专利名称：大型压力容器燃气整体热处理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对金属容器的整体热处理方法及装置，尤其是涉及一种利用燃气法对大型压力容器进行整体热处理的方法及装置。
背景技术：
大型压力容器是指因设备重量或运输道路限制，需在现场制造(组焊)完成的压力容器。随着石化行业的发展，各种化工钢制塔、容器有越来越大型化的趋势，如丙烯腈反应器的直径近9米，高度达到了30米左右。对如此大的压力容器进行焊后整体热处理已成为亟待解决的技术难题。
目前常用的压力容器热处理技术有电加热法及燃油法两种，在进行大型压力容器整体热处理时均存在不同程度的技术缺陷。采用电加热法整体热处理时，用电量相当大，施工现场根本无法满足，此外施工成本高、施工周期长，不适于大型压力容器焊后整体热处理(通常的方法是先分段热处理，再对各段间焊缝进行局部热处理)；采用燃油法整体热处理时，通常能提供足够的热量，但由于热量过于集中，而塔式的压力容器往往由于其结构原因造成内部热循环效果差，不利于容器内热量的均匀分布，因此应用于大型压力容器整体热处理时存在上下温差大、局部温度滞后等技术难点，导致热处理质量不高。此外，由于燃油法采用的轻柴油燃料中含硫量偏高，在燃烧过程中产生的硫化物将影响焊接接头的使用性能，故在石化行业许多塔式压力容器如丙烯腈反应器等焊后整体热处理明确要求不得使用燃油法，也限制了此方法在压力容器方面的进一步应用和改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题旨在提供一种切实可行的利用燃气法对大型压力容器焊后整体热处理的方法及装置，以克服现有整体热处理方法及装置应用于大型压力容器整体热处理时存在的上述缺陷。
本发明的热处理方法包括下列步骤(1)首先将需进行整体热处理的压力容器作为密封炉膛，就位于相应的裙座上；(2)对压力容器外部利用保温材料进行保温；(3)采用多台燃气燃烧器分层对压力容器进行供热；(4)在压力容器内部安装导流装置，对燃气热气流进行导流以提高压力容器内部热循环效果；(5)将自动控制装置与燃气燃烧器连接，对燃气燃烧器进行自动控制，燃气燃烧器将供气装置提供的燃气点燃加热，同时燃气燃烧器的供风部分提供相应的风量以保证燃气充分燃烧并将燃烧的燃气火焰送入压力容器内形成燃气热气流，通过测温装置实时监测并打印压力容器各个部位的温度；(6)压力容器顶部利用烟道装置调节容器压力为正压，以促进压力容器内部热循环；
(7)压力容器从常温开始加热升温，按规定的升温速度达到规定的热处理恒温范围内时，开始恒温至规定的时间，然后再按规定的降温速度降温。
用于实现本发明的方法的装置包括多台燃气燃烧器，分别安装在压力容器底部、侧壁的人孔或接管处，用以对压力容器分层供热，提供足够的热源；一个供气装置，安装在燃气燃烧器前端，用以为燃气燃烧器提供稳定的气源；一个导流装置，安装在压力容器内部，用以对燃气燃烧的燃气热气流进行导流，提高容器内部的热循环；一个测温装置，用以实时监测并打印压力容器各个部位的温度；一个烟道装置，安装在压力容器顶部人孔或接管处，用以对压力容器内部的压力进行实时调节；一个自动控制装置，与燃气燃烧器连接，自动控制装置根据测温装置测得的反馈信号与设定的各采样时刻的热处理实时目标温度值进行比较处理，实时控制燃气燃烧器的输出。
本发明与电加热法相比，不需采用先分段、后局部的热处理方法，提高了热处理施工效率，降低了热处理施工成本，缩短了热处理施工周期；与燃油法相比，本发明根据压力容器工况实际采用多台燃气燃烧器进行分层供热，并辅以导流装置，提高了压力容器内部的热循环效果，从而保证了压力容器的整体热处理质量。此外，采用含硫量偏低的燃气(液化气或天然气)作为燃料，有效地降低了燃料燃烧过程中硫化物对焊接接头使用性能的影响。
综上所述，本发明技术克服了电加热法及燃油法两种热处理技术应用于大型压力容器整体热处理时各自存在的缺陷，具有多台燃气燃烧器组态灵活、分层燃烧供热均匀、容器内部热循环效果好、燃料对焊接接头使用性能影响低等优点，尤其适合石化行业大型压力容器焊后整体热处理施工。
图1是本发明热处理工艺步骤示意图；图2是燃气燃烧器工作原理示意图；图3是导流装置中的导流伞结构示意图；图4是导流装置中的导流伞结构示意图；图5是测温装置构成示意图；图6是烟道装置构成示意图；图7是自动控制装置工作原理示意图。
具体实施例方式参照图1，本发明的燃气整体热处理方法包括下列步骤(1)首先将压力容器3作为密封炉膛，就位于裙座7上；(2)对压力容器3外部利用保温材料进行保温；(3)将多台燃气燃烧器4分别与压力容器3底部、侧壁的人孔或接管连接并密封，给压力容器分层供热，提供足够的热源；(4)在压力容器3内部安装导流装置2，对燃气热气流1进行导流以提高压力容器内部热循环效果；
(5)将自动控制装置6与燃气燃烧器4连接，对燃气燃烧器进行自动控制，燃气燃烧器4将供气装置5提供的燃气点燃加热，燃气可以是液化气，也可以是天然气，同时燃气燃烧器的鼓风机提供相应的风量以保证燃气充分燃烧并将燃烧的燃气火焰送入压力容器内形成燃气热气流，通过测温装置8实时监测并打印压力容器各个部位的温度；(6)压力容器顶部利用烟道装置9调节容器压力为正压，以促进压力容器内部热循环；(7)压力容器从常温开始加热升温，按规定的升温速度达到规定的热处理恒温范围内时，开始恒温至规定的时间，然后再按规定的降温速度降温。
参照图2，燃气燃烧器包含供气部分、控制部分、点火部分、供风部分及主火部分。燃气燃烧器固定于压力容器底部或侧壁的人孔或接管处，供气部分与供气装置相连，控制部分启动后，点火部分点燃并将主火部分点燃，供风部分的风气自动配比并将点燃的火焰流强制送入压力容器内，为压力容器提供燃料燃烧所释放的热量。燃气燃烧器与相应的自动控制装置连接，根据压力容器热处理时的实时工况进行实时调节燃气燃烧情况。燃气燃烧器采用液化气或天然气作为燃料，当供气装置提供的燃气为液化气时，可以是液化气罐，也可以是液化气槽车；当提供的燃气为天然气时，可以是天然气管道等。供气装置与燃气燃烧器连接，为其提供所需燃料，燃气中的硫含量远低于轻柴油中的硫含量，能有效地降低燃料燃烧过程中硫化物对焊接接头使用性能的影响，尤其适于石化行业大型压力容器对整体热处理施工的特殊要求。
参照图3、图4，导流装置由导流伞10及导流档板11组成，导流装置底支架由白钢板加工焊接而成，其上覆盖耐高温的硅酸铝保温棉，并采用白钢网遮盖固定。整个装置由白钢管或悬吊于上人孔，或利用容器内器壁上各种焊件进行斜向上下拉伸支撑。导流伞10对纵向向上的热气流进行反射，使热气流从该层底部沿器壁向上流动，以加强各层内部的热循环；导流档板11对燃气燃烧器喷出的水平火焰流进行折射，保证火焰流不与容器壁直接接触，避免了横向燃烧时易造成器壁过烧的现象发生。
参照图5，测温装置包括热电偶、补偿导线、测温设备，热电偶固定于压力容器外壁，通过补偿导线为测温设备提供压力容器各部位温度值，测温设备实时测量、打印压力容器各部位温度值。测温设备为多点测温设备，能实时显示并打印压力容器各个部位的温度值。
参照图6，烟道装置包含括烟道13、蝶阀12及控制电缆14三部分，烟道装置安装在压力容器顶部人孔或接管处，自动控制装置通过控制电缆14实时调节蝶阀12的开度，以调节压力容器内部的压力。
参照图7，自动控制装置采用计算机软件进行控制，与燃气燃烧器连接，对燃气燃烧器进行自动控制。工作时，分布于压力容器外壁的各测温热电偶将测得的各点实时温度值通过补偿导线反馈回测温设备，并进入自动控制装置进行处理，自动控制装置将此数据与设定的各采样时刻的热处理实时目标温度值进行比较处理，如反馈温度值大于目标温度值，则燃气燃烧器停止工作；否则燃气燃烧器启动开始工作，自动调整燃气燃烧器的输出。
权利要求
1.大型压力容器燃气整体热处理方法，其特征在于该方法包括下列步骤(1)首先将需进行整体热处理的压力容器作为密封炉膛，就位于相应的裙座上；(2)对压力容器外部利用保温材料进行保温；(3)采用多台燃气燃烧器分层对压力容器进行供热；(4)在压力容器内部安装导流装置，对燃气热气流进行导流以提高压力容器内部热循环效果；(5)将自动控制装置与燃气燃烧器连接，对燃气燃烧器进行自动控制，燃气燃烧器将供气装置提供的燃气点燃加热，同时燃气燃烧器的供风部分提供相应的风量以保证燃气充分燃烧并将燃烧的燃气火焰送入压力容器内形成热气流，通过测温装置实时监测并打印压力容器各个部位的温度；(6)压力容器顶部利用烟道装置调节容器压力为正压，以促进压力容器内部热循环；(7)压力容器从常温开始加热升温，按规定的升温速度达到规定的热处理恒温范围内时，开始恒温至规定的时间，然后再按规定的降温速度降温。
2.一种用于实现权利要求1的方法的装置，其特征在于该装置包括多台燃气燃烧器，分别安装在压力容器底部、侧壁的人孔或接管处，用以对压力容器分层供热，提供足够的热源；一个供气装置，安装在燃气燃烧器前端，用以为燃气燃烧器提供稳定的气源；一个导流装置，安装在压力容器内部，用以对燃气燃烧的燃气热气流进行导流，提高容器内部的热循环；一个测温装置，用以实时监测并打印压力容器各个部位的温度；一个烟道装置，安装在压力容器顶部人孔或接管处，用以对压力容器内部的压力进行实时调节；一个自动控制装置，与燃气燃烧器连接，自动控制装置根据测温装置测得的反馈信号与设定的各采样时刻的热处理实时目标温度值进行比较处理，实时控制燃气燃烧器的输出。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于燃气燃烧器包含供气部分、控制部分、点火部分、供风部分及主火部分，供气部分与供气装置相连，控制部分连接点火部分，点火部分和供风部分各自连接主火部分。
全文摘要
大型压力容器燃气整体热处理方法，采用多台燃气燃烧器分层对压力容器供热，包括多台燃气燃烧器，用以对压力容器分层供热；一个供气装置，用以为燃气燃烧器提供稳定的气源；一个导流装置，用以对燃气燃烧的燃气热气流进行导流；一个测温装置，用以实时监测并打印压力容器各个部位的温度；一个烟道装置，用以对压力容器内部的压力进行实时调节；一个自动控制装置，实时控制燃气燃烧器的输出。本发明供热能力强、内部热循环效果好、自动控制精度高，保证了压力容器的整体热处理质量。采用含硫量低的燃气作为燃料，有效地降低了燃料燃烧过程中硫化物对焊接接头使用性能的影响，满足了石化行业对大型压力容器焊后整体热处理施工的特殊要求。
文档编号C21D1/34GK101037719SQ20071005547
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月2日 优先权日2007年4月2日
发明者李忠林, 米泽学, 王学成, 付红军, 曲丽萍, 王斌, 乔连庆, 李嘉, 于广洲 申请人:吉林亚新工程检测有限责任公司