一種加熱爐的模塊化製造方法及用該方法製造的加熱爐與流程
2024-03-28 15:05:05
本發明涉及加熱爐製造技術領域，具體地說是一種加熱爐的模塊化製造方法及用該方法製造的加熱爐。
背景技術：
現代化的一些大型設備的參數高、部件多、體積大、重量大，無法在製造廠製造後運往裝置現場，而在現場施工又會存在工期長，設備質量難控制等缺點；隨著模塊化供貨商的專業化和運輸條件不斷提高，國內各大煉油化工項目都在進行不同程度的模塊化，以確保質量和周期，與現場製造相比，模塊化有以下優勢：
1） 更好的工作環境
工廠車間製造的工作條件遠遠優於現場條件，受天氣、環境因素影響較小，而且不受現場建造時立體空間的限制，可多模塊同時進行製造，模塊化後沒有高空作業，工作效率大大提高，總工期可縮短4-5個月。
2） 更精良的製造設備
在專業化的車間製造過程中，可使用更為精良的工裝機具，有利於提高工作效率和製作精度(如對大型鋼結構的製作引入CO2氣體保護焊和埋弧焊等高效焊接方法、使用專用機器進行切割和除鏽，工廠有專業的噴砂油漆車間、大型熱處理、曝光室以及專業下料設備)；
車間製造，有專門的鋼結構製造平臺， 焊縫質量便於控制，平面度，直線度便於調整。專業的噴砂油漆車間，噴砂徹底，粗糙度達標，油漆均勻，美觀，且損耗小。
加熱爐製造的關鍵之一就是焊接，受壓元件和鋼結構的焊接至關重要，室內焊接相比現場安裝戶外焊接有以下優勢：
①環境溫度可以有效的控制，達到焊接所要求的溫度；
②風速可以有效的控制，必要時可以設置防風措施，相對戶外更為簡單；
③焊接不受天氣影響，必要時可以採取措施使焊接時的溼度達到標準要求；
④焊工在焊接環境優良的條件下，利於發揮焊工應有的技能，且勞動強度比在戶外大幅度降低，提高勞動生產率，保證產品質量；
⑤室內焊接還可以更好的設置安全防護措施，保證安全生產。
3） 更高的工作組織效率
模塊化供貨商有專門的組織機構和專業隊伍，能有序的進行高效生產。和現場施工相比，不需要總包和業主對現場各種場地，道路，水電設備等的協調和HSE等管理。
4） 關鍵步驟更好的質量控制(襯裡，爐管焊接)
車間製造可為爐管等重要部件的焊接創造出比現場更為有利的條件(如改操作難度高的立焊和固定焊為操作難度低的平焊和轉動焊、方便採取內充氬、預熱及熱處理措施等)，有利於提高焊接質量，減少返修工作量；
車間製造可減少襯裡施工露天及高空作業難度，可採用現場製造不能實現的澆注料平襯，提高襯裡質量。
5） 便於質量控制
除了有專業的製造設備和檢驗設備外，製造廠還進行了預組裝，不僅能檢驗最終尺寸，還有利於發現設計文件不完善或不適合的細節(如節點設計是否合理、節點圖有沒有表述清楚、製造中是否存在難以實施的情況等)，最大限度地規避散材到現場組裝才發現的問題，及時予以修正。
6） 現場工作量減少，便於控制建設周期
模塊化製造不受風、雨、雪、颱風等外界環境因素影響，製造周期短。模塊化大大減少現場安裝周期，整體模塊化主體設備現場僅一次頂升就位的工作。對於現場無施工場地的改擴建項目，建設周期短的新建項目，以及可施工周期短的煉化企業(北方冰凍地方)，模塊化是首選。
7） 費用相對減小
費用方面定性分析：假定工人和管理人員素質相同，進行費用方面定性分析。
安裝費：工廠模塊化預製費用相對於現場安裝費用會有很大的縮減：
①現場施工比在工廠預製人工成本高；
②工廠預製效率提高，可以有效降低成本；
③工廠預製，現場組裝可節省現場場地佔用和場地費用，根據經驗一億元合同產值，大概需要一萬平方米現場預製場地；同時可節省庫房、辦公等臨時設施費用；
工廠預製，現場組裝施工人員減少，現場安裝周期大大減少，可大幅度減少業主的管理人員和管理費用。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供能夠縮短製造周期，減少製造成本，提高製造質量的一種加熱爐的模塊化製造方法及用該方法製造的加熱爐。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為：
一種加熱爐的模塊化製造方法，包括以下步驟：
步驟一、工廠預製：各個模塊、輻射分片工廠預製；
步驟二、地基處理：按照設計圖紙處理基地，待基礎養護合格後，在水泥基礎上對支座位置進行劃線放樣，然後將支座放置於水泥基礎上；
步驟三、輻射分片襯裡：將工廠預製的輻射分片運至組裝場地，擺放於爐體周圍，對除輻射轉對流煙道外的輻射分片進行襯裡；
步驟四、爐底安裝：將爐底吊裝於支座上，爐底吊裝就位後，檢查爐底安裝標高以及平面度；
步驟五、一側端牆安裝：將兩個爐腔的一側端牆分別吊入爐底模塊，端牆調整好位置，用吊線墜法檢測端牆與爐底垂直度，然後將端牆與爐底點焊固定，爐牆外部利用端牆上的吊耳設置纜風繩固定於地錨點上，爐牆內部纜風繩的設置，通過在端牆上部與爐頂分界面處焊接臨時吊耳的方式，設置纜風繩固定於爐底上的吊耳板上，分塊連接面用空心鑽按照端牆上已開的螺栓孔鑽爐底模塊的螺栓孔，然後擰好螺栓，螺栓不必擰緊，以便後續對爐腔鋼結構進行尺寸調整；
步驟六、內側牆、內側牆間連接型鋼、內側牆爐管安裝：將每一片內側牆吊裝到位、安裝固定後，將內側牆間的連接型鋼安裝到位，然後再將內側牆上的爐管安裝到位；
步驟七、外側牆及外側牆爐管安裝：將外側牆吊裝到位、安裝固定後，然後再將外側牆爐管安裝到位；
步驟八、另一側端牆安裝：將兩個爐腔的另一側端牆吊入安裝，設置纜風繩；
步驟九、爐頂模塊安裝：爐頂模塊安裝時，利用立軸上設置的管式吊耳，吊裝到位，調整好位置後，連接面處電焊，用空心鑽按照分界面上爐頂模塊的已開的螺栓孔鑽側牆、端牆上的螺栓孔，擰緊螺栓；
步驟十、輻射排管焊接熱處理：待爐頂安裝完畢後，即可進行輻射排管間連接管的焊接；
步驟十一、輻射轉對流煙道安裝：將輻射轉對流煙道吊裝就位，安裝時，調整輻射轉對流煙道兩端的角鋼法蘭圈，位置調整好後，角鋼法蘭擰上螺栓，分界面間密封焊，輻射轉對流煙道上的角鋼法蘭圈與壁板焊接；
步驟十二、爐底、輻射轉對流煙道襯裡：對爐底進行襯裡，分片面處填塞陶纖毯並用密封膠粘住，同時對輻射轉對流煙道進行補襯；
步驟十三、烘爐：對加熱爐進行烘爐操作；
步驟十四、對流模塊安裝：待烘爐工作結束後即可進行對流模塊的吊裝，吊裝時先將對流模一吊裝就位，調整好位置後，連接面擰緊螺栓，同理依次吊裝對流模二、對流模三；
步驟十五、煙囪安裝：將煙囪吊裝到位後，將煙囪的下端與對流模塊相連接；
步驟十六、轉油線焊接熱處理：進行轉油線的安裝、焊接；
步驟十七、對流模塊附框架、梯子平臺安裝：對流模塊附框架及梯子平臺均為螺栓連接，附框架與爐體連接處為2塊連接板，現場用空心鑽按照附框架上的已開孔的螺栓孔鑽爐體上的連接板，然後擰好螺栓；
步驟十八、整體水壓試驗：按照水壓試驗要求進行水壓測試；
步驟十九、外表面處理、標識：爐體外表面塗面漆、標識。
為優化上述技術方案，採取的具體措施還包括：
上述的步驟二中，每個支座上表面設置4組斜墊塊對上表面進行標高找正，上表面標高偏差控制在±1mm。
上述的步驟三中，襯裡時，除輻射轉對流煙道外，其餘爐體分片襯裡四周均預留5mm間隙；輻射轉對流煙道與側牆相連處的襯裡預留100mm餘量，待輻射轉對流煙道安裝後再補襯。
上述的步驟四中，爐底安裝標高控制在±1mm，爐底平面度控制在≤3mm。
上述的步驟五中，端牆安裝前，在端牆背面在工程車間用型鋼加固；端牆立起後，拆掉加固用型鋼，用篷布搭上防雨。
上述的步驟六中，每一片分片內側牆兩端用螺栓固定加固用型鋼，並在內側牆分片兩端的分片槽鋼上焊接吊耳，爐體周圍的腳手架留一缺口，該缺口處沿著高度方向站人，爐體分片吊入該缺口處時，站在該處的工人將型鋼上的螺栓拆掉，加固用型鋼利用另一臺吊機掉走移開去加固另一片內側牆。
上述的步驟六中，所述的加固用型鋼採用HW300X300型鋼。
上述的步驟八中，另一側端牆安裝到位後，調整各面爐牆，用線墜檢測爐牆垂直度，保證爐牆垂直，每面爐牆平面度≤3mm，爐體空間對角線差值≤4mm，爐體高度偏差±2mm。
上述的步驟八中，爐牆調整好後，擰緊連接面螺栓，緊固纜風繩。
上述的步驟十六中，轉油線安裝時，轉油線預留50mm調節餘量，待現場調整好方位後，根據實際情況切除。
本發明的一種加熱爐的模塊化製造方法及用該方法製造的加熱爐，通過將加熱爐模塊化，將各個模塊、輻射分片工廠預製後，再運至組裝場地進行地基處理、襯裡、組裝、烘爐、對流模塊安裝、煙囪安裝、整體水壓試驗、外表面處理、標識，充分發揮模塊化製造的優點，縮短製造周期，減少製造成本，提高製造質量。
附圖說明
圖1是本發明的流程圖；
圖2是本發明加熱爐的結構示意圖；
圖3是圖2中A部放大圖；
圖4是圖2中主體部分(除去煙囪)的結構示意圖；
圖5是圖4中B部放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
圖標號說明：底座1、爐腔模塊2、爐底模塊21、爐頂模塊22、內側牆23、外側牆24、端牆25、輻射排管26、內側牆間連接型鋼3、對流模塊組4、對流管束41、轉油線5、輻射轉對流煙道6、煙囪7、檢修口71、檢修平臺72、維護平臺81、梯子82。
如圖1所示為本發明的流程圖，
一種加熱爐的模塊化製造方法，包括以下步驟：
步驟一、工廠預製：各個模塊、輻射分片工廠預製；
步驟二、地基處理：按照設計圖紙處理基地，待基礎養護合格後，在水泥基礎上對支座位置進行劃線放樣，然後將支座放置於水泥基礎上；每個支座上表面設置4組斜墊塊對上表面進行標高找正，上表面標高偏差控制在±1mm；
步驟三、輻射分片襯裡：將工廠預製的輻射分片運至組裝場地，擺放於爐體周圍，對除輻射轉對流煙道外的輻射分片進行襯裡；襯裡時分片側牆應放置在用槽鋼或H鋼搭設的平臺上，爐底暫不襯裡，側牆每個分片單獨襯裡；襯裡時，除輻射轉對流煙道外，其餘爐體分片襯裡四周均預留5mm間隙，輻射轉對流煙道與側牆相連處的襯裡預留100mm餘量，待輻射轉對流煙道安裝後再補襯；
步驟四、爐底安裝：用50噸履帶吊機再配合一臺50噸汽車吊將爐底吊裝於支座上，爐底吊裝就位後，檢查爐底安裝標高控制在±1mm，爐底平面度控制在≤3mm；兩個爐腔的爐底並列安裝，如加熱爐組裝後還需整體運輸，則需要在爐底安裝前，將運輸託架安裝於爐底鋼結構上，運輸託架與爐底一起吊裝就位；
步驟五、一側端牆安裝：端牆安裝前，在端牆背面在工程車間用型鋼加固；用50噸履帶吊機將兩個爐腔的一側端牆分別吊入爐底模塊，端牆調整好位置，用吊線墜法檢測端牆與爐底垂直度，然後將端牆與爐底點焊固定，爐牆外部利用端牆上的吊耳設置纜風繩固定於地錨點上，爐牆內部纜風繩的設置，通過在端牆上部與爐頂分界面處焊接臨時吊耳的方式，設置纜風繩固定於爐底上的吊耳板上，分塊連接面用空心鑽按照端牆上已開的螺栓孔鑽爐底模塊的螺栓孔，然後擰好螺栓，螺栓不必擰緊，以便後續對爐腔鋼結構進行尺寸調整；端牆立起後，拆掉加固用型鋼，用篷布搭上防雨；
步驟六、內側牆、內側牆間連接型鋼、內側牆爐管安裝：將每一片內側牆吊裝到位、安裝固定後，將內側牆間的連接型鋼安裝到位，然後再將內側牆上的爐管安裝到位；每一片分片內側牆兩端用螺栓固定加固用型鋼(HW300X300型鋼)，並在內側牆分片兩端的分片槽鋼上焊接吊耳，爐體周圍的腳手架留一缺口，該缺口處沿著高度方向站人，爐體分片吊入該缺口處時，站在該處的工人將型鋼上的螺栓拆掉，加固用型鋼利用另一臺吊機掉走移開去加固另一片內側牆；纜風繩的設置同上述端牆；
爐管安裝時需注意：
a． 爐管安裝時，從下往上依次安裝，要注意爐管不能觸碰襯裡，以免襯裡被碰壞；
b．爐管吊裝時，將單片爐管吊入爐膛，目視使爐管位於兩個爐管掛鈎之間，將分片爐管輕輕的推到兩個爐管掛鈎中去，調整好爐管長度方向的距離，將吊機緩緩的鬆掉；
c． 爐管必須與爐管掛鈎緊密貼實，爐管距襯裡表面的距離一致，爐管外壁邊緣必須在一條鉛垂線上。
步驟七、外側牆及外側牆爐管安裝：將外側牆吊裝到位、安裝固定後，然後再將外側牆爐管安裝到位；
步驟八、另一側端牆安裝：將兩個爐腔的另一側端牆吊入安裝，設置纜風繩(纜風繩的設置方法同上述端牆)；另一側端牆安裝到位後，調整各面爐牆，用線墜檢測爐牆垂直度，保證爐牆垂直，每面爐牆平面度≤3mm，爐體空間對角線差值≤4mm，爐體高度偏差±2mm，爐牆調整好後，擰緊連接面螺栓，緊固纜風繩；
步驟九、爐頂模塊安裝：爐頂模塊安裝時，利用立軸上設置的管式吊耳，吊裝到位，調整好位置後，連接面處電焊，用空心鑽按照分界面上爐頂模塊的已開的螺栓孔鑽側牆、端牆上的螺栓孔，擰緊螺栓；
步驟十、輻射排管焊接熱處理：待爐頂安裝完畢後，即可進行輻射排管間連接管的焊接；
步驟十一、輻射轉對流煙道安裝：將輻射轉對流煙道吊裝就位，安裝時，調整輻射轉對流煙道兩端的角鋼法蘭圈，位置調整好後，角鋼法蘭擰上螺栓，分界面間密封焊，輻射轉對流煙道上的角鋼法蘭圈與壁板焊接；
步驟十二、爐底、輻射轉對流煙道襯裡：對爐底進行襯裡，分片面處填塞陶纖毯並用密封膠粘住，同時對輻射轉對流煙道進行補襯；
步驟十三、烘爐：對加熱爐進行烘爐操作；
步驟十四、對流模塊安裝：待烘爐工作結束後即可進行對流模塊的吊裝，吊裝時先將對流模一吊裝就位，調整好位置後，連接面擰緊螺栓，同理依次吊裝對流模二、對流模三；
步驟十五、煙囪安裝：將煙囪吊裝到位後，將煙囪的下端與對流模塊相連接；
步驟十六、轉油線焊接熱處理：進行轉油線的安裝、焊接；轉油線安裝時，轉油線預留50mm調節餘量，待現場調整好方位後，根據實際情況切除；
步驟十七、對流模塊附框架、梯子平臺安裝：對流模塊附框架及梯子平臺均為螺栓連接，附框架與爐體連接處為2塊連接板，現場用空心鑽按照附框架上的已開孔的螺栓孔鑽爐體上的連接板，然後擰好螺栓；
步驟十八、整體水壓試驗：按照水壓試驗要求進行水壓測試；
步驟十九、外表面處理、標識：爐體外表面塗面漆、標識。
加熱爐的組裝可以在項目現場完成，如果項目現場不具備組裝條件，也可以整體組裝完成後，整體運輸至項目現場。例如，海外項目，為了節約成本，可以在碼頭上進行組裝後，整體裝船運輸至目的地。
如圖2至圖5所示，
一種加熱爐的模塊化製造方法製造的加熱爐，包括有底座1，底座1上間隔設置有兩個爐腔模塊2，兩個爐腔模塊2的內側牆之間設置有內側牆間連接型鋼3，內側牆間連接型鋼3的上方設置有對流模塊組4，爐腔模塊2與所述對流模塊組4之間設置有輻射轉對流煙道6，對流模塊組4上連接有煙囪7；爐腔模塊2由爐底模塊21、爐頂模塊22、內側牆23、外側牆24以及兩側端牆25構成封閉爐腔，內側牆23和外側牆24的內表面上設置有輻射排管26；對流模塊組4內設置有對流管束41，對流管束41與所述輻射排管26之間通過轉油線5相連接；爐腔模塊2外設置有維護平臺81和梯子82，對流模塊組4由第一對流模塊、第二對流模塊以及第三對流模塊組成。
輻射排管26呈連續的S形結構設置；煙囪7上設置有檢修口71，煙囪7外周設置有檢修平臺72。
本發明的最佳實施例已闡明，由本領域普通技術人員做出的各種變化或改型都不會脫離本發明的範圍。