U-gas气化炉安装方法[0002]U-GAS煤气化技术是采用低成本的劣质煤(煤矸石、中煤、褐煤、高硫煤等)为原料制取合成气的技术； U-GAS气化炉是美国综合能源系统公司(SES)的产品。所述U-GAS气化炉包括气化炉本体、第一旋风分离器、第二旋风分离器、料腿系统和余热锅炉，气化炉本体与第一旋风分离器之间的连接管道为第一管道，第一旋风分离器与第二旋风分离器之间的连接管道为第二管道，第二旋风分离器与余热锅炉之间的连接管道为第三管道，第二旋风分离器的下面连接有料腿系统，料腿系统由上料腿、中料腿和下料腿依次连接组成。[0003]气化炉本体、余热锅炉及料腿系统结构复杂，安装难度大。[0004]目前U-GAS气化炉安装还没有较为成熟的施工工艺，且施工工期较长。
[0005]本发明提供施工工期短且安全的U-GAS气化炉安装方法。[0006]U-GAS气化炉安装方法，包括气化炉本体吊装，余热锅炉吊装，第一、第二旋风分离器安装，料腿系统安装，第一、第二、第三管道安装。
[0007]所述气化炉本体吊装是先将气化炉本体悬空定位，再合拢气化炉钢结构支座，最后将气化炉与钢结构支座同时下落就位。
[0008]所述悬空定位就是将气化炉本体吊起悬停在预定标高的空中，在空中进行合拢、组焊、找正找平钢结构支座，最后气化炉本体与钢结构支座同步回落就位于基础。
[0009]所述旋风分离器包括第一旋风分离器安装、第二旋风分离器安装；
旋风分离器和料腿系统的安装，包括制作吊装辅助架、型钢支架，吊装辅助架由四根支柱和支柱上端的上板组成，上板为矩形板，上板上设有两个用于吊绳穿过的吊孔，上板与支腿连接。
[0010]所述型钢支架为高度是60米的钢结构框架。
[0011]所述吊装支撑架由四根(或6根)支腿和支腿两端的上板好下板组成，上板、下板均为矩形板，上板上设有两个用于吊绳穿过的吊孔，下板上设有设备预留孔，上板、下板与支腿连接。
[0012]所述料腿系统的安装步骤如下:
1、先将上料腿临时放置在安装标高的楼层；
2、下料腿在地面组装后，吊入吊装辅助架后，再将各组对接口焊接找平找正；
中料腿在地面组装后，吊入吊装辅助架后，再将各组对接口焊接找平找正；
3、中料腿安装包括下述步骤:
(I)、在第一旋风分离器的钢结构基础上一根临时钢梁，临时钢梁要求跨度2.7m且中间承受25t的力，临时钢梁的中间作为其中的第一吊点；在临时钢梁上用钢丝绳绑一个定滑轮组，定滑轮外边缘与料腿预留孔的一侧边缘在一条直线上，；
(2)、用钢丝绳将动滑轮捆绑在中料腿的第一个竖直管的上部(动滑轮会随中料腿一起动)，在中料腿平躺情况下，钢丝绳卡环连接位置靠近旋风分离器钢结构基础边且卡环螺栓手柄在中料腿起吊之前必需调整在钢结构基础边的位置，以免卡环顶在中料腿预留孔的边缘，影响设备正常吊装；
(3)、中料腿的第二吊点用IOOOt吊车吊，吊车的钢丝绳从中料腿预留孔伸进，钢丝绳捆绑位置为中料腿的第二个竖直管的下部，且钢丝绳捆绑用卡环打结处必须在中料腿的靠近法兰位置，钢丝绳周围用木板间隔压在钢丝绳下方，一方面为防止钢丝绳划伤中料腿，另一方面防止钢丝在中料腿上打滑，影响设备吊装；
(4)、1000t吊车将中料腿吊起起升到中料腿顶点离混凝土楼面下端的距离为200mm，在IOOOt吊车起升的同时卷扬机受一定的力，不使中料腿产生水平方向的滑移即可。
[0013](5)、随即滑轮组开始起升中料腿的第一吊点，同时利用IOT倒链控制中料腿的平衡，IOOOt吊车与卷扬机相互配合起升、下落，使料中料腿顺利穿过预留孔。
[0014](6)将下料腿下端临时用管道支撑(DN400 Thk=IO无缝碳钢管)，管道与下料腿接触部分可对管道做切弧处理以最大面积的和料腿接触，保证设备的稳定性。上面用2个IOt倒链在料腿上绑上钢丝绳将料腿临时固定在58m预留孔里；
所述旋风分离器安装步骤包括:
(1)、将吊车勾头落下，先在勾头中间挂一个钢丝绳环，在钢丝绳环上挂两个倒链，吊车起钩将旋风分离器吊起，并用倒链将旋风分离器调直；
(2)、调整吊车工作半径，将旋风分离器吊起并用300t吊车溜尾，300t吊车吊起旋风分离器的法兰口使旋风分离器法兰口侧上翘，挂上倒链将旋风分离器调直；
(3)、吊车起钩将旋风分离器吊至距离支撑结构IOOmm时落钩、松钩。
[0015]本发明施工工期短，安装成本低。快速有效、高质高量。



[0016]图1是本发明的吊装辅助架的结构图。
[0017]图2是本发明的吊装辅助架与吊装支撑架的使用状态图。
[0018]图3是本发明中料腿就位时的状态图。
[0019]图中，1、支柱，2、吊孔，3、横梁，4、底板，5、支腿，6、上板，7、第二吊点，8、第一吊点，9、动滑轮，10、预留孔，11、被吊设备，12、临时平衡梁。

[0020]本为义马煤业综能甲醇蛋白项目U-GAS气化装置施工方法。
[0021]1、准备工作:
气化炉中心管需插入气化炉下部，气化炉吊装长度达到31.814m，重量180.88吨，安装标高36米，吊装需跨过高度是58米的钢结构框架，吊装半径28m。
主吊吊车选用徐工XGC15000 (IOOOt)履带式起重机SHB超起工况重型主臂起重性能表:114m主臂+340t超起配重、28m作业半径、超起平衡重半径15m，额定起重能力为275 t，可满足气化炉吊装施工要求，不抗杆，负荷率76.8%，吊车选用安全。
[0022]溜尾吊车选用QUY300 (300吨)履带吊车，QUY300履带式起重机性能表，重型主臂工况下，起重臂长30.00 m、作业半径IOm时，额定起重量为140t，可满足施工要求，负荷率82.5%，吊车选用安全。
[0023]气化炉吊装前需先将气化炉下灰段吊入钢结构框架内，临时放置在标高21m的楼层上。
[0024]气化炉支座下方在同一标高处360°等距离布置了 8个接管，8个接管的管壁外切点连接在一起构成一个直径是5.2m的圆，而气化炉钢结构支座最大内径为4.08m，气化炉本体无法直接就位。因此采用将气化炉本体悬空定位，再合拢气化炉钢结构支座，最后气化炉本体与钢结构支座同时下落的方法吊装。
[0025]制作长度是5米的平衡梁12，主吊吊车钢丝绳选用纤维芯钢丝绳Φ90 — 6X61+1，18m、2根。溜尾吊车钢丝绳选用钢芯钢丝绳Φ66— 6X37+1，36m、2根。
[0026]制作4个吊装辅助架:图1所示，所述吊装辅助架由四根支柱I和支柱上端的上板组成，上板为矩形板，上板上设有两个用于吊绳穿过的吊孔2。
[0027]制作4个吊装支撑架(分别用于下料腿、中料腿、第一旋风分离器、第二旋风分离器)，图2所示，所述吊装支撑架由4根或6根支腿5 (图中为6根)和支腿两端的上板6和底板4组成，上板6和底板4均为矩形板，上板上设有两个用于吊绳穿过的吊孔2，底板设置一个长方形的设备预留孔10，下板和上板与支腿连接。
[0028]在制作吊装支撑架的同时将被吊设备(包括下料腿、中料腿、第一旋风分离器、第二旋风分离器)预制到吊装辅助架内；
2、气化炉本体吊装:
气化炉本体吊装是先将气化炉本体悬空定位，再合拢气化炉钢结构支座，最后将气化炉与钢结构支座同时下落就位；
启动主吊车和溜尾吊车，水平缓缓提升气化炉本体。
[0029]水平提升气化炉本体离地200mm进行观察；无异常后，主吊车继续提升气化炉本体，溜尾吊车配合主吊车，使气化炉本体缓缓直立。
[0030]气化炉本体直立后，离地200mm停车，摘除溜尾绳索，进行观察。无异常后，主吊车继续提升气化炉本体越过高度是58米的钢结构框架，进入吊装孔，缓缓回落底座至标高37.3米停车，气化炉本体悬吊在空中，用8个5吨倒链将气化炉本体固定，其中气化炉本体的上端和下端各用4个5吨倒链分左右前后四个方向固定。
[0031]将气化炉本体周围的钢结构基础合拢，组对，同时安装基础附件。组对尺寸和水平度精度要求在2mm以内；
拆除气化炉本体上、下端的固定倒链，气化炉本体与钢结构基础同时下落就位，紧固基础地脚螺栓；气化炉本体找平找正。紧固地脚螺栓。
[0032]2、余热锅炉吊装:
主吊吊车选用徐工XGC15000 (1000 t)履带式起重机SHB超起工况重型主臂起重性能表:114m主臂+340t超起配重、22m作业半径、超起平衡重半径15m，额定起重能力为285 t，可满足余锅吊装施工要求，不抗杆，负荷率93%,吊车选用安全。
溜尾吊车选用徐工QUY300履带式起重机，重型主臂工况下，起重臂长30.00 m、作业半径IOm时，额定起重量为140t，可满足施工要求，负荷率90%，吊车选用安全。
[0033]余热锅炉吊装与与气化炉本体吊装工艺相同。
[0034]气化炉本体与第一管道之间焊接，第一管道与余热锅炉之间焊接，其他连接均为法兰连接。
[0035]3、料腿系统安装:
所述料腿系统安装包括下料腿安装、中料腿安装和上料腿安装，所述下料腿安装步骤包括:
(1)、在钢结构支座上放一根临时平衡梁，临时平衡梁的中间作为下料腿第一吊点；在临时平衡梁上用钢丝绳绑一个定滑轮组；用钢丝绳将动滑轮捆绑在下料腿上管的上部；
(2)、用钢丝绳将第二吊点与下料腿下管捆绑，即钢丝绳穿过吊装辅助架预留孔并与下料腿下管捆绑；
(3)、吊车将下料腿吊起使下料腿由水平状态变为竖直状态，并起升到安装位置；即定滑轮组开始起升下料腿的另一头，定滑轮组在起升过程用IOT倒链向相反的方向拉主吊吊车与卷扬机相互配合起升、下落，使设备上、下部均能顺利穿过预留孔洞，吊装过程中使设备后侧高于前侧，然后前侧卷扬机和后侧主吊吊车同时落钩，使设备同步下降，下料腿调整角度后与气化炉本体对接，拧紧螺栓。
[0036](4)将下料腿下管临时用管道支撑，并对与下料腿下管接触部分的管道做切弧处理以最大面积的和下料腿接触，下料腿上管临时固定在预留孔里；
所述中料腿安装步骤包括:
(O吊装辅助架的制作；
所述吊装辅助架由四根支柱和支柱上端的上板组成，上板为矩形板，上板上设有两个用于吊绳穿过的吊孔，上板与支柱连接；
所述吊装支撑架由四根(或6根)支腿和支腿两端的上板和底板组成，上板好底板均为矩形板，上板上设有两个用于吊绳穿过的吊孔，底板设置一个长方形设备预留孔，底板和上板与支腿连接；
(2)、在第一旋风分离器的钢结构基础上一根临时平衡梁，临时平衡梁的中间作为第一吊点；在临时平衡梁上用钢丝绳绑一个定滑轮组；
用钢丝绳将动滑轮捆绑在中料腿的第一个竖直管的上部；
(3)、用钢丝绳将第二吊点与中料腿第二个竖直管捆绑，即钢丝绳穿过吊装辅助架预留孔并与中料腿第二个竖直管捆绑，钢丝绳与中料腿第二个竖直管之间垫有木板；
(4)、吊车将中料腿吊起起升到中料腿顶点离混凝土楼面下端的距离为200mm；
(5)、定滑轮组起升中料腿的第一吊点，同时利用倒链控制中料腿的平衡并将中料腿由水平状态翻转成竖直状态，使中料腿顺利穿过预留孔；
(6 )、将中料腿和下料腿对接，调整角度，拧紧螺栓；
4、旋风分离器安装步骤包括(第一旋风分离器、第二旋风分离器的安装步骤与下述步骤相同):
(1)、将吊车勾头落下，先在勾头中间挂一个钢丝绳环，在钢丝绳环上挂两个倒链，吊车起钩将旋风分离器吊起，并用倒链将旋风分离器调直；
(2)、调整吊车工作半径，将旋风分离器吊起并用300t吊车溜尾，300t吊车吊起旋风分离器的法兰口使旋风分离器法兰口侧上翘，挂上倒链将旋风分离器调直；
(3)、吊车起钩将旋风分离器吊至距离旋风分离器支撑结构IOOmm时落钩、松钩，旋风分离器就位。
[0037]第一旋风分离器就位后，中料腿与第一旋风分离器对接，(6)第一旋风分离器找平；拧紧中料腿与第一旋风分离器对接螺栓。
[0038]用IOOOt吊车吊装第一管道并使第一管道就位，将气化炉本体与第一管道和第一旋风分离器连接。
[0039]用IOOOt吊车吊装第二管道并使第二管道就位，与第一旋风分离器对接。
[0040]第二旋风分离器就位后与上料腿、第二管道对接，并紧固所有连接螺栓。
[0041]第三管道吊装:
(O吊装前先将第二旋风分离器上部的三通上的封头和内部的堵头、与其连接的短管、余热锅炉上方预留三通横管全部与第三管道组装后，将组装好的第三管道吊装就位并和第二旋风分离器用螺栓连接。
[0042]5、余热锅炉的安装:
用IOOOt吊车吊装余热锅炉就位并与第三管道对接(溜尾吊车采用徐工QUY300履带式起重机)。
[0043]6、对所有需要焊接的进行焊接，焊接工作完毕后，对原来预留浇筑耐火耐磨材料的地方进行浇筑。待养护合格后，封闭所有堵头和封头。
[0044]、其它配套辅助设施的安装:
排渣系统安装工艺流程及操作要点
1、渣气化炉下灰段，有两个扩渣管，分别对应一套排渣系统，分别为排渣I线和排渣2线。两套排渣系统均采用干法排渣。
[0045]2、其衬陶瓷管道的安装坡度要求不小于75°，要求在在有限的空间内合理的布置管道。
[0046]3、带压缓冲斗、锁斗、常压缓冲斗、渣锁过滤器均需要先将设备从吊至安装标高，将设备用倒链吊住，再开始制作钢结构基础。
[0047]加煤系统、点火系统、余锅吹灰系统 加煤系统
1)煤斗现场制作安装
2)克莱德加煤系统的安装厂家的装配图和设计院图纸在现场进行安装。
[0048]安装工序:
发送罐(2台)——旋转给料机(2台)——圆顶阀(2台)——工艺配管——电气、仪表安装一承重模块一系统调试系统调试
(O圆顶阀，旋转给料机应转动灵活，无卡涩、泄露现象。所有气动阀开关灵敏，无无卡涩、泄露现象。
[0049]( 2 )称重器承重要准确。
[0050](3)负荷试车时，要求2台发送罐可以连锁，使煤可以连续煤加入气化炉。
[0051]余锅吹灰系统安装 I)根据厂家给的流程图，施工单位自行选择材料，设计工艺布置图。
[0052]2)安装工序:
声波吹灰器-气源管-电气仪表安装-系统调试；
点火系统及其它设备安装工艺流程及操作要点
O点火系统无设计图纸，根据SES提供的原理和设备图纸，施工单位自行设计工艺布置图。
[0053]2)气化炉共有5把点火枪，分别布置在7楼(3把均布)，9楼(2把对称布置)。点火枪插入气化炉，气化炉点火成功后，需抽出，连接点火枪的管道为2m长的金属软管，要求与金属软管连接的工艺管道位置合理，不妨碍点火枪的抽、插。
[0054]工艺管道安装
1、U-GAS气化炉界区内介质多样，管道布置较为复杂，施工中需在多个楼层同时施工、交叉作业。管道材质包含耐热合金钢、不锈钢、碳钢，镍基合金钢，其中氧气管道需进行脱月旨，合金钢管道需要进行热处理。另外，管道布置设计上还不够完善，在施工中需根据以往气化装置施工的经验进行修改。
[0055]2管道焊接方法
1)对于公称直径小于等于DN50mm的所有材质管道和Monel400材质均采用氩弧焊。
[0056]2)管道公称直径大于DN50mm的且介质为污水、低压氮气、蒸汽冷凝液的碳钢管道采用手工电弧焊。其余均采用氩电联焊。
[0057]3)对于所有管道均采用单面焊双面成型的焊接工艺。
[0058]4)选择公司已有可覆盖产品的焊接工艺评定报告。不能覆盖时，按GB50236相关规定重新进行焊接工艺评定。
[0059]5)绘制单线图，分析焊接工艺节点，确定每个焊接节点使用的焊接工艺评定报告，以及相应编制的焊接工艺卡编号。
[0060]6)焊接接头母材匹配焊接材料。
[0061]3焊接前操作要点
O焊缝的设置应避开应力集中区，便于焊接和热处理；
2)通过管道工厂化预制尽可能地采用转动焊口，减少固定焊口，固定焊口应尽可能地远尚设备接口；
3)组对时应垫牢固，并应采取措施防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形。禁止强行组对；
4)焊接定位焊缝时，采用的焊材和焊接工艺应与根部焊道相同。定位焊缝尺寸(长度、厚度、间距或焊点数)应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂；
5)在焊接根部焊道前，应对定位焊位置进行检查，当发现有缺陷时应处理后方可施焊。
[0062]合金钢的焊前预热和焊后热处理
O需要预热的焊缝，其层间温度应在预热温度范围内。
[0063]2)焊前预热及焊后热处理时，应测量和记录其温度，测温点的部位和数量应合理，测温仪表应经计量检定合格；
3)焊缝热处理时从400°C时开始记录，当温度超过400°C时，升温的速度不得超过5000/管壁厚度。C /h，且不得超过200°C /h，最小可为50°C /h，且温差不得大于120°C。
[0064]4)焊缝热处理到恒温的温度时，恒温时间为管壁厚度/25h，但最短时间不小于1/4 h，并且各测温点温差不应大于65°C。
[0065]5)恒温完毕后开始降温，降温速度不得超过6500/管壁厚度。C /h,且不得超过2600C /h，最小可为 500C /h。
[0066]6)热处理后硬度测定为管子外径大于57mm时，检查热处理焊口总数的10%;管子外径小于57 mm时，检查热处理焊口总数的5%，且不少于一个焊口。
[0067]7)每个焊口的硬度测定不少于一处每处为三点。
[0068]8)焊缝的硬度不超过母材硬度+100为合格,硬度值超过规定时,加倍检查,仍不合格重新热处理，并做硬度检测。
[0069]不锈钢管道的酸洗、钝化处理
1)不锈钢焊缝经质量检查合格后，应进行焊缝及其附近表面进行酸洗、钝化处理。
[0070]2)管道其焊后表面的酸洗、钝化处理应在强度试验之后进行。
[0071]3)酸洗、钝化前应按照有关规范制定适宜的配方和操作工艺。 [0072]4)焊口的酸洗、钝化处理用酸洗钝化配剂涂刷法进行，酸洗前必须用汽油、碱液或净洗剂除去油污，并用水冲洗干净，不允许用碳钢丝刷洗管道表面。
[0073]5)酸洗后的不锈钢表面不应有明显的腐蚀液迹和颜色不均匀的斑纹，焊缝及热加工表面不得有氧化色。酸洗后用水冲洗干净，不得有残留酸洗液，钝化后的不锈钢表面应用水冲洗，呈中性后擦干水迹。
[0074]氧气管道脱脂
O氧气管道上所有部件在预制前均应脱脂合格，用黑关灯检查无油脂荧光为合格，在氧气管道施工完毕后用1.6MP饱和蒸汽吹扫。
[0075]2)吹扫打靶合格后，管道末端将蒸汽冷凝液中放入樟脑球碎末，以樟脑球碎末不停旋转为脱脂合格。
[0076]焊缝的质量要求与检验 O外观检查:
(1)焊缝表面不允许有裂纹、气孔、夹渣、熔合性飞溅物；
(2)表面加强高:1、II级焊缝为<1+0.1比且不大于3111111;111、:^级焊缝为<1+0.2b，且不大于5mm，其中b为焊缝宽度；
(3)表面凹陷:1、II级焊缝不允许；II1、IV级焊缝深度<0.5mm，长度小于或等于焊缝全长的10%，且小于100_ ；
(4)接头坡口错位:1、II级焊缝小于0.15倍壁厚，最大为3mm ;II1、IV级焊缝小于0.25倍壁厚，最大为5mm ；
(5)焊缝宽度:超过坡口边缘2mm为宜；
2)无损检验及返修
(I)管道焊缝的射线照相检验数量应以设计文件规定为准。
[0077](2)经探伤不合格的焊缝同一部位返修次数非合金钢管道不宜超过三次，其它管道不宜返修超过二次，否则应经焊接责任工程师、总工程师批准，另行编制焊接返修工艺，且返修焊缝性能和质量应与原焊缝相同； (3)经抽查探伤不合格的焊缝，应再检验两道该焊工所焊的同一批焊缝，如不合格应对该焊工所焊的同一批焊缝全部进行检验。
[0078]工艺和管道布置改进
I)1.6MPa低压蒸汽总管与排渣设备冲突，需将其东西管道移到B轴北距离B轴约为60mmo
[0079]2)克莱德加煤系统输煤管线 PGSF-13101、PGSF-13104、PGSF-13107、PGSF-13201、PGSF-13204、PGSF-13207、PGSF-13301、PGSF-13304、PGSF-13307 陶瓷弯头与法兰、陶瓷弯头
与管道无法连接(陶瓷弯头壁厚过厚)，将所有陶瓷弯头与普通管道连接处改为法兰连接，陶瓷弯头与法兰连接处对带颈对焊法兰进行切割后与法兰连接。
[0080]3)克莱德加煤系统每套系统中间两台设备的放空管线与42m混凝土梁干涉，导致此部分放空管线无法安装，应将放空管总成从150X200大小头处割开，将大小头下面的管道延长，使得此部分大小头上法兰高于42m平面，与其他4台平齐。
[0081]4)余锅出口管道取样器开口在管道正下方，余锅出口为粗煤气，含尘量大，容易造成取样器堵塞，将取样器开口开在管道正上方，可以有效解决次问题。
[0082]5)在26m从中压氮气管道向低压氮管道接一根管线，开车时使用。
[0083]6)克莱德加系统在出口处的末端增加一条通向地面的管线，调制系统时使用，可以不向气化炉加煤。
[0084]7)气化采用的快速气动阀由于气缸过大，无法安装可以采用旋转气缸角度或旋转阀体的办法解决。
[0085]8)克莱德加煤系统的哈气管线原设计接在煤斗上，根据其工作原理，将其改到布袋除尘器上更合理，并在布袋除尘器下进风口增加一趟DN400管道接到56m缓冲煤斗上方。
[0086]9)氧气预热器在设计中利用界区外的0.3MPa蒸汽官网提供热源，为了保证氧气预热器能稳定工作需将界区为0.5MPa蒸汽接入界区作为备用热源。