气化炉的结构及技术要求.docx

气 化 炉 的 结 构 及 技 术 要 求 煤气化炉又称煤气发生炉 (gas producer) 。煤气化的主要设备。根据煤的性质和对煤气产品的要求有多种气化炉型式。分为固定床移动床、沸腾床和气流床等形式。煤在煤气化炉内会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，主要有：煤的干燥、煤的干馏和煤的气化反应。其中干燥指煤中水分的挥发，是一个简单的物理过程，而干馏和气化反应都是复杂的热化学过程，受煤种、温度、压力、加热速率和气化炉形式等多种因素的影响，和生产操作密切相关，是需要特别重视的。 煤的干馏又称为煤的热分解或热解，指煤中的有机物在高温下发生分解而逸出煤中的挥发成分，并残存半焦或焦炭的过程。 气化炉中的气化反应，是一个极其复杂的体系。由于煤炭的“分子”结构很复杂，其中含有碳、氢、氧和其它元素，因而在讨论气化反应时总是以如下假定为基础，即仅考虑煤炭中的主要元素碳，且气化反应前发生煤的干馏和热解。这样一来，气化反应主要是指煤中的碳和气化剂中的氧气、水蒸气和氢气的反应，也包括碳与反应物以及反应产物之间进行的反应。 某化工机械厂生产的气化炉的结构如图所示，该气化炉燃烧室筒体内径 3200mm，主 体高度 19074mm。上 球 形 封头、燃烧室筒体、 筒 体 锻 件材 料为 耐热 钢 SA387Cr11Cl2，相对应中国标准 图 6-5 气化炉的结构 为 14CrMoR。，上球形封头厚度 60mm，燃烧室筒体壁度 78mm，筒体锻件的筒体部分壁度 78mm。 激 冷 室 腐蚀 比 较严 重 ， 所以 内部 堆 焊。 故 气 化炉 激 冷 室筒 体 采用 复合 钢 板 SA387Cr11Cl2+316L，筒体复合钢板厚度（ 78+4）mm，激冷室筒体内径 3192mm。 筒体锻件壁面在激冷室侧的要堆焊耐蚀层。 下锥体封头材料为耐热钢 SA387Cr11Cl2，内表面堆焊堆焊耐蚀层， 厚度为（（82+6）mm，气化炉主体高度 19074mm。 气化炉技术特性参数：设计压力 5.56MPa,设计温度 455℃，工作介质：高温煤气、煤 气、熔渣、黑水等。属Ⅲ类压力容器。水压试验压力 7.57 MPa, 。 主要材料性能如下表 6— 9 至 6—13： 6-9 316L 不锈钢和 SA182力学性能 材料 N% 屈服强度 MPa 抗拉强度 MPa 伸长率 % 316L 0.06 220 520 45 SA182 235 500 21 表 6-10 316L 化学成分 化学成 C% Si% Mn% P% S% Cr% Ni% Mo% N% 分 ≤0. 16～ 13.5 ～ 2.2 ～ ≤0. 316L ≤1 ≤2 ≤0.03 ≤0.045 16 3 2 03 18 表 6-11 SA182 化学成分 化学成 C% Si% Mn% P% S% Cr% Ni% Mo% 分 SA182 0.12-0. 0.17-0. 0.4-0 ≤0.0 ≤0.03 0.8-1. ≤0 0.4-0. 18 37 .7 35 5 1 .3 55 6-12 SA387Cr11Cl2 化学成分 C% Si% Mn% P% Cr% Mo% Ni% 0.05-0.0.50-0.0.40-0.0.010-0.0 0.10%-0. 0.45%-0. 0.20%-0. 17% 80% 65% 12% 15% 65% 25% 6-13 SA387Cr11Cl2 力学性能 冲击吸收 180° 弯曲试 钢 板厚 度 抗拉强度 屈服强 伸长率 温度 /mm /MPa 度/MPa A/% 能 量 验 弯 曲 直 径 / ℃ (b ≥35mm) KV2/J 6-100 520-6 ≥ ≥ 19 20 ≥ 34 d=3a 80 310 >100- 510-6 ≥ ≥ 19 20 ≥ 34 d=3a 150 70 300 煤气化炉制造技术要求： （1）用作壳体的钢板、 锻件和焊接材料到达制造厂后需要对材料的化学检验及复验化 学成分按 ASMESA20进行。逐张检验钢板表面质量和材料标志， 锻件按 JB4726-2000 的Ⅲ级 锻件要求订购，锻件应有符合 JB4726-2000 中 8.3 条内容齐全的质量合格证明书，且符合 技术条件及附件二技术条件中《 SA387Cr11Cl2及 SA182 F11，CL2 压力容器用锻件材料说明书》 的要求 , 钢板和锻件还必须按模拟焊后热处理累积最长时间作常温和设计温度下的力学性能复验。焊接材料对焊接试样的焊缝金属作化学成份分析，对试样作射线照相试验、拉伸试验、冲压试验和扩散氢试验。 （2）必须做 A类焊缝产品试板，包括锥形封头堆焊， Cr-Mo 钢由堆焊筒体处各做产品焊接试板，且随部件同炉进行热处理，试样按 JB4744-20