球罐热处理方案 - 教育文库 中国石油化工股份安庆分公司 含硫原油加工适应性改造及油品质量晋级工程 空分/空压站 400m3净化风事故备用球罐和400m3高压氮气球罐 施工技术方案 中核华誉工程有限责任公司 二O一二年四月十八日 1 工程概况 中国石油化工股份安庆分公司〔以下简称中石化安庆分公司〕含硫原油加工适应性改造及油品质量晋级工程空分/空压罐区新建2台400m3球罐，球罐编号为750-T-01、750-T-03，根据球罐的设计制造技术条件和国家现行压力容器制造技术法规、标准要求，需进展焊后整体热处理 采用内部燃油法对球罐进展焊后整体热处理为确保热处理质量满足设计规定的要求，特制定本方案 1.1球罐主要设计参数〔见表1〕 表1 球罐主要设计参数 序号 1 2 3 4 5 6 1.2热处理施工根据 《特种设备平安监察条例》 《固定式压力容器平安技术监察规程》 TSG R0004-2023 《钢制压力容器》 GB150-1998 《钢制球形储罐》 GB12337-1998 《球形储罐施工标准》 GB50094-2023 净化风事故备用球罐说明书 75000EQ-DP50-0 高压氮气球罐说明书 75000EQ-DP50-0201 2 热处理方法及工艺规程 2.1热处理方法 采用球罐内部燃油法进展整体热处理，用球罐腔体为炉膛，球罐外侧用保温材料进展绝热保温作为炉体，选用全自动比例燃烧器进展加热，随着燃油不断燃烧，产生的高温气流在球罐内进展对流传导和辐射，使球罐升温到热处理所需的温度。
2.2热处理工艺标准 工程 球罐规格 设计壁厚 公称容积 球罐材质 操作介质 金属质量 40mm 408m3 Q370R 净化风 ≈97787kg 参数 Ф9200 48mm 408m3 07MnCrMoVR 氮气 ≈110940kg 根据国家现行压力容器制造技术法规、标准要求，选择如下热处理工艺参数〔表2〕和工艺曲线 表2 热处理工艺参数 序号 1 2 3 4 5 6 7 3 热工计算 3.1热工计算参数 表3 热工计算参数 序号 1 2 3 4 工程 球罐内径 d 球罐壳体厚度 δ 材质 球罐金属质量 G 参数 Ф9200mm 40mm Q370R ≈97787kg 48mm 07MnCrMoVR ≈110940kg 580℃ 宜为50～80℃/h 400℃ 自由升温 580±15℃ 2h 宜为30～50℃/h 自由降温 580℃ 宜为50～80℃/h 400℃ 自由升温 580±20℃ 1.6h 宜为30～50℃/h 自由降温 技术指标 净化风事故备用球罐 高压氮气球罐 保温温度 580±20℃ 580±15℃ 保温时间 1.6h 2h 升温速度〔≤400℃时可不予控制〕 宜为50～80℃/h 降温速度〔≤400℃时可不予控制〕 宜为30～50℃/h 升温时的最大温差 ≤120℃ 降温时的最大温差 ≤120℃ 保温时的最大温差 ≤50℃ ≤40℃ 项 目 温度 0 温度 净化风事故备用球罐热处理工艺曲线 时间〔h〕 0 高压氮气球罐热处理工艺曲线 时间〔h〕 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 保温棉厚度 δ 保温层外外表积 S 保温棉重量 G 保温棉密度 γ 钢材比热 C 钢材导热系数 λ1 保温棉导热系数 λ0 保温棉比热 λ 环境温度 ℃ 燃烧油 60mm ≈274m2 1.5T〔采用无碱玻璃棉〕 60kg/m3 600℃：0.586kJ/(kg·℃)；700℃：0.645(kJ/kg·℃) 600℃：32.56W/(m·℃)；650℃：31W/(m·℃) 600℃：0.15W/(m·℃)；700℃：0.187 W/(m·℃) 600℃：1.04kJ/(kg·℃)；700℃：1.04kJ/(kg·℃) 0号柴油〔根据气温选择标号〕 3.2计算 在500℃~600℃区间以50℃/h速率升温时，单位时间耗油量数值最大，详细数值见表4。
表4 热工计算表 公称容积 速率 烟气 m3 ℃/h ℃ 400 表中： Q1—球壳板升温所需热量 Q2—球壳板与保温层的传热损失 Q3—保温层的蓄热损失 Q4—燃料机械不完全燃烧损失的热量 Q5—燃料化学不完全燃烧损失的热量 Q6—炉废气带走的热量 B — 燃料油的用量 4 热处理工艺系统 热处理工艺系统由保温系统、加热与控制系统、检测温系统组成〔见热处理系统图〕 4.1保温系统 球罐热处理保温过程，本质上是常规意义上的筑炉过程，保温材料及保温材料厚度的选用、保温质量的好坏，直接影响着热处理质量根据以往的经历及保温效果，该球罐的保温材料选用无碱玻璃棉被 4.1.1保温工程施工 保温工程施工包括钢带制造、安装及保温层安装三个部分 4.1.1.1钢带制造 (1)钢带采用厚3mm、宽25mm的扁钢制成，扁钢上每间隔600mm，均匀焊接Φ6?160mm50 700 单位时间耗油量 B kg/h 200 Q1 296 单位时间耗热量 10000kJ/h Q2 20 Q3 8 Q4 13 Q5 33 Q6 143 总耗热量 513 的圆钢制成的保温铁钉，钢带构造见下页钢带简图 (2)钢带的保温铁钉与扁钢、Φ10圆钢围成的圆环与扁钢焊接结实。
4.1.1.2钢带安装 (1) 钢带安装全部采用焊接方式 (2) 安装时，钢带沿球罐周向方向均布，与壳体紧贴，上部和下部呈放射状形式，相邻两者间的最大间距为700mm，球罐周向应均匀布置40根钢带每条钢带的长度宜为14m (3) 钢带上的保温铁钉应结实，不得脱落 4.1.1.3保温施工 (1)保温施工材料的铺设要求是：选用厚度为60mm无碱玻璃棉保温被保温层铺设时，两层保温被之间的接缝应错开，每层中保温材料搭接宽度要大于100mm (2)保温材料在整个热处理过程中应贴紧球壳板外表，防止在热处理过程中松动和脱落 (3)保温施工应自下而上逐层进展铺设时，均应用22#细铁丝在钢带保温钉上固定牢靠保温被与壁板之间部分间隙不得大于10mm (4)球罐上的人孔、法兰、接收及连接板均应进展保温,支柱与球壳板连接处向下1000mm范围内，也应进展保温 4.2加热与控制系统 4.2.1燃烧器 根据热工计算，本次球罐热处理最大耗油量为200kg/h，所选用欧克燃烧器的单位时间的最大供油量为251kg/h，完全满足使用要求燃烧器用四个倒链固定在临时搭设的脚手架上，并与球罐底部的下人孔法兰连接，下人孔法兰与燃烧器之间用保温材料隔热、密钢带简图 ～200 ～600 ～600 ～30 ～600 ～200 保温铁钉 Φ6制成 第 页 共 页。