球罐整体热处理方案

目录

1、编制依据 (2)

2、球罐热处理前，应具备下列条件 (2)

3、热处理工艺 (3)

4、加热方法 (6)

5、保温方法 (6)

6、热处理设施安装主要要求 (7)

7、温度控制措施 (8)

8、热处理操作进程 (8)

9、热处理人员的组织与管理 (10)

10、安全注意事项 (11)

11、工作计划安排 (11)

2000m3液化石油气球罐热处理方案

一、编制依据

1.1xxx180万吨/年催化裂化装置及配套设施技改工程成品油罐区及泵房4台 2000m3液化石油气球罐施工图；

1.2《钢制球形储罐》GB12337-98；

1.3《球形储罐施工及验收规范》GB50094-98。

二、球罐热处理前，应具备下列条件

2.1球罐球体、入孔、接管及预焊件等必须全部焊接完毕，并经外观检察和无损探伤检查合格。

2.2所有无损探伤检查工作必须作完。

2.3球罐内外表面质量和几何尺寸应检验合格，记录齐全。

2.4产品试板焊接检查合格，并经监检人员确认，试板在球壳上固定应牢固。

2.5所有原始资料齐全，并经质保系责任人员签字认可，经监检单位和甲方确认。

2.6热处理系统装置必须全部安装好，各系统应调试完毕。

2.7供电系统经全面检查合格符合要求，并和有关部门联系，确保热处理期间不断电。

2.8应掌握气象资料，热处理应避开大风与下雨天气。

2.9各岗位人员应齐全到位，并经培训上岗，分工协作。

2.10施工技术方案应向有关人员交底。

2.11在脚手架及外围搭设雨布，以便防雨、防风且备用 20kw 柴油发电

机1台，防止停电，并准备消防器材防止火灾的发生。

三、热处理工艺

3.1热处理工艺系统

本次热处理工程由燃油、供油、测量、柱腿移动和排烟系统组成。3.1.1燃油系统。燃油系统采用枪式燃烧器，燃烧器与球罐下入孔相接，采用一套微机系统对热处理工程进行智能化控制，以满足工艺要求，燃料采用0号柴油通过油泵送油，经电磁阀控制进入喷嘴喷出，燃烧器鼓风机由底部送风助燃，雾化燃烧油，自动电子点火器点为燃燃油进行燃烧。

3.1.2供油系统。根据热工计算，本次罐热处理最大耗油量为874L/h，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。

3.1.3温度测量控制系统。

温度测量监控系统由热电偶，补偿导线和一套PC-WK型集散控制系统对温度进行智能化测量和控制。

3.1.3.1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18个，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（见下图）

3.1.3.2热电偶安装。采用储能式热电偶点焊机，按图二要求将热电偶牢固地点焊在球壳外侧，烟道气和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。

3.1.3.3温度监测。温度监测配置两套系统，一套是EH100-24长图自动平衡记录仪3台，共可记录72个测温点，另一套是微机集散型温度监控系统，3秒钟扫描一个测温点巡回检测各测温点的温度，并与设置的热处理工艺曲线进行比较对照，从面向燃烧器给出具体燃油控制理，同时按工艺每30分钟打印1份各点温度的报告。

3.1.4柱腿移动措施。热处理前将罐支柱杆及地脚螺栓全部松开，以保证热处理过程中位移，在每一个柱腿处安装千斤顶一台，并对每个柱腿处设置垂直标准点（径点环向）柱腿移动前在基础板上做出移动量刻度进行移动。柱腿移动量由公式L=DO×a×t计算。

式中a—材料的线膨胀系数DO—球罐直径

3.2热处理温度确定为570±20℃。

3.3热处理时，最少保持恒温时间分别为为 1.6 小时（按40mm厚球罐）3.4加热时，在 400℃以上，升温速度宜控制在 50-80℃/h 范围内，降温时，从热处理温度到 400℃的降温速度宜控制在 30-50℃/h 范围内，400℃以下可在空气中自然冷却。

3.5在 400℃以上升温或降温时，球壳表面上相邻两侧温点的温差不得大于 130℃。

3.6根据以上要求，特制定本球罐热处理工艺曲线图如下：

3.7热处理设备系统由以下系统构成

3.7.1烧嘴系统：即霍克式烧嘴；

3.7.2供油系统：柴油罐、齿轮泵、加热器、流量计及管路；

3.7.3供风系统：空压机、空气贮罐、分气罐及管路；

3.7.4液化石油气系统：液化气减压阀及管路；

3.7.5测温系统：热电偶、补偿导线、温度自动记录仪；

3.7.6柱脚移动机构：千斤顶、移动指示；

3.7.7保温：保温岩棉毡 50mm，两层错开。

四、加热方法

采用轻柴油内燃加热法。将整台球罐作为炉体，在上人孔处安装一个带调节挡板的烟囱 DN500×3000（烟囱大样图见下图），下人孔处安装一组辉光火焰喷射器（霍克式烧嘴），烧嘴要设在球体中心线上，以使球壳板受热均匀。以0# 轻柴油为燃料，以液化气作为辅助燃料。首先点燃常燃火嘴，然后用压缩空气将柴油雾化并点燃加热球体。按照热处理工艺曲线要求控制加热过程。

五、保温方法

球罐保温材料采用超细玻璃纤维毡，总厚度100mm保温棉采用钢带和保温钉固定，安装保温棉块时要用14#铁丝在保温钉上交叉绕紧，尤其应注意防止下半球安装的保温棉块下塌脱落。球罐上的入孔，接管，均应加保温棉，从支柱与球罐连接焊缝的下端算起向下1m长度范围内的支柱需

保温。保温的效果具体由微机每3秒钟巡检上点，每2分钟左右巡查一遍的速度加以监控，能及时发现保温的缺陷发生温差信号告警，提示加以补救。

六、热处理设施安装主要要求

6.1保温的要求

6.1.1保温材料选用能耐最高热处理温度、对球罐无腐蚀、容重低下、导热系数小和施工方便地无碱超细玻璃棉。

6.1.2 保温材料应保持干燥，不得受潮。

6.1.3 保温层应紧贴壳表面，局部间隙不宜大于20mm。接缝应严密，双层保温时，各层接缝应错开。在热处理过程中保温层不得松动、脱落。

6.1.4 球罐的人孔、接管、连接板均应进行保温。从支柱与球壳连接焊缝的下端算起，向下不少于1000mm长度范围内的支柱应进行保温。

6.1.5 热处理时，保温层外面温度应不高于60℃。

6.2热电偶要求，应对温度进行连续自动记录。热电偶及XWJ-300型电位差记录仪表应经过校准并在有效周期内，仪表精确度应达到1%的要求。

6.3供油、供风、供气系统设备在使用前应检修，试运正常，配管后应与系统试压、试漏，无漏油漏气情况。

6.4柱脚处理

6.4.1热处理时应松开拉杆，在支柱底部各加装1台 40t 螺旋千斤顶及位移测量装置。

6.4.2热处理程中，应监测支柱底板实际位移值，并按计算位移值及时调整柱脚位移，温度每变化 100℃应调整一次，移动柱脚时应平稳缓慢。

6.4.3热处理后，应测量并调整支柱垂直度和拉杆挠度。温度每变化100℃，每根支柱的位移值不大于14.4mm （H*1.5/1000，且不大于15mm）。

七、温度控制措施

7.1 通过调节上部烟道挡板的开闭程度可控制升降温速度。

7.2 通过调节进油量、进风量来控制供热量，调节升温度和控制恒温时间。

7.3 通过调节油和空气的比例来调节火焰长度，从而控制球体上下部温差，使球体温度均匀化。

八、热处理操作进程

8.1 点火：点火前向球罐内送风 10min，清除漏进罐内的可燃气体。然后点燃常燃火嘴，将火焰调整至正常，接着向烧油嘴送压缩风，将内压升至0.4-0.5Mpa,再次调整常燃火嘴，直到火焰燃烧稳定，然后将压缩风降至0.2Mpa。这时向油嘴送油，给油量为 40-80L/h,此时喷出的油即被雾化点燃，最后根据升温和恒温的要求加大或减少油、风量。

8.2升温和恒温：当壁温在 400℃以下时，为避免球罐下部与上部温差过大，应使用短火焰加热，以风压 0.2-0.4MPa，油量 80-150L/h为宜。壁温在 400-550℃之间时应加大风油，使升温速度达到 50-80℃/h，壁温在 550-600℃之间时，应适当减少油风量，靠球壳板的热传导使各部分温度趋于均衡，逐渐进入恒温阶段。恒温时应适当减少并严格控制油风量，保持温度恒定；

8.3 降温：达到规定的恒温时间后，停止供油供风，关闭油、液化气、风等燃烧系统。此时应用保毡适当覆盖下人孔保温，减少冷空气吸入量，同时适当关闭烟道挡板，以免温度降得过快。当温度隆到 400℃后，可完

全打开烟道挡板，除掉下人孔保温毡，使其自然冷却；

8.4 温度的临测与记录；使用镍铬一镍硅热电偶测温，并将补偿导线与自动电位差记录仪连接，自动打印记录各测温点的温度。同时使用温度记录卡，升温和恒温时，热处理工及质检员每 30min 记录一次各测温点的温度，降温时每 1h 记录一次。对于有疑点的记录值，要用灵敏表面温度计直接进行复测。

8.5 热处理结束后的检验及合格评定

8.5.1 审检各点自动记录温度应符合热处理工艺曲线。

8.5.2 取出产品试板，作拉伸、弯曲及冲击试验：抗拉强度应不低于母材钢号标准规定值的下限；试板弯曲到100°，其拉伸面未出现长度大于1.5mm的任一横向裂纹或长度大于 3mm 的任一纵向裂纹或缺陷，冲击功平均值不低于 27J，即可为合格。

8.5.3在热处理规范中要求试板与球罐的球壳板采用相同工艺进行热处理。因此规定把试板放在温带以120°间隔放置三块试板力求同步，事实上试板因放在球壳板外侧，靠球壳板温度传导给试板，因此试板必定滞后和低与球壳板的温度。本次热处理由微机采样方试板附近测温点的温度，把这一温度作为试板的设定温度，由智能仪表自动加以补温使之保持在±1℃的温差内，做到同步热处理。当产品试板判为不合格时，应分析原因，允许将试板及其所代表的球罐重新进行热处理。

8.5.4 热处理合格后，可将热处理设施全部拆除，并测量调整支柱垂直度和拉杆挠度。

8.5.5 热处理完工后，应填写如下质量记录；

8.5.5.1焊后整体热处理报告

8.5.5.2测温点布置图。

8.5.5.3自动温度记录带及温度记录卡

8.5.5.4柱腿移动记录

8.5.6 热处理工序检验合格后，即可转入压力试验及气密性试验工序。

九、热处理人员的组织与管理

9.1热处理人员应有专业实践水平及操作技能，经过专业培训考核合格后才能上岗作业。热处理人员必须责任心强，服从领导，严格遵守劳动纪律与工艺纪律，并在升温、恒温及降温过程中需连续加班以保证热处理过程中对温度变化的实施控制。

9.2人员分配（见下表）

十、安全注意事项

10.1清理现场易燃易爆品及闲置器材，清量工作道路，装好夜间照明，准备足够数量的消防器材。

10.2储油罐，液化气瓶，乙炔瓶应离处理点火处20米以外。

10.3保证安全送电，各种电缆线布置整齐合理。

10.4坚守岗位，尽职尽责，无关人员不得进入热处理施工现场。

10.5热处理整个过程中，应有专人24小时全程安全监护。

10.6及时掌握天气预报，严禁在5级以上大风或雨雪天气进行热处理作业。

10.7设好安全警戒，严禁无关人员进入或通过热处理区域。

10.8做好安全应急预案，以备在突发或紧急情况下起动。

10.9安全技术交底需在作业前进行，要有作业组（三人以上人员）亲笔签名方可生效。

10.10热处理专项安全技术方案需由本单位专业安全技术工程师审查批准并报甲方批准后方可实施。

十一、工作计划安排

每台球罐的各项准备工作 3 天→热处理 1天→理化试验及拆除调整 3 天，预计共 7 天。