首页 > 文章中心 > 常见煤气化技术及工艺特点

常见煤气化技术及工艺特点

开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了八篇常见煤气化技术及工艺特点范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!

常见煤气化技术及工艺特点范文第1篇

【关键字】煤化工技术;发展;新型煤化工技术

1.前言

世界上储存最丰富的化石能源是煤炭,但是随着经济全球化发展,煤炭的消耗越来越大。因此在倡导节能减排保护环境的号召之下,发展新型煤化、调整能源化工结构日趋重要。探究煤化工技术以及新型煤化工技术具备实际意义。

2.煤化工技术的发展

煤化工即是以煤作为原料,在化学加工下将煤炭转换成固体、液体以及气体燃料及其他各种化学品,最终产出各种各样的化工产品。依据生产工艺和产品差异分成了煤焦化、煤气化、煤电石以及煤液化几条生产链。

1)煤焦化

煤焦化也称之为煤干馏,是把煤与空气隔绝加上强热分解的过程。煤化工包括了一次、二次和深度化化学加工过程,煤化工的产品有焦化产品、气化产品、液化产品还有合成气化工产品,焦油化工产品,电石乙炔等。这些化工产品广泛在应用在工业,农业,医药,化工染料,炭素等行业之中,许多煤化工产品是石化工产品都无法取代的。

2)煤气化

煤通过热化过程,在高温下借助化学药剂进行化学反应把固体的炭转化为气体混合物的过程。用气化剂包括(水蒸气,空气,二氧化碳)与煤炭的碳发生均相反应。此外,煤通过热分解之后的气态物(二氧化碳、水蒸气、烃类)等也能和热碳发生均相反应。根据气化的方法,气化的外在条件以及煤的性质不一样,气化的气体的组成也大不相同。依据煤气炉内开成气体的过程特点,可以把煤层从上到下的分为(干燥、干馏、还带、氢化)带与灰层,在干燥与干馏带之中,煤是返到高温的加热而失放出的水分并蒸发。余下的是焦炭在还原带中发生的氧化反应。经过气化后的煤是粗煤气,通过净化加工之后,就生成各种化学品。

3)煤液化

煤液化是指将煤中有机质进行转化为流质产物,最终达到利用液态的碳氢化合物代替石油及其相关制品的目的。液化包括真接跟间接技术两部分,具大的产品市场,发展工艺及工程技术并提升到一定高度,是世界新型煤化工技术和相关产业的重要战略方向。

①直接液化煤;早在1913年德国科学家就发明了直接液化。就是在高温下在溶剂作用,将煤炭和气态氢进行反应,增加了煤炭中的氢含量,最终成为液体过程。到了1927年研究者又使用了硫化铜与硫化钨做催化剂,把液化分成了气相加氢与糊相加氢两个阶段,有效解决工程化的问题,并且建设处规模巨大的煤直接液化的企业。随着发展,如今各种规模的煤直接液化企业林林总总,各式各样的。

②间接液化;1923年德国皇家煤炭研究生的化学家提出了间接液化煤炭。这种方式就是将煤炭作为了原材料,经过气化合成了CO2+H2的气,再将这种气作为原料,通过催化剂催化,采用F-T合成为液态的烃类产品。

在几次石油危机影响下,德国、美国等各个国家都比较重视开发煤炭的直接液化新技术,组织出大批的科研开发机构以及各种研发工作,经过大力开发之后出现了多种工艺,其中具备代表性工艺有SRC(溶剂精制煤工艺)、EDS(供氢溶剂法)、H-Coal(氢煤法)等等。

3.新型煤化工技术

随着现代化技术高速发展,煤化工技术也在不断前进,在这种形式下就出现了新型煤化工技术。而新型煤化工技术并不是单一的,而是涉及到几个方面的技术。本文就从三个方面探讨煤化工技术。

3.1 煤气化技术

这种技术主要是以德士古、鲁奇以及壳牌等各种炉型比较常见,在我国都引入过上面几种炉型作为生产合成气以及化工的产品。这种技术主要是使用了多组分的催化剂,通过化学合成出含有异丁醇(60%)与甲醇(40%)混合物,并将异丁醇经过脱水之后就成为了异丁烯,这样就能够将合成气制取成为甲基叔丁基醚,这种技术就是由煤炭和天然气作为原料,进而制取出高辛烷值的添加剂。

3.2 用煤作为原材料产出甲醇以及各种化工产品

如今生产甲醇主要是用天然气作为主要材料。因为相比之下我国储存煤炭量远远超过了天然气以及石油的储量,故此在较长一段时间中生产甲醇主要还是依靠煤炭作为主要原料。而甲醇同样还是重要化工原料,经过了羰基化之后还能够制取出醋酸酐、醋酸、草酸以及甲酸等各种重要化工产品。经过开发研制后,西南化工研究院成功从甲醇羧基化中成功制取出了醋酸酐与醋酸工艺的软件包,如今正在进一步扩展出整个系列产品,实现的生产产业化。在Pd的催化之下,甲醇和亚硝酸能够进行反应生成了草酸,成为了合成草酸新的途径。而且一些公司将甲醇与CO通过叔二胺和乙烷作用下,通过加压发生羰基化反应,就能够得到了甲酸甲酯(HCOOCH3),其中的转化率是80.7%,选择性达到了99.4%。

3.3 用煤作为原材料合成烃类

经过相关专家多年的研究之后,实现了将甲醇进行裂解而制取出烯烃。中科院设置在大连的化物所在该方面研究领先世界,其转化率的成功达到了100%,而烯烃选择性居然达到了85%~90%;但是在研究转化过程之中有一些核心问题还没有被解决,还影响着整个转化过程,所以要想将这项技术实际化还需要进一步开发和实践。而且对于甲烷不按照造气的工序,而是直接经过氧化脱氢产生出乙烯逐渐被研究者所重视,经过多年努力甲烷的转化率达到了25%~35%,而C2选择性也达到了70%~80%,成为了新型煤化工技术中比较重要的项目之一。

4.结束语

总而言之,新型的煤化工产品成为了国内规模大、前景较好产品,同时也是解决石化产品不足的重要途径之一。但是要生产出产品就必须要依据煤化工技术,这是最基本的保障。因此就要清楚煤化工技术发展,进而探究新型煤化工技术才具有实际价值。

参考文献

[1]李丽.煤化工产业发展之我见——煤化工产业发展面对的机遇和挑战[J].煤2009,18(11)

[2]李华民.王永刚.初议煤化工产业现状及技术发展趋势[J].煤炭工程2009(11)

[3]华炜.关于煤化工产业发展的几点思考[J].2008

[4]陈元春.金小娟.我国煤化工产业发展状况评述[J].煤炭工程2009(5)

常见煤气化技术及工艺特点范文第2篇

Abstract: Based on the characteristics of Coal Chemical Technology course, and combined with the author's teaching experience, this article discusses on how to make students understand, recognize and apply the professional course. The author's teaching experience is stated in this article in hope of getting more improvements and support in the future teaching.

关键词: 煤化工工艺学;教学;体会

Key words: coal chemical technology;teaching;experience

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)02-0238-02

0 引言

《煤化工工艺学》是煤化工专业的专业必修课,煤化工专业在我校是属于化学工程与工艺专业的一个方向。为了顺应国家大力发展煤化工产业的大战略,培养煤化工专业的应用型人才迫在眉睫。而只有学懂《煤化工工艺学》,才能基本了解煤化工专业的实质内涵。《煤化工工艺学》课程的主要内容包含:煤的低温干馏、炼焦、炼焦化学产品的回收与精制、煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治,内容涉猎了煤的绝大部分转化原理、工艺及其方法。通过本书的学习,可以使学生获得专业基本知识,具备在专业生产第一线工作的基本能力。所以教授好这门课程,并且使学生获得必要的收效显得尤为重要。

《煤化工工艺学》是一门以应用为主的专业技术课,学生学起来比较抽象难懂,因此比较科学而易懂的讲授方法,才能够与学生引起共鸣,达到较好的收效。这门课程的基础课是《煤化学》、《有机化学》、《化工原理》、《物理化学》等,作者本人讲授《化工原理》和《煤化学》课程多年,同时结合自己多年的生产实践经验,在驾驭这门课程方面谈一下自己的教学体会。

1 合理分配课时,顺应人才需求

我校引用的《煤化工工艺学》教材是大连理工大学郭树才老师编写的,建议课时80学时。而我校在教学计划中规定课时是128学时,大三下80学时,大四上48学时,因此在分配教学内容时,笔者将煤的低温干馏、炼焦、焦化产品回收与精制三大部分放在大三下的80学时里,把煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治放在大四上。这样分配的优点在于:大三下的内容主要是传统煤化工的精髓,学生利用较多的学时理解、消化、吸收;大四上的内容主要是新型煤化工的知识,并且是传统煤化工与石油化工的交汇。从我校的特色办学里可知,我校的煤化工专业既保留了煤化工专业的特色,又吸收了石油加工专业的营养,具有大化工的优势。同时,由于国内现在煤化工的开发利用重点在煤气化、煤液化以及煤制天然气等方面,所以把新型煤化工知识放在这个学期学习,可以使参加应聘的同学很容易回忆起所学过的东西,面试时更有自信。

2 内容详略有当,紧跟学科前沿

郭树才老师的《煤化工工艺学》是按照80学时的课程来设计的,我们拆开来讲解,如果只理解课本上的知识远远不能满足教学需求,因此,必须依托课本,适度引进《炼焦工艺学》、《煤化学产品工艺学》、《煤炭气化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭间接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工过程中的污染与控制》等相关教学内容,才能达到既使课堂内容饱满,又使学生了解学科前沿,了解新装置、新技术、新工艺的发展动态,具有对新装备、新技术、新工艺、新方法理解、运用和掌握的初步能力。

比如在第一章,煤炭的低温干馏内容里,实质重点是煤的低温干馏和中温干馏的基本原理、工艺过程、主要设备以及主要技术,为第二章煤的高温干馏做足了铺垫。在讲解的过程中,笔者就结合国内的央企大唐国际比较成熟的“褐煤提质工艺”,以及《煤化学》教材中讲到的相关煤的基本性质与工艺性质来做适当重点讲解,这样,既使学生回顾起来《煤化学》课本上的基本重点知识,又使学生了解了煤低温干馏工艺的风向标,既满足了学生的专业好奇,又为未来就业打下良好基础。在第二章炼焦内容里,大量引进《炼焦工艺学》的基本原理、工艺过程、国内外主要焦炉类型、焦化工艺等的主要内容,同时也结合国内鞍山焦耐院与化六院开发并且使用的各类大型焦炉,展开评价,既使学生把握了煤的高温干馏的基本知识,也使学生认识到了煤焦化的瓶颈以及突破的入口,为未来煤高温干馏的技术研发打下深厚的基础。在第三章炼焦化学产品回收与精制一章,除了详细讲解煤气净化过程中如何提取并且回收重要的化学产品,同时也就目前比较看好的苯加氢工艺,以及煤焦油加氢工艺做了必要的阐述。使学生了解了课本知识的同时,也较好的把握了国内煤化工专业动态,为自己选择专业方向做好了准备。在第四章以后的煤炭气化、煤炭液化等新型煤化工知识方面,更是结合国内现在的煤化工产业动态,在讲解气化原理、气化设备、气化工艺的同时,结合本人对欧洲煤化工技术的考察,把学生引进以煤气化为基础的碳一化工领域,使学生对未来煤化工发展的大战略有了初步的思考,并对就业有了更深刻的认识。在煤化工产业的背后,实质是大量的能耗、大量的污染,如何解决,必须要使学生了解污染产生的主要环节,污染物的主要类型,针对不同性质的污染如何在生产的初、中、末,采用必要的技术消除。因此,学生在学习知识的同时,也知道了自己的专业不仅可以去煤化工行业去就业,也可以去环保、能源动力方面去就业,拓展了思维,开阔了眼界。

3 教学方法灵活,学科联系紧密,学生互动加强

在《煤化工工艺学》的教学过程中,如果仅仅是循规蹈矩地一味去讲解,学生会觉得枯燥、晦涩、难以进入模型。因此,教学方法的灵活多变可以促进学生的理解。

首先采用比拟的授课方式,为学生建立立体的图形,使学生对设备及工艺加深认识。比如在讲解煤加工的设备时,我们习惯称“炉子”,使学生与家庭里常见的火炉联系起来,建立形象化的模型,然后,把模型拆开来,逐一再理顺,大家就对设备有了直观的认识。然后又把“炉子”与化工生产中的“反应器”联系起来,大家就知道了在不同的领域,设备的叫法有所不同,但是原理基本相似;再就是在焦炉的认识过程中,我把学生坐的桌子和椅子分别形象地比拟成“炭化室”和“燃烧室”,使大家直观地对焦炉建立起了立体的印象,然后再把成焦过程中模型分解开来画在黑板上,大家就很直观地对“单向供热”、“成层结焦”有了更深刻的体会。其次采用相关专业课的知识关联,强化了专业理论的理解,同时也强化了相关专业课的应用。比如在学习《煤化工工艺学》之初,先复习《煤化学》相关知识重点,使大家为不同煤化度和不同性质、不同产地的煤种如何应用,对号入座;在讲到焦炉燃烧系统及烟囱的流体流动时,我们及时地与《化工原理》课程的精髓之流体流动和传热对接,把各个环节流体流动的性质分析到位,同时把如何废气循环和节能关键点抛给学生,使学生带着问题去思考,培养大学生分析问题和解决问题的能力;还有在讲解炼焦化学产品的回收与精制过程中,及时与《化工原理》里吸收及萃取的单元操作联系起来,使学生在学习本专业课的同时,把握了专业基础课如何应用的方法,既促进了本专业的理解,也促进了其他课程的学习,一举两得。再次,利用复杂的工艺流程路线图,强化训练,启发学生快速识别并分解工艺路线。教会学生如何去理清复杂的化产回收工艺流程图,然后再自己去设计工艺加工步骤,既可以快速地理清工艺,又可以把机械制图及AUT CAD用到实处。在工艺学的学习过程中,不仅仅是学会原理、工艺,认识设备,识别流程,更重要的还有如何去设计、开发,因此,组织学生讨论,带着问题去学习思考,利用相关知识去引导学生自己动手,写专业小论文,进行相关工艺设计,工艺计算以及工艺设想,掌握专业领域内工艺与设备的基本设计能力,很值得去推广。

参考文献:

[1]赵振新.《煤化工工艺学》的教学法思考[J].化工时刊,2012(07).

常见煤气化技术及工艺特点范文第3篇

【关键词】锅炉 燃烧系统 技术

我国是能源生产和消费大国,随着我国国民经济的快速发展,能源供应与经济发展的矛盾日趋尖锐,与工业发达国家相比,我国单位能耗所创造的经济收入较低,提高能源使用效率,降低能源消耗是我国面临的首要任务。

近年来,装机容量在330MW以上的火力发电机组已在我国电力企业中得到普及运营。典型的300MW级机组本体部件已标标准化和模块化,有些机组在叶片的出口角度和高度方面有些差异。300MW级机组一般由高压、中压和低压三个双层缸组成,高、中压缸分缸布置,通流部分反向布置。其主要技术参数有[1]:

额定功率 330MW 额定转速 3000rpm 主蒸汽压力 16.75MPa

主蒸汽温度 540℃ 主蒸汽流量 1180t/h

工业锅炉年消耗煤炭已达我国煤炭总产量的33%以上,我国工业锅炉普遍存在能耗过大、热效率低、设备技术水平相对落后、运营管理不健全等问题。

1 330MW机组锅炉燃烧系统常见问题

(1)层煤是我国燃煤工业锅炉的主要燃烧方式,然而我国燃煤供应市场仍然是卖方市场,煤矿企业没有根据煤质量及粒度情况进行加工分类就直接供应原煤,造成煤质多变,对工业锅炉的运行产生不利影响,运行调整困难,使燃煤得不到完全燃烧,热效率下降。

(2)某些锅炉制粉系统由于采用了双进双出磨煤机和静态分离器,由于静态分离器出口的一次风管煤粉浓度的偏差,致使各燃烧器间的一次风分配不均,锅炉路炉膛内产生较大的热负荷和汽温偏差,严重的甚至引起爆管、高温腐蚀等事故。

(3)我国工业锅炉的主体类型是层燃炉,水垢、烟垢、集灰、漏风等环境因素常常影响锅炉运行中尾部受热面,导致受热面热阻增大,传热效果降低,排烟温度过高,排烟热损失高于20%以上,炉膛燃烧状况不稳定,炉膛内烟气流动紊乱,燃煤没有充分燃烧,锅炉实际运行效率仅有设计效率的60%左右。

(4)一些锅炉采用了低氮燃烧器,同时其二次风喷口为小喷口,导致二次风补不足,造成煤粉燃烧不完全,锅炉运行中受结焦、一次风喷口燃烧器热负荷偏高等问题,严重影响锅炉燃烧系统正常运行。

(5)我国燃煤工业锅炉设备整体技术水平落后,大部分设备仍没有实现自动检测和调节的功能,设备运行智能化程度低,仅仅依靠司炉工的经验和手工完成加煤、调风、除渣、给水、排污等操作。一些设备主机与辅机不配套,燃烧与换热、水处理、除尘脱硫,余热回收和灰渣综合利用等技术严重滞后。

2 330MW机组过滤燃烧系统应用新技术

近年来,为了提高锅炉燃烧热效率,一些新炉型、新技术、新工艺不断研发和推广应用,主要有以下几个方面:

(1)等离子体点火技术的主要装置是由线圈、阴极、阳极等组成的等离子发生器和燃烧器,等离子体点火技术的基本原理是利用等离子体发生器产生电极接触引弧,并通过强磁场控制,获得稳定功率的直流空气等离子体,等离子体在燃烧器的中心燃烧筒中形成温度极高,梯度极大的局部高温区,使煤粉颗粒破裂粉碎后迅速燃烧吸收热量并释放出挥发物,加快煤粉的燃烧速度,从而提高煤粉的燃烧效率。[2]

(2)双尺度燃烧技术一般采用新型低 燃烧器与燃尽风相配合的设计,通过在锅炉内组织合理燃烧实现高效燃烧,有效降低 排放量30%-60%左右,成本较为低廉,燃烧稳定性较好,同时具有有效防止结焦以及高温腐蚀的功能,目前已获得较广泛的应用,取得了积极的效果。

(3)气化小油枪系统主要由气化小油枪、燃油系统、压缩空气系统及高压风系统等组成,通过手动或远程操作控制系统对其进行控制。其原理是利用高速射流的压缩空气将燃料油击碎雾化成超细油滴进行燃烧,这些超细油滴能在极短的时间内完成燃烧气化,大大提高燃烧效率及火焰温度,同时降低油耗,实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。

(4)选择性非催化还原法脱硝技术(SNCR)的基本原理是将氨气或尿素等还原剂喷入锅炉炉膛中,将烟气中的 还原为 、 和其它副产物。该技术具有系统结构简单、操作方便、投资小等特点。

(5)链条锅炉加煤粉复合燃烧技术[3]有机地结合了链条 炉排层燃和煤粉悬浮燃烧两种不同的燃烧方式,这种复合燃烧方式具有煤种适应性好、操作便捷、劳动强度低、燃烧效率高度等优点。

(6)煤气化无烟燃烧技术综合了煤气发生炉和层燃锅炉燃烧技术的特点,是一种新型的洁净燃烧技术。该技术使煤的燃烧和气化过程均在一个锅炉炉膛内进行,并对在炉内的飞灰采取强化分离燃烧等措施,可以有效的消除环境污染问题。

(7)循环流化床燃烧技术的原理是采用各种工农业废弃物、化石以及各种生物质燃料在流化状态下燃烧,由于各种细小的颗粒均在燃烧室上部燃烧,没有燃尽的各种细小颗粒被吹出并通过设置在燃烧室的上部设置分离器进行收集后送回炉膛内循环燃烧,该技术具有适应性强、灰渣可再利用、燃烧效率高、环保节能等优点,但燃烧锅炉结构较为复杂。

3结语

总之,300MW机组锅炉燃烧系统新技术使用时,能较大幅度地减少煤炭或其他燃料的消耗,提高了燃烧效率。各电力企业要结合自身实际需要,锅炉的实际状况及煤质的特点,选用适合企业自身发展的新技术,提高企业经济效益。

参考文献:

[1]樊泉桂,魏铁铮,王军.火电厂锅炉设备及运行.中国电力出版社,2001.

[2]吴必科,曹宇飞.等离子点火技术在直吹式制粉系统锅炉上的应用[J].锅炉技术,2004,35(4):43~46.

常见煤气化技术及工艺特点范文第4篇

【关键词】冷箱内铝合金,难点,焊接技术

中图分类号: TG4 文献标识码: A

一、前言

质量是施工本身的真正生命,也是社会关注的热点。在施工技术处于高度发展的今天,施工质量关系到工程的顺利进行。因此,大型空分装置冷箱内铝合金焊接施工技术显得尤为重要,在焊接施工过程中,任何一个环节、任何一个部位出现问题,都会给工程的整体质量带来严重的后果。

二、大型空分装置冷箱内铝合金的概述

随着全国各地煤化工项目的陆续建设,为煤气化装置提供高压气源的空分装置也应引起高度重视。从目前空分装置的运行和检修中发现了一些问题,常见的有冷箱内管道拉裂、漏液和阀门卡住等情况,为检修带来许多麻烦,造成重大经济损失。空分装置主要生产产品有氧气、

氮气,它们要求在高压低温状态下产生。而输送和产生O2的管道和设备必须是无油无垢,根据这些产品特殊性的要求,空分装置冷箱内工艺管道多采用经过脱脂且耐低温的铝合金材料。铝合金材料本身的特点及空分装置生产工艺的特殊性决定铝合金管道清洗、脱脂、加工、组装、焊接等工艺和要求与一般碳钢材料不同。目前铝合金的焊接技术还很不成熟,大部分焊工对铝合金焊接缺乏经验,加上铝合金本身要求的工艺条件也比较苛刻,容易出现不同程度的焊接质量,进而对产品质量和装置稳定运行周期造成不同程度的影响。

三、大型空分装置冷箱内铝合金焊接中的难点

1、冷箱内铝合金焊接工作量大

大型空分冷箱含内部设备、工艺管道、电气仪表的安装工艺非常复杂,安装质量要求高。铝合金管道的材质为LF2、LF两种,现场铝合金焊接工作量大。台铝合金设备需要现场焊接组对,而且分馏塔在冷箱内由3段现场组焊而成,所以铝合金焊接是施工的难点。

2、对焊接变形控制严格

铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的2倍,铝凝固时的体积收缩率较大,铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、较高的内应力及热裂纹,因此,铝合金焊接时需采取预防焊接变形的措施。冷箱内主分馏塔高度高且管道和设备热胀冷缩变形量大,因此冷箱内分馏设备和管道安装的垂直度要求较高,并且所有固定支架均考虑了热胀冷缩的影响。

3、引弧时不允许钨棒与工件接触

不得在母材或焊缝区直接进行,应将钨极在引弧板上燃烧炽热后,再到焊缝处引弧。因为冷的钨棒极易引起爆破喷钨造成熔池夹钨,影响焊缝质量。熄弧操作正确与否直接影响焊缝质量和成型美观,要求熄弧时应将弧坑填满,缩小熔池,避免产生缩孔,终点的结合处应焊过20~30mm。

4、清理焊件和焊丝

保证其施焊表面无油污和氧化物,焊丝必须按照规定清洗与烘干,同时尽量选大直径的焊丝。送丝操作、焊丝的添加和焊枪的运行动作应配合好,焊口表面尚未达到熔化温度时,焊丝的末端不应处于电弧区的氩气保护层内。待熔池加热到一定温度,处于流动状态时,立即将焊丝送入熔池。熔池宜小些,送丝速度可快些,尤其是不加衬圈的焊口。在局部有间隙时,则送丝速度要更快些,连续推送,否则易造成烧穿。在定位焊和开始焊接时,必须保证不烧焦或烧熔不锈钢垫环,在引弧时不得直接指向垫环,应偏向一侧或者对准放入焊缝间隙的焊丝,形成熔池后,就可避免垫环烧穿。

5、对于单面焊的第一遍焊道必须保证焊透,透过均匀

焊工操作时可通过观察熔池的大小和塌落情况来判断是否焊透,并在适当的时候向熔池送入焊丝,然后慢慢移动焊枪,遇到有定位焊之处,可适当拉长电弧,放慢速度,以保证焊透。铝的特点是导热快,焊接时需要的热量较大,一般固定焊口底部的起焊点易产生未焊透现象。

四、大型空分装置冷箱内铝合金焊接施工技术

1、分馏塔组对的现场焊接控制

根据设备到货状态,冷箱内有三台铝制设备需要现场组对,这三台设备的具体参数见冷箱内现场组对铝制设备表。其中分馏塔需要现场组对两道口,按照技术要求在所有现场组对的四道设备焊接口中分馏塔与上塔下段组对的焊口必须进行射线探伤检验,检验要求为Ⅲ级合格,其余焊口只须 PT 检测。

分馏塔上塔与下塔的主冷却器用刀片式切割机割去盲板后用机械方法清理焊接区,并打坡口,即可开始组对定位焊,定位焊必须保证板边错边量及塔体垂直。定位焊及正式焊接不得在雨雪天或相对湿度 80。以上的环境下进行。环境温度在 5℃以下时冷箱内应有加温措施,焊接时应该采取预热的方式,组对定位焊完成之后,根据塔体可能引起的垂直度及塔板水平度变化确定(即利用焊后变形来进一步矫正垂直度及水平度)正式焊的顺序。分馏塔的组对要求是既要保证塔体组对的错边量又要保证垂直度。组对定位焊及正式焊接采用三组均布,每组两人同时双面横焊。

2、铝合金管线的焊接施工

空分装置冷箱内管道空间位置紧凑,分布复杂,管径大小不一。为保证施工质量,管道施工应尽可能在冷箱外预制后在冷箱内组装。施工前必须根据管道平、立面图绘制管道单线图,甚至利用制作模型的方法来提高管道预制的深度、质量和速度。铝合金管道预制需在室内进行。由于铝合金较软,其标准电位值 1.67 伏,预制场地上应铺设 4 毫米厚的橡胶垫,以防产生电位腐蚀。铝合金管道制作必须与碳钢和不锈钢等分开。铝合金管道安装必须按照先大管,后小管;先下部,后上部;先主管,后辅管;先预制,后配置的原则;加热管与低温管、液体容器壁面距离不小于 300 毫米;管道安装从空分装置冷箱上部开始向下进行。铝合金管道制作安装使用的工具为不锈钢丝刷、铝制水平尺、木榔头、尼龙绳等。在管道吊装时,应采取保护措施,以防止损伤管道表面,如索具外套橡皮管、索具间用支撑撑开等方法。铝合金管坡口采用机械加工的方法。不同壁厚的对接焊应有 14°的过渡段。

3、铝合金焊接特点分析

(一)、铝在空气中及焊接时极易氧化

生成的氧化铝熔点高、非常稳定,不易去除,阻碍母材的熔化和熔合。氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺陷。铝材表面氧化膜吸附大量的水份易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜。

(二)、铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多

铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属,选择稍大一点焊接线能量。为了获得高质量的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施。

(三)、铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢

在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。因此,对氢的来源要严格控制,以防止气孔的形成。

(四)、铝合金硬度较差

在施工过程中要采取各种成品和半成品的保护措施,如吊装时钢丝绳外要加橡皮套或专用吊装带,管道组对时要用软性榔头(木头或橡胶榔头)敲打。特别是冷箱内设备和管线安装后防高空坠物方面要求非常严格。

五、结束语

可以相信,在对大型空分装置冷箱内铝合金焊接施工技术有清醒认识的基础上,在管理人员的管理下,通过施工人员落实焊接施工技术,改善焊接中存在的问题,焊接施工技术中存在的问题一定会得到遏制,大型空分装置冷箱内铝合金焊接施工技术一定会逐步提高。

参考文献

[1]柳金海,陈百海.金属管道焊接工艺便携手册.机械出版社,2005:32