組合式燒嘴及水冷壁盤管檢修工藝淺析

王鑫磊

（漳州開發區招商置業有限公司，福建 漳州 363122）

神華寧煤集團50萬t/a煤基烯烴項目是寧夏銀川寧東煤化工基地的重點項目，也是目前世界上規模最大的煤基烯烴項目，其中間產品167萬t甲醇，最終產品50萬t聚丙烯，總投資約160億元人民幣，該項目采用5臺500MWth(日投煤量約2000噸)西門子GSP干煤粉氣化爐。5臺氣化爐處于4開1備狀態，需要根據運行爐和備用爐的受損情況進行計劃性檢修，平均每臺爐檢修周期為12天。

1 檢修前準備工作

1.1 技術準備

（1）資料方案準備。收集氣化爐相關圖紙（總結構圖、組合式燒嘴圖紙、水冷壁盤管圖紙），編制檢修方案、標準化檢修規程、焊接工藝卡及安全技術交底卡。

（2）檢修知識培訓。氣化爐和燒嘴的結構特點、檢修的工序和工藝、焊接技術要求等，如鏡面反射焊、氬弧焊等專項培訓。

（3）檢修前交底。確保檢修人員明確本次檢修的任務安排、節點工期、標準化檢修的要求、安全注意事項以及技術、質量要求等，所有參加交底人員在交底卡上確認簽字。

1.2 材料準備

（1）焊接材料必須具有質量證明書或產品合格證，配備標準的焊條烘干箱和恒溫箱。

（2）對業主提供的備品備件、密封墊片的型式和規格逐一核對，保證與原設計要求相同；墊片密封面應光潔無污染、無機械損傷、銹蝕等缺陷；檢查錨固釘備件長度、釘頭錐度是否符合要求。

1.3 機具準備

（1）組合式燒嘴檢修主要工具：逆變焊機、氬弧焊設備、砂輪磨光機、直磨機、液壓扳手、倒鏈、內徑千分尺、打擊扳手。

（2）水冷壁盤管檢修主要工具：螺柱焊機、逆變焊機、氬弧焊設備、砂輪磨光機、直磨機、試壓泵、鋼角尺、手錘、壓力表。

2 組合式燒嘴及水冷壁盤管檢修工序與技術要求

2.1 組合式燒嘴檢修工序與技術要求

2.1.1 點火槍、點火燒嘴拆裝及修復

（1）點火槍、點火燒嘴的拆裝。拆卸與點火槍及點火燒嘴相連的附屬管線，利用廠房內行車將點火槍及點火燒嘴緩慢從主燒嘴中拔出，擺放在燒嘴支架上，將所有拆卸的法蘭口采取封堵措施。

（2）檢查點火槍、點火燒嘴。檢查點火燒嘴冷卻水夾套是否有裂紋，氧氣分布器是否脫落，點火槍、點火氧氣噴射器是否完好，與槍體連接螺紋是否有咬死現象。

（3）點火燒嘴冷卻水夾套的修復、更換。使用直磨機將氧氣分布器外罩與氧氣分布器的焊點磨掉，拆除氧氣分布器外罩，做好氧氣分布器標記，分三瓣切割拆除。

（4）按交底尺寸將燒損冷卻水夾套端面切下，將切割面打磨30°坡口。將新的冷卻水夾套端面按交底尺寸要求采用ERNiCrMo—13焊絲全氬弧焊接到切割面上，保證冷卻水夾套與主氧氣分布器端面間隙在0.25～0.30mm之間，焊接時，應進行精確定位，保證新冷卻水夾套與燒嘴的同心度在0.45～0.55mm之間。

（5）將氧氣分布器外罩復位并進行點焊（8～10點），確保符合原尺寸要求，焊接牢固。

（6）點火燒嘴冷卻水夾套內徑尺寸為40+0.5mm，采用內徑千分尺進行測量，焊接打磨完成后，將點火氧噴射器進行試裝，與夾套內壁無摩擦且整體裝入夾套后，視為夾套內壁焊接尺寸合格。

（7）點火氧氣噴射器及內螺紋修復、更換。對燒損的點火氧氣噴射器在焊縫處和內螺紋接頭處進行割除，對割口打磨至表面無毛刺為止。焊接新內螺紋接頭，并確保同心度在0.05～0.15mm之間，最后將點火氧氣噴射器擰到內螺紋上并進行滿焊。

2.1.2 主燒嘴、燒嘴支撐拆裝

（1）主燒嘴、燒嘴支撐拆除。使用液壓扳手拆除主燒嘴與燒嘴支撐連接大法蘭螺栓，同時拆除主燒嘴與燒嘴支撐附屬管線。利用廠房內行車依次將主燒嘴、燒嘴支撐吊入臨時保護支撐架中，將所有拆卸的法蘭口采取封堵措施。

（2）主燒嘴、燒嘴支撐安裝。利用行車與倒鏈配合依次將燒嘴支撐和主燒嘴復位，使用液壓扳手分3次緊固主燒嘴與燒嘴支撐連接法蘭。（1）對稱緊固4條螺栓進行法蘭定位，扭矩值為緊固值的30%，然后依次對稱緊固；（2）緊固扭矩值為緊固值的60%并依次對稱緊固；（3）緊固扭矩值為緊固值的100%并依次對稱緊固，直至液壓扳手停止工作則緊固結束。

2.2 燃燒室水冷壁盤管檢修工序與技術要求

（1）水冷壁盤管(材質：16Mo3，規格：Φ80×7.06mm)更換施工工序如下。

①標識。根據檢修交底情況，在爐內盤管需更換的范圍用記號筆做好標識，并做好工序交接工作。

②割除。根據做好的標識，從需更換盤管下方進行切割，切割部位為兩盤管之間的翅板，第一排盤管切割完成后，用6mm厚鋼板制作一塊護板插入縫隙中并進行固定，以防止切割打磨時產生的廢渣落到爐壁與管壁之間的空隙中。

③預制。在爐外進行預制，坡口加工嚴格按照焊接工藝卡進行，焊接采用全氬弧焊，焊接過程中要確保焊接質量。

④安裝。將預制完成且焊口檢測合格的管線移至設備內部由下往上逐根進行安裝。特別要注意每次只能進行單根管線的安裝，留出足夠的空間對固定口進行檢測。在焊接固定口時，從背面開始焊接，采用鏡面焊接，然后再從前面進行焊接，焊接最后一根管的時候需在管線兩端開橢圓形窗口，通過窗口對焊口背面進行焊接，檢測合格后再將橢圓形蓋板與窗口焊接。

⑤焊口的檢測。所有預制口和固定口都需進行100%的目視檢測、PT檢測以及RT射線檢測，其中PT檢測Ⅰ級合格，RT檢測Ⅱ級合格。安裝相鄰管線時，下一根管線焊口必須檢測合格。

⑥翅板的安裝。相鄰的2條管線之間安裝翅板，先將翅板點焊在管線上，然后再進行連續焊接。

⑦錨固釘焊接。在盤管外壁采用專用螺柱焊機焊接錨固釘(材質：310S，規格：φ10×17.5mm)，每排有4～5顆錨固釘，錨固釘橫向間隙為10mm，每米盤管錨固釘數量約300顆左右。焊接完成后，對錨固釘高度進行檢查，要求錨固釘高于14mm。對于錨固釘焊接強度檢查，應使用0.25kg手錘進行自然敲擊，以錨固釘不脫落為合格。

⑧盤管試壓。使用試壓泵對水冷壁盤管進行水壓試驗，試驗壓力7.5MPa，保壓30min壓力無明顯下降、盤管無泄露為合格。

（2）盤管更換、焊接技術要求如下。

①在切割盤管時需將每排盤管縱向切割位置錯開，以倒置的梯形為宜從而避免每排盤管焊縫處于同一垂直線上，要求每排焊縫間距大于200mm。由于爐內焊接空間狹小，且為有障礙焊接，同時為了減少變形，當有焊口焊接空間受限時均開天窗焊接；所開的橢圓型窗口的大小宜為150×60mm。

②為了確保管線的圓度，可以分段進行安裝，正式安裝前應將管段在爐內進行預拼裝，兩管口錯邊不應大于1.6mm，拼裝合格后將需要焊接的盤管首尾點焊固定，確保在無應力狀態下焊接。在兩管之間縱向插入一截翅板，并做垂直基準線，以防止焊接的盤管發生變形。

③焊接要求。保持層間溫度180～300℃；焊接時采用不擺動或者小幅度擺動（≤2.5D）；清理坡口兩側20mm范圍內的油污、飛濺及其它污物，保持坡口光滑，無毛刺；焊接時注意保持焊縫背面余高，盡量使之與母材保持齊平；定位焊長度宜為10～15mm，正式焊接時應將定位焊上的異物磨掉，層間接頭應錯開，不應出現起弧和收弧氣孔。

（3）水冷壁盤管錨固釘焊接修復如下。

①采用磨光機對燒損長度小于10mm的錨固釘進行打磨，先將燒損錨固釘的上半部割除再向下打磨，舊錨固釘需預留1～2mm的高度，避免傷及盤管。

②如錨固釘燒損嚴重無法預留1～2mm可采取表面打磨方式進行，打磨出金屬光澤，以傷及母材最小限度為標準進行作業。若有傷及盤管的地方需標明，用氬弧焊進行修復。

③打磨完成的部位進行100%PT檢測，檢測合格后使用專用螺柱焊機將新的錨固釘焊接在所打磨舊錨固釘的余釘上，焊接要求及強度檢查按照前述要求執行。

3 結語

GSP干煤粉氣化爐單系列檢修是以氣化爐本體檢修作為主線來控制總體檢修進度和檢修工序，組合式燒嘴和燃燒室水冷壁盤管檢修工期緊湊、作業環境差、質量要求高成為這條主線中的關鍵點和難點。因此梳理檢修流程，總結檢修中的經驗和要點，過程中全面推行標準化檢修是提高檢修質量和降本增效的必由之路。