球罐熱處理方案

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1、宜昌鑫冠化工有限公司年產(chǎn)24萬噸磷酸二銨項(xiàng)目球罐整體熱處理方案編制：審核：批準(zhǔn)：中國化學(xué)工程第十六建設(shè)公司2012年3月11日目錄1.工程概況2.熱處理方法及工藝規(guī)范3.熱工計(jì)算4.熱處理現(xiàn)場工藝設(shè)計(jì)5.熱處理前的準(zhǔn)備工作6.施工組織7.熱處理工藝的評(píng)定8.安全措施1.概況1.1宜昌鑫冠化工有限公司2臺(tái)1000m3液氨球罐安裝工程,根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求及GB12337-98、GB50094-1998等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，2臺(tái)球罐需進(jìn)行焊后整體熱處理，以消除球罐組裝和焊接殘余應(yīng)力。為確保熱處理工程質(zhì)量按要求順利進(jìn)行，特制定以下熱處理方案。1.

2、2球罐主要設(shè)計(jì)參數(shù)：1000m3液氨球罐內(nèi)徑Φ12300mm公稱容積1000m3容器類別Ⅲ類壁厚42mm物料名稱液氨球罐材質(zhì)Q345R設(shè)計(jì)溫度-10~50oC焊縫系數(shù)1.0結(jié)構(gòu)形式八柱三帶三十片混合式柱腿直徑壁厚Φ426*101.3編制依據(jù)1.3.1江西江聯(lián)能源環(huán)保股份有限公司設(shè)計(jì)的施工圖（圖號(hào)：Q11-502-00）1.3.2《鋼制球形儲(chǔ)罐》GB12337-981.3.3《球形儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50094-20101.4熱處理的目的為了消除球罐組裝與焊接的殘余應(yīng)力，穩(wěn)定球罐的幾何尺寸，改善焊接接頭和熱影響區(qū)的組織和性能

3、，達(dá)到降低硬度，提高塑性和韌性的目的，進(jìn)一步釋放焊縫中的有害氣體，防止焊縫的氫脆和裂紋的產(chǎn)生。2.熱處理方法及工藝規(guī)范2.1熱處理方法本次熱處理采用“霍克噴嘴內(nèi)部燃燒法”，以球罐內(nèi)部為爐膛，球罐外部包扎保溫材料保溫，選用0#柴油為原料，將壓縮空氣及燃油同時(shí)噴入噴嘴并霧化用液化氣引燃油霧。隨著燃油不斷燃燒產(chǎn)生的高溫氣流在球罐內(nèi)壁（并在球罐內(nèi)設(shè)傘形罩）對(duì)流傳導(dǎo)和火焰熱輻射作用，使球罐升溫到熱處理所需要的溫度。球體外表安裝熱電偶，用補(bǔ)償導(dǎo)線連接到測溫儀上進(jìn)行溫度測控。2.2熱處理工藝規(guī)范按照GB12337-1998《鋼制球形儲(chǔ)罐》選

4、擇如下熱處理工藝參數(shù)和工藝曲線：恒溫溫度：600℃±25℃恒溫時(shí)間：100min升溫速度50~80℃/h（400℃以下不予控制）降溫速度30~50℃/h（400℃以下不予控制）400℃以上升溫和降溫過程中，球殼表面上任意兩測溫點(diǎn)的最大溫差≤120℃。2.2熱處理工藝曲線圖(如圖2.2)圖2.2圖2.2(C4)3.熱功計(jì)算3.1熱平衡計(jì)算基本公式本熱平衡計(jì)算以下人孔到上人孔之間作為球罐的熱平衡區(qū)域。在一個(gè)工作周期內(nèi)，熱處理過程所需要總熱量∑Q由下式計(jì)算：∑Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6(1)式中，Q1為加熱球罐金屬的有效

5、熱量，Q2為絕熱層散失的熱量，Q3絕熱層蓄熱損失，Q4為燃料油化學(xué)未完全燃燒的熱損失，Q5為燃料油機(jī)械不完全燃燒的熱損失，Q6由煙囪排除煙氣時(shí)帶走的熱量，KJ/h.3.1.1Q1的計(jì)算：下標(biāo)m取1~6；tm分別取0℃，100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃。3.1.2Q2的計(jì)算：m,n,a,均取1~7；th分別取值100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃，625℃。3.1.3Q3的計(jì)算：j取0~7，t'0=te,t'1~t'7依次以100℃為分隔點(diǎn)。3.1.4Q4的計(jì)算：3.1.5Q5的計(jì)

6、算：3.1.6Q6的計(jì)算：3.2工藝設(shè)定液氨球罐溫度區(qū)間/℃升溫速度v0/℃·h-1本周期加熱所需要時(shí)間tm/hte~100601.667100~200701.429200~300601.667300~400601.667400~500502.000500~600402.500600℃±25℃---1.68（保溫）3.3熱物理常數(shù)的規(guī)定低合金高強(qiáng)度鋼物理常數(shù)規(guī)定見表2，密度ρ1=7850kg/m3.（表2）超細(xì)玻璃棉氈的理常數(shù)規(guī)定見表3，密度ρ1=60kg/m3.絕熱層對(duì)空氣的傳熱系數(shù)αa、絕熱層的平均溫度tj及煙氣帶走的熱量

7、的百分率βb見表43.4根據(jù)熱工計(jì)算結(jié)果，選擇"HAUCK"雙噴嘴下燃燒法，選擇9m3/min空壓機(jī)。3.熱處理現(xiàn)場工藝設(shè)計(jì)4.1熱處理工藝系統(tǒng)本次熱處理工程由燃油、供油、熱循環(huán)、測量、柱腿移動(dòng)和排煙系統(tǒng)組成。4.1.1燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)采用噴嘴及風(fēng)、油控制系統(tǒng)，將噴嘴固定在球罐下入孔，根據(jù)熱平衡計(jì)算要求選用合適規(guī)格和數(shù)量的噴嘴，連接好風(fēng)管及油管，通過控制柜來對(duì)熱處理過程進(jìn)行控制，以滿足工藝要求，燃料采用0#柴油，通過油泵送油，壓縮空氣將燃油噴入噴嘴并霧化，用液化氣引燃油霧使燃油進(jìn)行燃燒。燃油系統(tǒng)加熱裝置在投用前要進(jìn)行試漏、試吹

8、、試燒，檢查有無泄漏、堵塞現(xiàn)象，檢查壓縮空氣是否夠用，檢查儀器、儀表是否正常，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)整改。4.1.2供油系統(tǒng)根據(jù)熱平衡計(jì)算，單臺(tái)熱處理耗油量≤4噸，儲(chǔ)油罐一次裝油量應(yīng)保證單臺(tái)球罐熱處理全周期所需油量的1.5倍，故應(yīng)設(shè)備容量為6噸的儲(chǔ)油罐。4.1.3熱循環(huán)系統(tǒng)為了克服“霍