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1、新型气化炉侧壁四烧嘴组件制造技术李国继杜国珠徐佳 ( 哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨1 5 0 0 4 6 )摘要：本文以简体的成型、四侧壁烧嘴的加工、装焊和组件的二次加工及测量等，论述了新型气化炉四侧壁烧嘴及组件的制造工艺、主要关键技术及要求。详细地介绍了为保证这些要求而采取的工艺措施。关键调：筒节；侧壁烧嘴；机械加工；测量T h eT e c h n o l o g yo fF o u rS i d e b u r n e rS u b a s s e m b l i e sa b o u tt h eN e wG a S i f yS t o v eL I G u o j iD
2、U G u o Z h uX UJ i a( H a r b i nB o i l e rW o r l 【BC o ，L t d ，H a r b i n1 5 0 0 4 6 ，C h i n a )A b s t r a c t ：T h i sp a p e rd i s s e r t a t e st h et e c h n o l o g i e so ff o u rs i d e b u r n e rs u b a s s e m b l i e sa b o u tt h en e wg a s i f ys t o v eb ym o l d i n go fs h
3、e l l ，T h ef o u rs i d e b u r n e rn m c h i n i n g ，a s s e m b l i n ga n dw e l d i n g ，t h es e c o n dm a c h i -n i n go fs i d e b u r n e rs u b a s s e m b l i e sa n dm e a s u r i n ge t c I n t r o d u c et h ec r a f t w o r ks t e p sf o re n s u r i n gt h e s ef e q n i I e sd e
4、 t a i l e d f y ，K e yw o r d s ：s h e l l ；t h es i d e b u r n e r j ；m a c h i n i n g ；m e a s u r i n g，我公司为某大型石化企业制造的国产化酋台新型气化炉在总体尺寸、设计参数、选用材料等方面与德士古气化炉基本相似，但对其结构做了优化设计，提高了其燃烧性能。不仅对激冷环结构进行了很大改进，特别是在气化炉燃烧段壳体上增加了四个位置及几何尺寸精度要求极高的烧嘴接管法兰，原德士古气化炉结构上没有此四个烧嘴接管，仅在上部封头上有一个烧嘴，因而增加侧壁四个烧嘴使制造难度大大提高。本文着重介绍了
5、气化炉侧壁四烧嘴组件的制造及检测工艺过程。1 产品结构和技术特性新型气化炉主要由炉壳，激冷环，激冷室内件， 汽泡分离器及短节等部件组成。其中炉壳由燃烧室，激冷室，顶部烧嘴，四个侧壁烧嘴及托转盘等零部件组成，见图1 。主要技术特性，见表1 。2 烧嘴主要尺寸和形位公差的精度要求四个沿圆周均匀布置的侧壁烧嘴接管法兰的安装必须符合下列要求： 图1 气化炉壳体总图3 9 7 表1 技术参数名称主要参数 醍计压力M P a69工作压力M P a6 5设计温度。C4 2 5 2 7 0 ( 燃烧室激冷室)炉内温度 E1 4 5 0 2 7 0 ( 燃烧室激冷室)H 2 ，C O ，C 0 2 H 2 0
6、F 1 2 S ，N 2 ，炉操作介质渣水压试验压力M P a87设备净重k g1 3 5 5 0 0容器类型三类( 1 ) 四个烧嘴接管必须在同一平面上，其平面度y - 1m m ；( 2 ) 烧嘴接管与简体中心线的垂直度1m m ；( 3 ) 每两个相对的烧嘴接管的轴线必须重合，其中心线之间的偏差Y - 3m m 。3 制造工艺及技术保证措施3 1 燃烧段筒体材料、尺寸规格简体材质：S A 3 8 7G r l l C L 2 ，筒体规格：西2 8 0 08 6m m ，取用厚度8 8m m 。气化炉燃烧段筒体分三节组成( 分段情况见图2所示) ，每个单节由两个瓦片冷压成型后组成，焊后经N
7、 D T 检验合格作中f 可热处理，然后加工环缝坡口。1 8 + 1 52 7 3 4 + 152 2 m * 1 j图2 气化炉燃烧室筒体分段简图其中上部短节( L = 1 8 0 0m m ) 用于四烧嘴接管法兰的装焊。上部烧嘴短节( 三= 1 8 0 0m m ) 压制成型，纵缝焊接及N D T 合格后，车加工筒身环缝坡口，筒节两端各留1 0n l n l 余量，每节筒身长度方向再加1 5m m ，要求筒身两端口平行且与轴线垂直，在机加中心工作台上，按图及拼接图划筒节的四中心线及四烧嘴接管孔线并引入简体内部，划线时注意此筒节两端所留的二次机加余量，利用机加中心主刀架配合划线，标记镗加工四
8、烧嘴接管开i L 位置。3 2 筒体烧嘴接管开孔的划线及加工气化炉燃烧段上部筒体短节( L = 1 8 0 0m m ) 端部加工并四中心线划好后，划四烧嘴孔线，气割开孔3 9 8 前装焊有足够刚性的防变形胎具( 见图3 ) ，气割开孔并留机加余量。图3 烧嘴装焊防变形工装胎具注：防变形胎具在筒节烧嘴组件焊后并中间热处理消除应力后拆除。3 3 烧嘴接管法兰的加工气化炉烧嘴接管法兰单个零件加工时，由于其密封形式采用八角垫结构，为保证尺寸精度，密封面及烧嘴法兰接管内壁留二次机加余量，八角槽暂不加工，待与燃烧段上部简体短节装焊及中间热处理后再二次加工四烧嘴法兰密封面及八角槽( 与八角密封垫配合加工)
9、 ，并同时加工烧嘴法兰接管内壁，采用加工中心设备一次镗加工完成，必保证两对应烧嘴的同心度要求。3 4 烧嘴接管法兰的装配接管装配采用定位导向块和光学测微准直望远镜测量结合进行，保证每两个相对接管中心线重台，其偏差1 5h i m 。测量合格后定位点焊，焊前预热并焊妥烧嘴接管，焊前预热，焊后立即消氢处理，管接头焊缝进行u T 和M T 检查，然后筒身和烧嘴组件中间热处理。3 5气化炉烧嘴组件的二次加工筒身和烧嘴组件中间热处理后拆除防变形工装。然后再利用V T B M 一8 0 机加中心一次装卡，加工好此段筒节上、下端门及坡口，镗加工四烧嘴法兰 密封面包括八角槽( 与八角垫配加工) 及烧嘴法兰接管
10、内壁等，保证两对应烧嘴的同心度和平面度的要求( 见图4 ) 。4 尺寸精度和形位公差的保证及检测措施4 1 工艺措施侧壁四个烧嘴同一平面度与简体中心线的垂直度、两相对烧嘴轴线同轴度的控制：( 1 ) 筒身上、下端面采用机加，保证单节筒身的平行度。( 2 ) 装配时制作一套专用心轴工装，穿过两个烧嘴接管，使两个相对烧嘴接管同心，保证装配精度要求。( 3 ) 焊前焊后采用测微准宣望远镜和经纬仪对烧嘴接管的同心度、平面度进行检查。( 4 ) 烧嘴与筒节组件中间热处理后对烧嘴接管密封面二次加工。图4 烧嘴接管组件加工 4 2 检测措施4 2 1 在筒节组件所需测量的截面上用定心器定出中心点，然后用测微
11、准直望远镜利用已定出的两中心点建立组件中心基准线。4 2 2 利用直角头( 或经纬仪) 在炉体四个烧嘴的中心线所组成的平面位置建立一个与炉体中心基准线相垂直的回扫平面，测量四个烧嘴内孔中心相对于回扫平面的偏差值，四个烧嘴外侧内孔中心最大偏差值即为平面度误差。各烧嘴里侧内孔中心与外侧内孔中心的偏差即为垂直度误差。具体测量方法见图5 所示，测微准直望远镜装置见图6 所示。澍擞准直塑远镜图5 烧嘴装焊过程测量方法示意图图6 测微准直望远镜检测接管同心度4 2 3 烧嘴与炉体装焊过程辅助测量：( 1 ) 用经纬仪将单节筒身中心线调整至与大地水平面垂直。( 2 ) 在筒体中心线上且与烧嘴中心同高度的位置
12、设置一个固定参考目标，将望远镜与水准仪放在所测量的两个相对的烧嘴两侧，用特制对心工装建立两个烧嘴各自的中心线。( 3 ) 用经纬仪测量两个烧嘴的中心线，并调整烧嘴使之中心线处于水平位置，用准直望远镜测量同时调整烧嘴位置，直至满足同轴度要求并且基准直线要通过( 或接近) 固定参考指标，同时保证烧嘴法兰面与基准直线的垂直度。( 4 ) 移动望远镜和水准仪至另一对烧嘴的位置，利用固定参考目标，将这对烧嘴的中心线与已安装完的烧嘴中心线调至同一水平面上，其它测量过程与步骤( 2 ) 、( 3 ) 相同。采用上述测量方法，在烧嘴接管的装焊过程中确保了严格的尺寸精度要求，也为最终保证气化炉整体的精度奠定了良好基础。5 结论通过上述工艺方案和检测工艺措施的实施，成功解决了侧壁四烧嘴组件精度的控制及测量难题，保证了产品的整体制造精度，确保了产品的结构几何尺寸和形位公差，为侧壁四烧嘴与顶部烧嘴结构形式的新型气化炉制造积累了宝贵经验，同时也为这种新型气化炉国产化的推广开辟了广阔的前景。3 9 9监l ；翟仪F躺么
