制構件在避開節點的情況下，長度一定要小于2.5m，當鋼制構件厚度小于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

對氣化工藝設備進行焊接時，焊工應該持證上崗，具備焊接專業工作的水平，合理選擇焊條牌號和規格，一旦焊接過程中焊縫表面有裂紋出現，必須及時找出原因，并按照質量要求補焊，并定期進行焊接質量檢查。

2.5檢查驗收

檢查的內容有很多，包括安裝前定位軸線、基礎軸線和地腳螺栓位置進行檢查，根據行業標準和工程設計規范，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，如若有不合規定的設計安裝，應及時采取有效的補救措施，盡量避免鋼構件表面出現裂紋、劃痕等損傷[7～11]。

2.6墊鐵的使用

一般在鋼結構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[7，8]。主要是為了確保大型設備在鋼柱的立筋軸線上，保證整個鋼架平穩，業內要求鋼架水平與標高偏差要小于2mm，以保證整個鋼制設備各鋼件在水平軸線上穩定連接、組裝，避免高低不平導致氣化工作效率低下，乃至出現工藝質量問題。

3 結束語

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經驗、確保鋼制材料質量、嚴格遵循行業標準和規范進行檢驗和安裝的觀點。煤化工氣化工藝設備的投入使用，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。

*國家科技重大專項(2009ZX05038 002)。

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