1、 宜昌鑫冠化工有限公司年产 24 万吨磷酸二铵项目球罐整体热处理方案 编制：审核：批准：中国化学工程第十六建设公司2012 年 3 月 11 日目 录1.工程概况2.热处理方法及工艺规范3.热工计算4.热处理现场工艺设计5.热处理前的准备工作6.施工组织7.热处理工艺的评定8.安全措施1. 概况1.1 宜昌鑫冠化工有限公司 2 台 1000m3 液氨球罐安装工程,根据图纸设计要求及GB12337-98、GB50094-1998 等有关标准，2 台球罐需进行焊后整体热处理，以消除球罐组装和焊接残余应力。为确保热处理工程质量按要求顺利进行，特制定以下热处理方案。1.2 球罐主要设计参数：1000m
2、3 液氨球罐内 径 12300mm 公称容积 1000m3容器类别 类 壁 厚 42mm物料名称 液氨 球罐材质 Q345R设计温度 -1050C 焊缝系数 1.0结构形式 八柱三带三十片混合式 柱腿直径壁厚 426*101.3 编制依据1.3.1 江西江联能源环保股份有限公司设计的施工图（图号：Q11-502-00）1.3.2钢制球形储罐GB12337-981.3.3球形储罐施工及验收规范GB50094-20101.4 热处理的目的为了消除球罐组装与焊接的残余应力，稳定球罐的几何尺寸，改善焊接接头和热影响区的组织和性能，达到降低硬度，提高塑性和韧性的目的，进一步释放焊缝中的有害气体，防止焊缝
3、的氢脆和裂纹的产生。2.热处理方法及工艺规范2.1 热处理方法本次热处理采用“霍克喷嘴内部燃烧法” ，以球罐内部为炉膛，球罐外部包扎保温材料保温，选用 0#柴油为原料，将压缩空气及燃油同时喷入喷嘴并雾化用液化气引燃油雾。随着燃油不断燃烧产生的高温气流在球罐内壁（并在球罐内设伞形罩）对流传导和火焰热辐射作用，使球罐升温到热处理所需要的温度。球体外表安装热电偶，用补偿导线连接到测温仪上进行温度测控。2.2 热处理工艺规范按照 GB12337-1998钢制球形储罐选择如下热处理工艺参数和工艺曲线：恒温温度：60025恒温时间：100min升温速度 5080/h （400以下不予控制）降温速度 305
4、0/h （400以下不予控制）400以上升温和降温过程中，球壳表面上任意两测温点的最大温差120。2.2 热处理工艺曲线图(如图 2.2)图 2.2图 2.2 (C4)3.热功计算3.1 热平衡计算基本公式本热平衡计算以下人孔到上人孔之间作为球罐的热平衡区域。在一个工作周期内，热处理过程所需要总热量Q 由下式计算：Q=Q 1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 (1)式中，Q 1为加热球罐金属的有效热量，Q 2为绝热层散失的热量，Q 3绝热层蓄热损失，Q 4为燃料油化学未完全燃烧的热损失，Q 5为燃料油机械不完全燃烧的热损失，Q 6由烟囱排除烟气时带走的热量，KJ/h. 3.1.1 Q1的计算：下标
5、 m 取 16；t m分别取 0，100，200，300，400，500，600。3.1.2 Q2的计算：m,n,a,均取 17；t h 分别取值 100，200，300，400，500，600，625。3.1.3 Q3的计算：j 取 07，t 0=te,t1t7 依次以 100为分隔点。3.1.4 Q4的计算：3.1.5 Q5的计算：3.1.6 Q6的计算：3.2 工艺设定液氨球罐温度区间/升温速度v0/h -1本周期加热所需要时间tm/hte100 60 1.667100200 70 1.429200300 60 1.667300400 60 1.667400500 50 2.000500
6、600 40 2.50060025 - 1.68（保温）3.3 热物理常数的规定低合金高强度钢物理常数规定见表 2，密度 1=7850kg/m3.（表 2）超细玻璃棉毡的理常数规定见表 3，密度 1=60kg/m3.绝热层对空气的传热系数 a、绝热层的平均温度 tj及烟气带走的热量的百分率 b见表 43.4 根据热工计算结果，选择“ HAUCK“双喷嘴下燃烧法，选择 9m3/min 空压机。4.热处理现场工艺设计4.1 热处理工艺系统本次热处理工程由燃油、供油、热循环、测量、柱腿移动和排烟系统组成。4.1.1 燃油系统燃油系统采用喷嘴及风、油控制系统，将喷嘴固定在球罐下入孔，根据热平衡计算要求
7、选用合适规格和数量的喷嘴，连接好风管及油管，通过控制柜来对热处理过程进行控制，以满足工艺要求，燃料采用 0#柴油，通过油泵送油，压缩空气将燃油喷入喷嘴并雾化，用液化气引燃油雾使燃油进行燃烧。燃油系统加热装置在投用前要进行试漏、试吹、试烧，检查有无泄漏、堵塞现象，检查压缩空气是否够用，检查仪器、仪表是否正常，发现缺陷及时整改。4.1.2 供油系统根据热平衡计算，单台热处理耗油量4 吨，储油罐一次装油量应保证单台球罐热处理全周期所需油量的 1.5 倍，故应设备容量为 6 吨的储油罐。4.1.3 热循环系统为了克服“霍克喷嘴内部燃烧法”在对大型球罐加热造成球体下半部温度偏低的问题，我们采用在球罐内加
8、伞罩的办法均温，使球罐内部形成一个热气流的循环（如下图） 。均温罩采用耐热钢或者不锈钢板分片制造，以便在球罐内部组装和拆除，向下呈 120 伞状，也可用平板状。伞罩的的安装位置根据我公司以往的安装经验及正式热处理之前的试验加以确定（由于该两台球罐为1000m3 常规球罐，可不装内部伞罩） 。4.1.4 温度测量控制系统温度测量监控系统由热电偶，补偿导线，DR 030 B 数字温度巡回检测仪或WP-80 多路巡检显示控制仪对温度进行智能化测量，然后根据测量结果进行控制，所有风管、油管、液化气管及测温线路均通过控制柜，便于操作与控制，热处理过程中，要观察火焰，通过调节气阀、油阀使之正常燃烧。一般先送风，后送油，风和油应按比例缓慢调节。4.1.4.1 测量点布置按照 GB12337-1998钢制球形储罐有关技术标准的要求，本次热处理共设测温点 26 个，球罐总共分 3 带，测温点应均匀布置在球壳表面，相邻测温点间距应4500mm，距入孔与球壳环缝边缘 200mm 以内及产品试板上必须设测温点。详见测温点布置图。4.1.4.2 热电偶安装按测温点布置图要求将热电偶牢固地点焊在球壳外侧，试板应单独另设热电偶。补偿导线应妥善固定，以防烧毁。各热电偶型号均为 K 型镍铬- 镍硅，补偿导线采用 K 型双芯线。4.1.4.3 温度监测
