CN101551197B - 硫铁矿制酸中焙烧炉冷却排管修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的硫铁矿制酸中焙烧炉冷却排管修复方法，包括如下步骤：1)对焙烧炉冷却排管进行检测确定冷排的修复；2)修复前的表面修整；3)磨蚀分类分别修复，保温缓慢冷却消除内应力；4)修复后无损探伤合格后，恢复防磨层；5)试压处理，全部处理合格后才能交付使用。由于科学合理，准备充分，大修中，避免了通用方法中直接更换冷排的高昂代价，实施在线修复，减省了更换产生的维修费用及节省相应停工日期。由于严格修复方法程序，对修复的冷排安全可靠运行有保障，同时具有极好的经济效益。

Description

硫铁矿制酸中焙烧炉冷却排管修复方法

技术领域

本发明属于硫铁矿制硫酸中的生产技术领域，具体涉及到硫铁矿制硫酸生产过程中焙烧炉沸腾床冷却排管被磨蚀后的修复方法。 

背景技术

在硫铁矿制硫酸生产技术中，焙烧炉一般采用沸腾床工艺，焙烧炉是其关键工序，其中，硫铁矿的FeS₂与空气中的氧气在沸腾炉内焙烧制取SO₂气体过程中，将产生大量的反应热，按焙烧35％标矿计，每公斤矿大约能放出4521.7KJ热量，产生的热量约40％左右消耗于焙烧矿、烟气和灰渣的加热，其余60％的热量必须移去，否则焙烧炉内温度会持续上升，达1600℃以上而导致无法进行生产。 

对于焙烧炉多余热量的移出，通用的办法是在焙烧炉内设置冷却排管，让冷却介质与废热锅炉水系统连通成为一体，水系统一般工作压力在4.0Mpa左右；正常生产中，冷却排管处于剧烈翻腾的聚式流态化沸腾床内，利用剧烈湍动的硫铁矿渣颗粒达到高效传热目的。硫铁矿渣颗粒在流态化沸腾炉床内剧烈翻腾对处于高温的冷却排管磨擦会造成严重的磨损，在此严酷的工作条件下，表面外加防磨层冷却排管每年大修检查时发现磨损就要更换，一套2×40万吨规模的冷排价值为200万元左右。造成生产成本上升。 

目前，硫铁矿制酸中硫铁矿沸腾焙烧炉普遍采用的焙烧炉冷却排管均采用20g管材，管材外加防磨层，当防磨层被局部或整体磨薄后直接更换新的冷却排管。如此做法有如下缺点： 

1)焙烧炉冷排价格昂贵，采取更换的方法代价较大。 

2)换出的冷排当报废品，非常可惜，经过研究，报废的冷排，仅为局部磨蚀，其它大部份管材基本都还处于良好。 

由于管材可焊性较差，一般焊接条件下容易造成管道裂纹和未焊透，以致造成生产过程中重大事故产生，所以类似生产厂家，都是采用更换方法解决磨损问题。 

发明内容

本发明的目的，研究沸腾炉流态化影响冷排磨蚀的的规律，选用合适焊接方法及防磨层修复材料，实施在线修复，恢复原功能。完善检测措施保证生产正常进行。 

经过几年的反复研究和实践考验，发明人和申请人完成和完善了一套“硫铁矿制酸中焙烧炉冷却排管修复方法”。 

本发明是采用以下方法达到此方法的目的： 

1、硫铁矿制酸中焙烧炉冷却排管修复方法，其特征是包括如下步骤： 

(1)、利用焙烧炉装置大修或停车机会，对焙烧炉冷却排管进行测量，与原始测量资料比较后确定焙烧炉冷排磨蚀情况，并进行标记，通过无损检验确定有修复价值的冷排才按本修复方法进行修复； 

(2)、对需要修复部位进行打磨处理，去除表面已经渗有硫或有害元素或有烧结的表面部分，并在管道作好明确的与施工图相符的分类标记：a修复表面防磨层，b修复1～2mm防磨层加浅层磨损，c修复2mm以上防磨层加深层磨损； 

(3)、对a类表面防磨层恢复，防磨层用等离子喷涂恢复防磨层、b类浅层磨损加防磨层修复，用相同的材料进行堆焊再用等离子喷涂恢复防磨层；对c 类深层磨损，用管材质焊条对缺陷部位进行堆焊，管子缺陷部位的堆焊结果尺寸要求大于管径1～2mm，堆焊完毕后，用气焊枪加热到700℃左右，用保温管套迅速套上保温，让其缓慢冷却到150℃左右，才可以去除保温管套； 

(4)、对堆焊完毕后的焊接部位进行表面打磨，再经过无损探伤合格后，再恢复堆焊位置防磨层； 

(5)、上述表面处理结束后，对修复完冷排管按规定进行试压处理，全部处理合格后才能交付使用。 

2、根据权利要求1所述的硫铁矿制酸中焙烧炉冷却排管修复方法，其特征是采用的焊机用普通直流焊机，及与管材相同材质的焊条堆焊，或用等离子焊机用与管材相同材质材料堆焊，防磨层的恢复，用相同材料进行等离子喷涂；所用的保温管套，由内径大于需要修复管道外径4cm管材分割成两块，安装铰链和卡扣，内袝有厚2cm左右的耐火保温纤维，能够迅速将冷排管包住扣好不脱落，对于冷排管U形弯部位也要有预先制作好U形弯部位保温管套。 

本发明的有益效果，由于科学合理，准备充分，大修中，避免了通用方法中直接更换冷排的高昂代价，实施在线修复，减省了更换产生的维修费用及节省相应停工日期。由于严格修复方法程序，对修复的冷排安全可靠运行有保障，同时具有极好的经济效益。 

附图说明

图1，焙烧炉沸腾床的冷却排管位置示意图 

其中，1.焙烧炉上部空间，2.焙烧炉扩大段，3.焙烧炉沸腾段，4.焙烧炉冷却排管，5.焙烧炉，6.来自废热锅炉水系统，7.去废热锅炉蒸气。 

具体实施方式

实施例1 

以瓮福(集团)有限责任公司2×40万吨/年硫铁矿制酸装置为例，该装置是以硫铁矿为原料，采用沸腾焙烧、稀酸洗净化、两转两吸制酸工艺，装置于1996年开工建设，1999年投入生产，工程概算总投资本9.9亿元。有两套焙烧炉，每一套焙烧炉沸腾段有一套冷却排管，它的价格一般为200万元左右，两个炉子同时更换要花费400～500万元。该装置焙烧炉冷却排管于2003年11月发现局部严重磨蚀后，开始试采用了本修复方法，通过几次大修停车修理，完善了本修复方法，累计少更换2套以上的冷却排管，节省设备花费400～500万元投资，每次能节省大修时间2～3天，按正常生产时间产值计算，每年为100多万元，本发明的实施经济效益可观。 

具体实施如下： 

硫铁矿制焙烧炉冷却排管防磨层普遍采用D547MO材质，为了保证焊接质量和使用效果，所需补焊修复的焊条同样选用D547MO材料。 

修复工艺 

充分利用硫铁矿制酸停车机会，在焙烧炉冷却后，全部清除焙烧炉床渣。 

全面检查焙烧炉冷排的磨蚀情况，确定可以维修后，启动修复方案。 

1)、利用焙烧炉装置大修或停车机会，对焙烧炉冷却排管，全面、仔细进行测量，与原始测量资料比较后确定焙烧炉冷排磨蚀情况，防磨层磨蚀情况，然后确定需修复部位，并进行标记，冷排严重磨蚀部分通过无损检验确定有否裂纹，有烧结物严重腐蚀部分，要清除后进行无损检验； 

2)、对需要修复部位进行打磨处理，去除表面已经渗有硫或烧结有害元素 的表面部分，并在管道作好明确的与施工图相符的分类标记：a修复表面防磨层，b修复1～2mm防磨层加浅层磨损，c修复2mm以上防磨层加深层磨损；最好在管道上固定附加的标示物。 

3)、对a类表面防磨层磨损、b类防磨层加浅层磨损修复，用相同的材料进行堆焊；对c类防磨层加深层磨损，用管材质焊条对缺陷部位进行堆焊，管子缺陷部位的堆焊结果尺寸大于管径1～2mm，堆焊完毕后，用气焊枪加热到700℃左右，用保温管套迅速保温让其套上让其缓慢冷却到150℃左右，才可以去除保温管套；对多次出现严重磨蚀部分的冷排管，可以有意增加堆焊厚度1～2mm。所用的保温管套制作，用适当长度的由内径大于需要修复管道外径4cm管材分割成两块，安装铰链和卡扣，内袝有厚2cm左右的耐火保温纤维，能够迅速将冷排管包住扣好不脱落，对于冷排管U形弯部位也要有预先制作好U形弯部位保温管套。 

4)、堆焊完毕后对焊接部位进行表面打磨，再经过无损探伤合格后，再用防磨层相同的材料进行堆焊恢复防磨层； 

5)、上述表面处理结束后，对修复完冷排管按规定进行试压处理，全部处理合格后才能交付使用。 

对于加厚处理部分，经过第2、3次大修还处于良好工作状态在实践中，大修中，多是对磨层进行修复。 

Claims (2)

1.硫铁矿制酸中焙烧炉冷却排管修复方法，其特征是包括如下步骤：

(1)、利用焙烧炉装置大修或停车机会，对焙烧炉冷却排管进行测量，与原始测量资料比较后确定焙烧炉冷却排管磨蚀情况，并进行标记，通过无损检验确定有修复价值的冷却排管才按本修复方法进行修复；

(2)、对需要修复部位进行打磨处理，去除表面已经渗有硫或有烧结的表面部分，并在冷却排管上作好明确的与施工图相符的分类标记：①、修复表面防磨层，②、修复1～2mm防磨层加浅层磨损，③、修复＞2mm防磨层加深层磨损；

(3)、对“①”类表面防磨层恢复，用等离子喷涂与冷却排管防磨层相同的材料恢复防磨层、“②”类浅层磨损加防磨层修复，用与冷却排管相同材质的焊条进行堆焊，经过无损探伤合格后，再用等离子喷涂恢复防磨层；对“③”类深层磨损，用冷却排管相同材质的焊条对缺陷部位进行堆焊，管子缺陷部位的堆焊结果尺寸要求大于管径1～2mm，堆焊完毕后，用气焊枪加热到700℃，用保温管套迅速套上保温，让其缓慢冷却到150℃，才可以去除保温管套；经过无损探伤合格后，再用等离子喷涂恢复防磨层；

(4)、上述表面处理结束后，对修复完冷却排管按规定进行试压处理，全部处理合格后才能交付使用。

2.根据权利要求1所述的硫铁矿制酸中焙烧炉冷却排管修复方法，其特征是采用的焊机用普通直流焊机及与冷却排管相同材质的焊条堆焊，或用等离子焊机用与冷却排管相同材质材料堆焊，防磨层的恢复，用与冷却排管防磨层相同材料进行等离子喷涂；所用的保温管套，由内径大于需要修复管道外径4cm冷却排管相同材质分割成两块，安装铰链和卡扣，内袝有厚2cm的耐火保温纤维制作而成，用保温管套将冷却排管包住扣好不致脱落，对于冷却排管U形弯部位也要有预先制作好U形弯部位保温管套。

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