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1、第3 期 2 一 大型容器焦炭塔出口项目技术总结 郭燕 高宁 中国石化物资装备部 北京 1 0 0 7 2 8 摘 要 介绍了中国石化业最大的整体交付焦炭塔 出口项目成功的实例 阐述了出1 2 项目中攻克技术难关 突破制造瓶颈 确保 生产成功的重点环节和过程 总结了出口项目的经验 提出了可供今后石化设备出口项 目 借鉴的一些技术措施 关键词 出口项 目 压力容 器 焦炭塔 技术总结 1 项目背景 中国某公司 以下简称 出口方 2 0 1 0 年 与南亚某大 型石油公司签 订了六 台焦炭 塔出 口合 同 用于外方1 8 0 0 万吨 年炼油改扩建项 目 为 4 2 0 万吨 年延迟焦化装置的核心
2、设备 外方为此指 定 了国际知 名的工程 公司和检验机构 对 设备制 造 焊接和验收等各个环节提出了很高要求 2 0 1 0 年 1 1 月1 7日 最后两台焦炭塔 在宁波镇 海大件码头完成整体制造 并装船 经 宁波北仑大 榭码头过驳 到远洋轮发往 国外 至此 由中方承 接 宁波某重型设备制造企业 以下简称 制造 厂 制造 的六 台大型焦炭塔顺利完成制造和发 运 2 0 1 2 年4 月 该批焦炭塔在南亚某 国4 2 0 万 吨 年延迟焦化装置中j i lj 投产 该六 台大型焦炭塔规格相 同 直径9 6 m 长 约4 0 m 重量约4 0 0 吨 是中国石化行业最大一单 整体 出 口交付 的
3、炼 油化工装备 该装备 的出 口刷 新 了国 内单笔压力容器 出 口金额及单体规格 容 积等 多项记录 通过对该大 型压力容器 出口项 目 的分析 总结相应 的经验 可为今后石化装备的 制造和出口提供一些借鉴 2 设备和制造厂概况 2 1 焦炭塔设备简况 延迟焦化 是一种热裂 化工艺 其主要 目的是 将高残碳 的重油转化为轻质油 所用装置可进行 循环操作 即将重油的焦化馏 出油中较重 的馏分 作为循环油 且在装置 中停留时间较长 由于延 迟焦化具有投资少 操作费用低 转化深度 高等 优点 延迟焦化 已发展成为渣油轻质化最 主要 的 加工方法之一 焦炭塔是延 迟焦化装置 的主要 设 备 是焦化反
4、应和得到产品的设备 是延迟焦化 装置的重要标志 1 本 出口项 目中六台焦炭塔的主要概况如表l 表1 焦炭塔设备参数 设备名称 焦炭塔 主体材质 S A 3 8 7 一 G r l 1 C L 1 S A 2 4 0 4 1 0 S 外形尺寸 m m 9 6 0 0 4 1 1 7 0 2 4 3 5 0 3 制造金属 重量 3 8 6 t 设计压力 O 4 2 O 7 3 M P a 腐蚀余量 C L A D 设计温度 1 5 0 4 8 O 焊接接头系数 1 O 介质 渣油 油气 水蒸汽 焦炭 焊后热处理 分段整体 2 2 焦炭塔结构介绍 焦炭塔结构如图l 所示 每台焦炭塔 由封头 简体
5、1 0 段 和锥体三大部分组成 共有 1 1 条大 焊缝 命名为wc O 1 至wc l 1 图中竖线 其 中标 注 的we 一 0 2 we 0 6 we 一 1 0 为三条最重要的组对焊 缝 在加 工过程中 先将封头与 1 段筒体焊接为第 一 部分 锥体与 1 段筒体焊接 为第 四部分 另 1 8 段筒体分别4 段一组焊接为第三部分和第四部分 最后将这四部分组对焊接成型 2 3 制造厂概况及项 目难点 作者简介 郭燕 1 9 8 0 一 女 北京人 2 0 0 5 年毕业于新加坡 国立大学项目管理专业 工程师 现在中国石化物资装备部 中国 石化国际事业有限公司 从事静设备和材料采购管理工作
6、 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2 2 一 论文广场 石油 和 化 工 设 备 2 0 1 3 年 第1 6 卷 图1 焦炭塔结构示意图 制造 厂 自1 9 8 9 年 为镇 海 炼化 首 次制 造材 质 为2 0 g 的焦炭 塔 以来 先后为 国 内各大炼 油企业 制造 了5 0 余台焦炭塔 材质 有2 0 g 1 5 C r Mo R 1 4Cr l M o R S A38 7 Gr 1 1 Cl l SA38 7 Gr l 1 Cl 2 1 2 5 C r 一 0 5 Mo S i 等 材 质覆盖了迄今 为止 国内外 设计选 用的各种材料 形式涵盖 了设计选
7、用 的普 通对接 型 搭接 型 圆弧过渡对接型 又称堆焊 型 和整体锻焊型等所有结构形式 做 为 目前 国 内制 造 焦炭 塔 台数 吨 位和 使 用材质 最多的厂家 制造厂设计制造过 多种焦炭 塔 由其 设计制造 的直径 为9 8 m的焦炭塔 至 今保持着 国 内单体最 大的设备整体制造纪录 在 获得本 次海 外焦炭塔 订单之前 制造厂 已为加拿 大 缅 甸 泰国 葡萄牙 越南等 国家设计制造 了多台设备 即便 如此 由于该六台焦炭塔完全 按照AS ME 标准进行一体化设计 制造和运输 打 AS ME 钢 印 因此对制造厂也是一次巨大的挑战 3攻克技术难关 突破制造瓶颈 确保生产成功 3 1
8、 努力设计优化 创造设计亮点 本 次焦炭塔 的设计 中 制造厂 与业主及 国际 工程公 司相 结合 进行 设计优 化 出现 了很多设 计亮点 3 1 1 按国际标准进行设备整体强度计算 采用国际通用 的P V E l i f e 设计软件建模 对设 备进行整体强度校核 完全按照AS ME 标准进行设 计和制造 实现与国际标准接轨 3 1 2 进行首次大型疲劳设备瞬态分析计算 对焦炭塔裙座与锥体对接焊缝按照AS ME VI I I 2 分册进行了热疲劳瞬态分析计算 这在国内焦炭 塔设计 中为首次进行 的大 型疲 劳设 备瞬态有 限元 分析 3 1 3吊装全方位强度安全分析 在 吊装 设计环节 突
9、 破 了以往只是针对 吊耳 进行 的应力分析 改为全过程大型直立设备 吊装 全方位强度安全分析 为国内吊装全方位角度局 部应力校核提供 了参考 3 1 4进行风载地震载荷计算和海洋运输稳定动 态分析 按照项 目所在地 的规范 进行 了焦炭塔风载 和地震载荷计算 对出口需要的长距离海洋运输 环境 进行 了大 型设备海洋运输抗震稳定动态分 析 3 2采用新工艺突破制造瓶颈 3 2 1 实施裙座与锥体对接焊缝圆弧过渡新工艺 焦炭塔裙座与锥体对接焊缝 的连接方 式上 国内普遍采用 1 4 C r l Mo R 整体锻件形式 其优 点是 强度高 抗疲 劳能力较 强 缺点是成本偏 高 其 他形式各有其 自
10、身 的优 点 2 1 在 出口焦炭 塔项 目 中 业 主要求 在结构形式上用裙座 与塔 体圆弧过 渡对接型 裙座里 口焊缝焊接为R1 2 圆角 为解决 圆弧过渡背面 焊接 不易打磨 成型不好且容易开 裂的难点 制造厂通过技术攻关及多次现场性 能 实验 成功研 制 了焊接连接技术并形成一整套制 造方案 实现 了一 台工装实施多种变换组合 的焊 接 新工艺 成功解决 了技术难题 得到 了业主及 工程公司的认可 3 2 2 应用实心焊丝气体保护焊取得 良好效果 对直径达9 6 m 总长超过4 0 m的大型塔器 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第3 期 郭燕等大型容器焦炭塔
11、出口项目技术总结 一 2 3一 为确保 高质 量 高效率的焊接 在 国内首次把横 缝 埋弧 自动焊技术及承压 设备焊缝 实芯焊丝气 体 保护焊等专 利技术 专有 技术应用其 中 取得 了 高效 优质的效果 3 2 3 攻克大型焦炭塔直线度难关 业主在技术请购书 中 要求全塔 的直线度偏 差不能超过1 0 m n l 由于焦炭塔本身为薄壁容器 在制造 运 输和安装 时很容易发生变 形 制造 厂 采用增加加 固件 精 密控 制好 组对合拢 缝 改进 直线度检测手段等方式 最终攻克了技术难关 3 3 实施质量控制体系 确保质量过关 3 3 1 建立工序流转交接共享平台系统 自钢 板 进 厂检 验 下
12、料 切割 刨边 滚 板 纵缝焊 接 环缝 组对 焊接 等生产各 工序环 节 中 制造 厂摸索 总结出了一套切实可行 业 内 独创 的工序 流转 交接共享平 台系统 通 过该平 台 可以直观地 了解 当前 工序 的质 量情况 完工情 况 以及下步将 要进行 的工序情 况 通过这 一平 台 制造厂确保 了一 台设备 中几十 到上 百个 工序环节 的质量控制 3 3 2充分利用第三方监造力量 由于制造厂是第一次完全按照AS ME 标准来执 行生产 对业主检验标准及过程文件 资料 的同 步性欠缺经验 合 同各方约定 在业主方面安排 现场监造人员安排第三方监造 的同时 中方也邀 请 了第三方监造 队伍加
13、入 监造人员在制造质量 特别是焊接方面提供 了协助和把关 同时保证过 程资料准备的同步性 4出口项目总结与启示 与 国内项 目比 该焦炭塔 出 口项 目经历了 曲 折 过程 但 最终获得 了良好 结果 出 口方和制造 厂在 开拓 国际市场 提 升管理经验和 突破 制造 能 力及提 高经济 效益等方面均 取得 了圆满成功 从 该项 目中可得到如下经验和启示 4 1经出口项 目锻炼 提高了制造厂的管理水平 和质量意识 提升了制造企业为国内项 目服务 的能力 该 项 目实 施 中 中方从 产 品销 售 材 料 采 购到设计工艺 制造检验等均经历 了一次高标准 的检阅 经历异常严峻 事后收益匪浅 技术
14、能 力 管理水平和质量意识得到大大提高 制造企 业在超大 超 限设备制造上迈上 了新台阶 提升 了为国内项 目服务的能力 4 2通过出口项 目技术攻关 创新了工艺 开辟 了焦炭塔制造的新途径 中方经过 艰苦的努力 在焦炭塔裙座与锥体 对接焊缝 圆弧过渡新工艺上攻关成功 与 国内常 用 的裙座与塔体整体锻焊型结构相 比 该焊接连 接方式可节约l 0 以上的制造成本 大型焦炭塔单 台成本节约 1 5 2 0 万美元 还可缩短近一个 月的制 造 时间 为 国内焦炭塔制造开辟 了新的技术手段 和降低成本 的途径 4 3优质产品开拓海外市场 赢得客户认可 产 生了良好的经济和社会效益 在焦 炭塔 生产和
15、制造过程 中 项 目各方进行 了充分 的沟通 中方 的技术 能力和服务水平得到 了外方的认可 2 0 1 1 年4 月 六 台焦炭塔在海外炼 油项 目现场顺利 安装就位 现 已成功投产 中国 的大型塔器成功打开了海外市场大门 4 4项 目获得成功的基础在于及时识别风险并积 极采取各种手段严格控制风险 该大型压力容器 出口项 目的成功 依靠各方 的高度诚意和 良好沟通 也依赖于制造厂付 出的 艰 辛努力 从出 口方来讲 为确保项 目成功 在 风 险识别和防范上做 了很多细 致周到的工作 项 目前期 出 口方 多方调研 了解项 目信息 的准确 性 把握 客户的真实需求 在 项 目实施 中 出 口
16、方督促制造厂 识别并攻 克设计 制造和质量管理 等各个环节 的瓶颈 确保焦炭塔按期保质完成生 产 为确保项 目风险可控 出 口方采取 多种手段 进行 识别和应对 如为保证项 目货款有效收 回 出 口方与中国出 口信用保 险公司联系 投保 了出 口信用保 险 面对人 民币持续 升值 的风 险 出 口 方 采取了锁 定远 期汇 率等措施 为避免通关环节 失误 出 口方 提前 准 备报 关报 检 资料 打通 流 程 获得海关顺利放行 参考文献 1 梁朝林等 延迟焦化 M E 京 中国石化出版社 2 0 0 7 2 韩玉梅等 一种新型焦炭塔裙座结构介绍 J 石油化工设备 技术 2 0 0 8 2 9 2 1 2 1 6 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m
