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摘 要：由于蒸汽转化炉在高温下运行后会引起膨胀，因此在安装中应特别注意热膨胀对安装和运行所带来的影响等一系列问题，本文总结了蒸汽转化炉安装时容易疏忽而导致错误安装的重要事例，对蒸汽转化炉安装施工有一定的指导意义。
关键词：蒸汽转化炉；安装；热膨胀；焊接缝隙
蒸汽转化炉是在高温下运行的热力设备，因此热膨胀在其运行中显得尤为重要。如果蒸汽转化炉安装过程忽视了膨脹，进行了错误的设计或安装，都将会在运行过程中导致严重的不良后果。本文以青海中浩60吨/年甲醇项目的蒸汽转化炉安装为例，重点讨论安装过程中应注意的事项，主要对辐射段的转化管，恒力弹簧，猪尾管，风道，输气总管以及废热锅炉的安装进行说明。
1 蒸汽转化炉的结构型式
该蒸汽转化炉的工艺采用顶烧式方箱炉，通过恒力弹簧吊架系统来吸收转化管的向上热膨胀。蒸汽转化炉为矩形保温结构，内装垂直支撑的装催化剂的转化管，反应所吸收的热，由位于蒸汽转化炉顶向下燃烧的烧嘴供给。转化气废热锅炉采用火管式的自然循环薄管板结构型式，使得管板的实际壁温更加接近锅炉给水的温度，操作工况较为温和，有利于设备的长期稳定运行。
2 安装工程中的注意点
2.1 转化管的安装
1）转化管的安装，分为两种情况：第一种厂家制作成管排进行现场安装，一般较重，成排规格大，难以运输，所以很少采用；第二种现场逐根進行安装，较为常见。在此以第二种安装方法进行叙述讨论。2）转化管的安装较为简单，最下端是锥型与下猪尾管接口没有方向，但是与上猪尾管的接口是有方向的，应该引起重视。首先就要考虑转化管安装时与上猪尾管的接口方向，接着就要考虑上集气管的膨胀方向，最后就要考虑猪尾管安装后是否与上集气管的膨胀方向一致，以此确定转化管的最终正确方向。在青海中浩蒸汽转化炉的安装过程中，我们以此进行审查图纸时发现上猪尾管的布置，一半正确一半错误，并对此与设计、外方专家及厂家进行联系，确定了最终正确上猪尾管布置图，同时也确定了最终正确的转化管安装方向。
2.2 炉顶及炉底膨胀缝
1）蒸汽转化炉的炉膛是一个高温的炉膛，转化管竖直布置其内，在运行时都会膨胀，因此在转化管的顶部支撑板和底部支撑板都设置了膨胀缝，便于转化管在运行时进行膨胀。2）转化管的支撑板是以安装四根转化管为一整体，然后分块安装，蒸汽转化炉运行时一起热膨胀。两支撑板中间留下的2mm热膨胀间隙是禁止焊接的。此处极有可能被电焊工顺手将其焊接，如果此处不注意，安装忽视了，蒸汽转化炉所有转化管就成一个整体，就会影响它正确的膨胀，如果直接投入运行，就会造成很大的不良的后果。炉顶，炉底支撑板是同样的道理。在青海中浩项目上就出现过上述问题，最后将其割开保留了膨胀缝。
2.3 猪尾管的安装
1）蒸汽转化炉的下猪尾管安装，与下集气管的连接是从一侧集气管底部穿过去接集气管的另一侧接口，因此下猪尾管在集气管的两侧类型不一样。一种为A型，一种为B型； B型需要向膨胀方向外倾斜一个角度，以避开A型，去接另外一侧接口。因为此处两相邻猪尾管的间距与其它地方比起来，比较小一点，但是都有膨胀方向。在青海中浩项目上，先按照设计的猪尾管布置图试装了几根，发现有一半的B型猪尾管倾斜方向与安装的膨胀方向正好相反，会影响热膨胀。找设计确认发现图纸猪尾管布置图错误，设计修改图纸后导致整个B型猪尾管的膨胀方向与制造的倾斜方向全部相反，又向设计咨询，最终确认是B型猪尾管制造图纸错误。由于工期紧张，只好按照猪尾管正确的膨胀方向来安装并修改整个下猪尾管布置图。
2）如果上述安装前，没有仔细审查图纸而盲目的按照设计图纸施工，将会造成很大的返工，因此，安装前知道了蒸汽转化炉下集气管的膨胀方向，然后由此确认下猪尾管的膨胀方向，对安装下猪尾管有多么重要的指导意义。
2.4 弹簧吊架的安装与调整
1）弹簧吊架悬在吊转化管组件时，要使弹簧的刻度标尺面对操作走道平台，调整时先从中间部分组件开始调整，中间部分调整完成后再调整两端的部分组件。
2）通过弹簧吊架调整下集气管的标高，应当调定在低于设计的下集气管最终标高大约20mm的位置上，这个位置将要求将整个转化式管结构升高到最终标高，并要有合适的焊接缝隙，以便以后焊接。在此点，必须把地面砖屏蔽层和下集气管屏蔽层考虑在内，以便能够接受在操作过程中所产生的膨胀。下集气管整个长度下的足够充分的空间，对于补偿辐射盘管在炉子操作过程中所产生的向下热膨胀，是十分关键的。
2.5 风道的制作安装
1）风道主要包括辐射段炉顶风道、段间风道、烧嘴风道、热空气风道、旁路风道、预热器入口风道、引风机进出口风道。本工程风道制作，基本上全为矩形风道管，仅仅烧嘴出口风道为圆筒形状。风道节组装通过胎具，将预制好的风道节片很好的组装成一个单的风道节。风道节片通过钢板卡卡在胎具上，然后就可以焊接四周的焊缝了，为防止发生变形，采取两电焊对角焊缝向同一方向上同时焊接。2）风道在安装时，首先要看清图纸上支架的安装形式，由于风道受蒸汽转化高温影响，热膨胀促使烟风道产生位移，一定注意支架的限位和滑动方向。
2.6 输气总管及废热锅炉的安装
1）输气管分为输气总管和输气支管。由于在辐射段底部，受空间因素限制，输气总管安装前，就要根据膨胀方向检查其到货是否正确。仔细核对输气管的位置和先后顺序，确认无误后方可就位。输气管和滑动底座的找正找平应按基础上的安装基准线对应输气管上的基准测点进行调整和测量。在青海中浩项目上输气总管审查时，发现本应有4个滚动轴承支座，到货却为导向支座。如果安装后再拆除重新安装是极端困难，因此及时与设计沟通，经计算工艺效果，膨胀效果等后，确认后才进行安装。
2）废热锅炉及汽包的安装，其在最下部也有两个滚动轴承支座，废锅的安装应特别注意其膨胀量，考虑其膨胀方向为向北，因此为了保证热运行后，下方的滚动轴承在正中间，在安装前就要先将滚动轴承通过四个方向的顶丝将其调整到靠南；在膨胀量问题上，与设计单位商定，最后现场确定膨胀量，如果注意不到这点，必将造成废锅支撑点的修改。
3 结语
对于蒸汽转化炉或其它炉类设备的安装，安装前考虑热膨胀，对于正确指导安装具有很大意义，本文对炉类设备安装工程具有较好的借鉴意义。
参考文献：
[1] 管式炉安装工程施工及验收规范SH/T3506-2007.
[2] 化学工业炉受压元件制造技术条件HG 20545-1992.
关键词：蒸汽转化炉；安装；热膨胀；焊接缝隙
蒸汽转化炉是在高温下运行的热力设备，因此热膨胀在其运行中显得尤为重要。如果蒸汽转化炉安装过程忽视了膨脹，进行了错误的设计或安装，都将会在运行过程中导致严重的不良后果。本文以青海中浩60吨/年甲醇项目的蒸汽转化炉安装为例，重点讨论安装过程中应注意的事项，主要对辐射段的转化管，恒力弹簧，猪尾管，风道，输气总管以及废热锅炉的安装进行说明。
1 蒸汽转化炉的结构型式
该蒸汽转化炉的工艺采用顶烧式方箱炉，通过恒力弹簧吊架系统来吸收转化管的向上热膨胀。蒸汽转化炉为矩形保温结构，内装垂直支撑的装催化剂的转化管，反应所吸收的热，由位于蒸汽转化炉顶向下燃烧的烧嘴供给。转化气废热锅炉采用火管式的自然循环薄管板结构型式，使得管板的实际壁温更加接近锅炉给水的温度，操作工况较为温和，有利于设备的长期稳定运行。
2 安装工程中的注意点
2.1 转化管的安装
1）转化管的安装，分为两种情况：第一种厂家制作成管排进行现场安装，一般较重，成排规格大，难以运输，所以很少采用；第二种现场逐根進行安装，较为常见。在此以第二种安装方法进行叙述讨论。2）转化管的安装较为简单，最下端是锥型与下猪尾管接口没有方向，但是与上猪尾管的接口是有方向的，应该引起重视。首先就要考虑转化管安装时与上猪尾管的接口方向，接着就要考虑上集气管的膨胀方向，最后就要考虑猪尾管安装后是否与上集气管的膨胀方向一致，以此确定转化管的最终正确方向。在青海中浩蒸汽转化炉的安装过程中，我们以此进行审查图纸时发现上猪尾管的布置，一半正确一半错误，并对此与设计、外方专家及厂家进行联系，确定了最终正确上猪尾管布置图，同时也确定了最终正确的转化管安装方向。
2.2 炉顶及炉底膨胀缝
1）蒸汽转化炉的炉膛是一个高温的炉膛，转化管竖直布置其内，在运行时都会膨胀，因此在转化管的顶部支撑板和底部支撑板都设置了膨胀缝，便于转化管在运行时进行膨胀。2）转化管的支撑板是以安装四根转化管为一整体，然后分块安装，蒸汽转化炉运行时一起热膨胀。两支撑板中间留下的2mm热膨胀间隙是禁止焊接的。此处极有可能被电焊工顺手将其焊接，如果此处不注意，安装忽视了，蒸汽转化炉所有转化管就成一个整体，就会影响它正确的膨胀，如果直接投入运行，就会造成很大的不良的后果。炉顶，炉底支撑板是同样的道理。在青海中浩项目上就出现过上述问题，最后将其割开保留了膨胀缝。
2.3 猪尾管的安装
1）蒸汽转化炉的下猪尾管安装，与下集气管的连接是从一侧集气管底部穿过去接集气管的另一侧接口，因此下猪尾管在集气管的两侧类型不一样。一种为A型，一种为B型； B型需要向膨胀方向外倾斜一个角度，以避开A型，去接另外一侧接口。因为此处两相邻猪尾管的间距与其它地方比起来，比较小一点，但是都有膨胀方向。在青海中浩项目上，先按照设计的猪尾管布置图试装了几根，发现有一半的B型猪尾管倾斜方向与安装的膨胀方向正好相反，会影响热膨胀。找设计确认发现图纸猪尾管布置图错误，设计修改图纸后导致整个B型猪尾管的膨胀方向与制造的倾斜方向全部相反，又向设计咨询，最终确认是B型猪尾管制造图纸错误。由于工期紧张，只好按照猪尾管正确的膨胀方向来安装并修改整个下猪尾管布置图。
2）如果上述安装前，没有仔细审查图纸而盲目的按照设计图纸施工，将会造成很大的返工，因此，安装前知道了蒸汽转化炉下集气管的膨胀方向，然后由此确认下猪尾管的膨胀方向，对安装下猪尾管有多么重要的指导意义。
2.4 弹簧吊架的安装与调整
1）弹簧吊架悬在吊转化管组件时，要使弹簧的刻度标尺面对操作走道平台，调整时先从中间部分组件开始调整，中间部分调整完成后再调整两端的部分组件。
2）通过弹簧吊架调整下集气管的标高，应当调定在低于设计的下集气管最终标高大约20mm的位置上，这个位置将要求将整个转化式管结构升高到最终标高，并要有合适的焊接缝隙，以便以后焊接。在此点，必须把地面砖屏蔽层和下集气管屏蔽层考虑在内，以便能够接受在操作过程中所产生的膨胀。下集气管整个长度下的足够充分的空间，对于补偿辐射盘管在炉子操作过程中所产生的向下热膨胀，是十分关键的。
2.5 风道的制作安装
1）风道主要包括辐射段炉顶风道、段间风道、烧嘴风道、热空气风道、旁路风道、预热器入口风道、引风机进出口风道。本工程风道制作，基本上全为矩形风道管，仅仅烧嘴出口风道为圆筒形状。风道节组装通过胎具，将预制好的风道节片很好的组装成一个单的风道节。风道节片通过钢板卡卡在胎具上，然后就可以焊接四周的焊缝了，为防止发生变形，采取两电焊对角焊缝向同一方向上同时焊接。2）风道在安装时，首先要看清图纸上支架的安装形式，由于风道受蒸汽转化高温影响，热膨胀促使烟风道产生位移，一定注意支架的限位和滑动方向。
2.6 输气总管及废热锅炉的安装
1）输气管分为输气总管和输气支管。由于在辐射段底部，受空间因素限制，输气总管安装前，就要根据膨胀方向检查其到货是否正确。仔细核对输气管的位置和先后顺序，确认无误后方可就位。输气管和滑动底座的找正找平应按基础上的安装基准线对应输气管上的基准测点进行调整和测量。在青海中浩项目上输气总管审查时，发现本应有4个滚动轴承支座，到货却为导向支座。如果安装后再拆除重新安装是极端困难，因此及时与设计沟通，经计算工艺效果，膨胀效果等后，确认后才进行安装。
2）废热锅炉及汽包的安装，其在最下部也有两个滚动轴承支座，废锅的安装应特别注意其膨胀量，考虑其膨胀方向为向北，因此为了保证热运行后，下方的滚动轴承在正中间，在安装前就要先将滚动轴承通过四个方向的顶丝将其调整到靠南；在膨胀量问题上，与设计单位商定，最后现场确定膨胀量，如果注意不到这点，必将造成废锅支撑点的修改。
3 结语
对于蒸汽转化炉或其它炉类设备的安装，安装前考虑热膨胀，对于正确指导安装具有很大意义，本文对炉类设备安装工程具有较好的借鉴意义。
参考文献：
[1] 管式炉安装工程施工及验收规范SH/T3506-2007.
[2] 化学工业炉受压元件制造技术条件HG 20545-1992.