球罐热处理方案.doc

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 工程概况 热处理方法及工艺规范 热工计算 热处理现场工艺设计 热处理前的准备工作 施工组织 热处理工艺的评定 安全措施 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： 1000m3液氨球罐 内 径 Φ12300mm 公称容积 1000m3 容器类别 Ⅲ类 壁 厚 42mm 物料名称 液氨 球罐材质 Q345R 设计温度 -10~50oC 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 Φ426*10 1.3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》GB12337-98 1.3.3《球形储罐施工及验收规范》GB50094-2010 1.4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：600℃±25℃ 恒温时间：100min 升温速度 50~80℃/h （400℃以下不予控制） 降温速度 30~50℃/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) 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=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 (1) 式中，Q1为加热球罐金属的有效热量，Q2为绝热层散失的热量，Q3绝热层蓄热损失，Q4为燃料油化学未完全燃烧的热损失，Q5为燃料油机械不完全燃烧的热损失，Q6由烟囱排除烟气时带走的热量，KJ/h. 3.1.1 Q1的计算： 下标m取1~6；tm分别取0℃，100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃。 3.1.2 Q2的计算： m,n,a,均取1~7；th分别取值100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃，625℃。 3.1.3 Q3的计算： j取0~7，t0=te,t1~t7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/h te~100 60 1.667 100~200 70 1.429 200~300 60 1.667 300~400 60 1.667 400~500 50 2.000 500~600 40 2.500 600℃±25℃ --- 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ρ1=7850kg/m3. （表2） 超细玻璃棉毡的理常数规定见表3，密度ρ1=60kg/m3. 绝热层对空气的传热系数αa、绝热层的平均温度tj及烟气带走的热量的百分率βb见表4 3.4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。 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