国外进口废热锅炉修复技术研究

任召春

（中国石油大庆石化公司机械厂，黑龙江大庆163714）

国外进口废热锅炉修复技术研究

任召春

（中国石油大庆石化公司机械厂，黑龙江大庆163714）

某丁辛醇装置的废热锅炉是从德国进口的设备，该设备在现场运行过程中在发现有泄漏，经技术分析发现在内部急冷盘管上有泄漏点。将设备整体拆卸后查找设备泄露原因，制定修复方案，进行修复。修复后的设备达到了原生产工艺要求。

废热锅炉；螺旋盘管；盘管套筒；修复技术

某石化公司的丁辛醇装置废热锅炉是2007年从德国波尔西格公司进口的设备，按照我国压力容器分类属于Ⅲ类高温设备，该设备在现场运行过程中在发现有泄漏，经过技术分析确定在内部急冷盘管上有泄漏点，为确保装置的安全生产，将此台设备整体拆卸后进行修复，查找设备泄露原因，制定修复方案。

1 设备概况

废热锅炉又称余热锅炉，是指利用工业过程中的余热来生产蒸汽的锅炉［1］。废热锅炉用来控制工艺气的温度，同时又回收生产过程的余热生产蒸汽，有完整的水循环系统，有别于一般的换热器。由于废热锅炉高温、高压及介质的特殊性，使其成为整个生产装置中的事故多发设备。原因是除设计本身缺欠外，主要是安装、维修、管理及操作不当引起的。随着生产技术的发展，废热锅炉趋向高参数化，尤其当动力系统引入化工生产以后，废热锅炉由单纯的工艺锅炉转变为生产高压蒸汽的动力锅炉，废热锅炉在整个装置中的地位发生了变化。

2 设备的技术参数

该废热锅炉规格为1 708×34×11 350 mm，为立式盘管式换热器结构。设备内设有3组立式螺旋盘管来完成热能的交换。其结构特点是设备法兰密封面采用了螺栓紧固后密封唇的焊接形式，这种密封设计的理念就是在设备运行和检修过程中均不需要更换内件，设备在达到它设计预期寿命后整体报废。

设备壳体材质为SA387Gr，内部盘管材质为13CrMo4-5，设备密封唇材质为C0.5Mo，法兰材质为SA508Gr3CL11，管程设计压力5.0 MPa，壳程设计压力6.3 MPa，管程设计温度350℃，壳程设计温度268℃。

3 修复方案

根据进口设备总图以及以往修复经验，并借鉴了德国波尔西格公司修复方案建议，结合现场实际情况和生产装置要求制定了总体修复方案［2］。

（1）采取卧式将整个设备解体，把盘管从壳体抽取出来。

（2）进行压力试验和理化检测后，将发现损坏的部分盘管全部切割掉。

（3）按切割下的损坏盘管，预制新的盘管。

（4）在原位置进行盘管组对焊接、热处理和无损检测，完成盘管的更换修复。

（5）采取卧式回装盘管套筒和壳体，螺栓回装和密封唇封焊。

（6）最后进行壳体水压试验。

4 修复过程

4.1 设备垫平

根据外方提供的设备图纸，需要计算设备重心，并制作2～3个弧形鞍座将其垫平。

4.2 取样

在废锅内进行取样，将盘管发现的损坏部分全部切割掉，交检测部门进行检验。在下段人孔处进入废锅内，拆除影响施工的部件，做好标记，在完成设备盘管修复后，全部恢复。首先固定好支撑后，经检测人员确认的盘管损坏泄漏标记处，距焊缝150 mm之后切割，必须将标记处全部切割掉［3］。

4.3 拆卸法兰处螺栓

制作大型拆卸扳手和并配备成套液压机械，利用螺栓松动剂润滑螺栓孔处，采用人工和液压机械手段拆除螺栓。圆周均布预留8套螺栓不拆除，防止损伤法兰密封面。

4.4 顶部盘管固定件拆除

根据目前外方提供的设备总图，内部3组盘管套筒顶部通过螺栓连接件同壳体进行连接，需将焊点磨开，拆除螺栓连接件。

4.5 法兰密封唇拆卸

采取碳弧气刨切割的方法，将法兰密封唇处的焊肉清除。清除时采用碳弧气刨进行切割，并用砂轮打磨掉原焊肉，严禁伤及法兰母材和螺栓；再用角向磨光机和电磨清除焊疤、飞溅，露出母材；进行着色检查是否有裂纹和母材缺肉，如有裂纹采取角向磨光机和电磨将裂纹清除掉，表面着色检查确认无裂纹后，最后进行补焊修复。采用碳弧气刨清除密封唇焊肉时，必须采用Ф4.0 mm以下的碳棒，并将碳棒磨尖，保证密封唇的损失量最小。另外，法兰密封唇切割前，必须制作弧形临时鞍座将管束的管箱垫平。拆卸下的法兰密封唇结构见图1。

图1 拆卸下的密封唇结构

4.6 拆卸废锅壳体和壳体法兰密封面修复

制作弧形鞍座工装，利用抽芯机和滚动胎，天车、起重工配合，采取边抽壳体边支撑盘管套筒，保证盘管不变形，避免出现因设备自重，发生的挠度变形损坏盘管情况发生。

（1）将拆卸下壳体放在弧形鞍座，保护好密封面，严禁磕碰。注意：吊装采用尼龙吊装带，严禁采用钢丝绳吊装盘管。

（2）密封唇和法兰密封面的加工，检查密封面和密封唇的破损点，将壳体用30 t拖车转运到机加车间，采用大型落地式镗床加工壳体法兰密封面和密封唇尺寸、精度符合设备原图规定。

（3）加工检验合格后，再用30 t拖车将壳体转运回制造厂房。

4.7 盘管套筒拆除

首先拆除影响盘管套筒抽出的固定部件，同时制作弧形鞍座工装（与盘管接触部位用8～10 mm胶皮保护，避免盘管在抽出套筒时出现磕碰现象），利用倒链，并天车、起重工配合，采取边抽盘管套筒边支撑盘管，保证盘管不变形，避免出现因自重发生的挠度变形损坏盘管情况发生。吊装采用尼龙吊装带，严禁采用钢丝绳吊装盘管［4］。

5 现场检查

分别对切割的两组盘管检查切口部位是否有残渣、结焦层及腐蚀现象。如果发现，及时确定缺陷的位置和产生原因，采用数码相机照相记录，同时取样进行理化检测。

5.1 盘管及设备总体检查

盘管从保护套筒抽出完成后，按检测方案对设备本体及盘管进行全面检查确认后方可进行下步施工，其检查关键控制点有4个：

（1）盘管外壁其余部分是否有裂纹、严重腐蚀蚀、壁厚减薄、变形、过热、蠕变及渗漏等缺陷；

（2）盘管焊缝是否有裂纹、严重腐蚀等缺陷；（3）法兰密封面是否有冲刷腐蚀、损坏等；（4）其余部件是否有变形损坏等。

5.2 对盘管内外壁进行化学清洗和高压水清洗

清洗盘管内部需使用高压水软管枪头进行爬管清洗。清洗后进行内窥镜检查，逐根确认外管内部不能存有污垢，外壁表面无杂物，表面无污物。清洗后需将盘管内部中残留水分吹干。

6 盘管压力试验

（1）利用上封头组件对管接头进行盘管水压试验，保压足够时间，从另一侧观察，对有渗漏处要做好标识。盘管试验压力为6.0 MPa，保压时间不低于30 min，不允许有渗漏现象。压力试验完毕后，应将试压用水排尽，并采用压缩空气将设备内部吹干，防止存水在冬季结冰胀裂盘管或设备壳体。

（2）氨试漏按相关标准规定进行0.6 MPa氨渗漏检测，保压足够时间，确定管接头和管上的渗漏点。

（3）如果盘管仍存在泄漏处，必须全部切割掉，进行更换新盘管。

（4）盘管试验方法和步骤：①在每组切割端口处，采用管口坡口加工机车削处焊接坡口；②利用新预制的管帽或法兰，预留配管口和压力表接口，进行预热组焊；③检测合格后，连接试压工机具，进行逐根盘管水压试验。

7 整体预制新的盘管

（1）对新预制盘管进行材料检验，应符合DIN17175标准要求。经表面磁粉探伤及1.5倍设计压力的水压试验合格后，方可使用。

（2）新预制的盘管必须按照图样和切割下来的损坏坏盘管实物进行制造。每组盘管必须预制2件，并预留不少于100～150 mm的现场组对、切割余量。

8 组焊盘管

新预制的盘管应严格控制下料、坡口加工、现场组对和焊接工艺。制作专用组对工装夹具，保证盘管组焊质量［5］。

组对预制的新盘管并进行焊接。焊接前，采用电加热带将坡口预热到150～200℃，并用红外线测温仪进行检查，合格后方可进行焊接，盘管焊接见图2。

图2 盘管焊接

9 密封唇封焊

密封唇封焊后，进行水压试验，验证密封唇是否在封焊时出现松动、泄露现象。

对称拆卸两条紧固螺栓，同时对称进行焊接，焊接完成后再紧固螺栓，利用液压机械定压操作。在滚动胎上慢慢旋转，按此操作严格执行，确保密封唇焊接无变形。密封唇封焊后见图3。

图3 封焊后的密封唇

10 结束语

通过成功地对该丁辛醇装置进口设备废热锅炉进行技术修复，不但节省了因设备重新进口或返厂维修的时间，而且还节约了大量的维修或购置费用，控制了维修成本。

［1］王文友.过程装备制造工艺［M］.北京：中国石化出版社，2009：25-27.

［2］余燕，吴祖乾.焊接材料选用手册［M］.北京：科学技术出版社，2005：149-151.

［3］张声，辛忠仁.钢制压力容器制造常规检验方法和检具［M］.昆明：云南人民出版社，2006：101-103.

［4］吴以南.表面处理工艺手册［M］.北京：科学技术出版社，1991：19-20.

［5］李亚江，刘强.焊接质量控制与检验［M］.北京：化学工业出版社，2006：53-54.

Research on repair technique of imported waste heat boiler

Ren Zhaochun
（Machinery Factory of PetroChina Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

The waste heat boiler of a 2-ethyl hexanol plant was imported from Germany.It was found that this equipment had leakage during on-site operation.Through technical analysis,it was found that there were leaking points on the internal quenching coils.The equipment was entirely disassembled and repaired to find the causes for leakage and make repair plan.After repair,application reached original production process requirement.

waste heat boiler;spiral coil;coil sleeve;repair technique

TK228

B

1671-4962（2017）05-0046-03

2017-09-12

任召春，男，工程师，2000年毕业于大庆石油学院化工机械与设备专业，现从事压力容器生产制造管理工作。