摘 要：為解決氣化爐內(nèi)夾套頻繁開裂問題，通過對氣化爐現(xiàn)場溫度、流量試驗及開裂部位材料取樣試驗，對氣化爐有限元溫度場、應(yīng)力場進行計算分析，并對氣化爐內(nèi)水動力進行計算分析，針對氣化爐內(nèi)夾套開裂的原因，采取相應(yīng)措施，效果良好。
關(guān)鍵詞：氣化爐 內(nèi)夾套 應(yīng)力場 水動力
1 設(shè)備簡介
天脊煤化工集團股份有限公司是我國于 20世紀 80 年代初從國外成套引進技術(shù)和設(shè)備興建的大型復(fù)合肥生產(chǎn)基地，其年產(chǎn) 45 萬噸合成氨裝置采用 5 臺 Mark-Ⅳ魯奇加壓氣化爐制氣，其中 1臺為國內(nèi)生產(chǎn)。該氣化爐爐體為一個雙層筒體的氣化反應(yīng)器，內(nèi)層筒體稱為內(nèi)夾套，兩個筒體之間為水汽通道，運行時形成水夾套，內(nèi)夾套中含有高溫煤氣介質(zhì)，氣化爐外筒體材質(zhì)為 WSTE36，內(nèi)夾套材質(zhì)為20 G。 氣化爐主要結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)計參數(shù)如表 1 所示。
近年來，氣化爐內(nèi)夾套下部頻繁開裂，主要發(fā)生在內(nèi)夾套加強過渡段的環(huán)焊縫處， 距環(huán)焊縫中心上、下 200 mm 的區(qū)域都為開裂區(qū)。內(nèi)夾套開裂導(dǎo)致內(nèi)夾套漏水、氣化爐停爐，嚴重影響了設(shè)備的正常運行及安全生產(chǎn)。 每臺氣化爐從最后一次更換夾套板及下部膨脹節(jié)后， 到發(fā)現(xiàn)內(nèi)夾套加強過渡段環(huán)焊縫處開裂， 其間的運行時間和停爐次數(shù)各不相同，具體如表 2 所示。
2 氣化爐試驗分析
為了查找氣化爐內(nèi)夾套開裂原因， 為有限元計算分析確定邊界條件提供依據(jù)，需要對氣化爐的水夾套流量、溫度等參數(shù)進行測試，對開裂部位取樣進行材料試驗。
2.1 氣化爐現(xiàn)場試驗
試驗通過在啟動工況、 負荷 6 600 m3／ h 工況、低液位（41%液位和 30%液位）工況、變負荷工況（負荷 6 600 m3 ／ h 増至 7 200 m3 ／ h，循環(huán)泵停用時負荷 7 200 m3／ h 減至 5 500 m3／ h， 循環(huán)泵啟用時負荷6 600 m3／ h 減至 5 500 m3 ／ h）等 ，記錄氣化爐在試驗中的壓力、溫度、流量....
