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中图分类号：TS935文献标识码： A
汽化冷却烟道（余热锅炉）的原理
烟气通过汽化冷却烟道，因受热面温度较低，高温烟气将自身的热能传给受热面而被冷却。受热面蒸发管中的水，加吸收了烟气的热能而部份被蒸发，并在管内形成汽水混合物。
一、汽化冷却烟道的优点
1、采用汽冷，不但可以达到冷却烟气的目的，同时又可以生产蒸汽回收大量热能，供工厂的生产和生活使用。也是贯彻“治理三废，综合利用”这一政策的部分措施。使用汽化冷却可以降低炼钢成本。
2、汽冷 设备比工业水开式冷却设备寿命长，检修工作量小，能提高车间炼钢生产能力。
3、汽冷比工业水开式冷却省水，省电，综合投资少，返本快。目前国内大多采用的是汽化冷却烟道。
二、汽化冷却烟道的组成
汽化冷却烟道是冷却烟气和产生蒸汽的部件，同时也是烟气输送的通道。因此，它包括下列部件。
1、活动烟罩——通常为管子隔板式结构，现在也有垒管式。因它需要自由垂直升降，往往自成循环回路，在管路连接上采用活动接头管或金属软管。活动烟罩和炉口段之间，通常采用水封连接，以达到密封的目的。
2、炉口段烟道——单独设置此段的目的则为了检修更换方便。因在此段开孔集中受热面表面 热强度最大央运行过程中，尚有撞碰和磨损，相对比较薄弱。为了开了孔方便，采用管子隔板式或密排管式结构，（目前采用密排管式结构较多，因其冷却效果远远好与隔板式结构）。
3、中间段烟道——此段受热比活动烟道和炉口段烟道低很多。采用管子隔板式或密排管式结构，目前各大钢厂为了减少成本多采用隔板式结构，效果也是很好的。
4、末段烟道——这段的设置，对于辐射型汽化器主要是为了与除尘设备连接的需要，省去耐热衬里弯头。本段也是纯粹为也自然循环。
5、氧枪口冷却装置——这部分有气有汽冷的，也有水冷的。目前多数为水泠。用户用的效果很好。本水套结构形式有双层套筒结构、双层管排管式结构、钢管与隔板上下联箱式、蛇形密排组成水冷壁与上下联箱式。
6、加料口冷却装置——结构形式与氧枪口冷却相仿，加其热负荷更小，还有一个物料磨损问题。由于更换频繁，除特殊情况外本人建议全采用水冷，这样可以增加冷却装置的使用寿命，降低成本。
各段烟道在制作上基本相同，比较复杂的要属炉口段烟道。下面就300吨移动段烟道的设计，制作做下简要的说明
一、设计、制造说明
移动段烟道是一个独立的高压循环冷却系统。底部法兰与炉口段上部法兰连接，上部法兰通过膨胀节与冷却烟道下部法兰连接，斜段水平夹角50°，烟道上开有下料孔、氧枪孔、副枪孔。移动段烟道底部支撑在横移台车上。转炉采用上修炉，检修时将炉口移动段水平移出。
图一 可移动段总图
（一）、设备的规格：
受热面结构设计：隔板管式
数量：1
直径，大约4190 mm
长度（总长），大约 8000 mm
管径，大约38×5mm
平行管数量272
进口集箱219×12.5 mm
最大允许工作压力4.4 Mpa
出口集箱273×16 mm
工作压力2～4Mpa
管子材质20G
－进口集箱/出口集箱 20G
受热面积，大约100m2
冷却水量1000m3/h
重量38361kg
（二）、设计、制造参考标准如下：
转炉煤气回收汽化冷却系统的制造必须遵循我国现行有关规程、规范及规定。设计转化参考南京欧萨斯能源环境设备有限公司的图纸进行。设计、制造参考标准如下：
《锅炉安全技术监察规程》TSGG0001-2012
《特种设备安全监察条例》2003版
GB9222-88《水管锅炉受压元件强度计算》
JB3375-81《原材料入厂验收技术条件》
JB/T1610-93《锅炉集箱制造技术条件》
JB1611-93《锅炉管子制造技术条件》
JB1612-94《锅炉水压试验技术条件》
JB1613-93《锅炉受压元件焊接技术条件》
JB1625-93《中低压锅炉焊接接管管孔尺寸》
JB1615-93《锅炉油漆和包装技术条件》
GB/1576-2001《锅炉给水技术条件》
JB/T6508-92《氧气转炉转炉煤气回收汽化冷却系统技术条件》
GB713-97《锅炉用钢板》
JB/T5117-95《碳钢焊条及GB/T14958-94气体保护焊丝》
GB11345-87《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》
JB/T4730-2005《承压设备无损检测》
JB/T6509-92《小直径弯管技术条件》
JB/T5255-91《焊接鳍片管（屏）技术条件》
JB/T6503-92《烟道式转炉煤气回收汽化冷却系统通用技术条件》
Q/YSL锅-2003余热锅炉（烟道）——质量保证手册
以上标准，如有最新标准则按最新标准执行。
二、设备制造工艺方案
移动段重点控制烟罩内部的清洁度，所有焊缝的内在及外观质量。要求从原材料采购、下料、机加工、煨管、组装、内部检测、焊接、探伤、热处理、打压、喷砂、刷漆、充氮保存、运输、解体、拼装每个工序编制质量过程卡，都有严格的质量要求，采用自检、专检、监检相结合的方法，上道工序不合格，绝不允许转到下道工序。
(一)、 材料要求：
1、烟道材质采用高压锅炉用无缝钢管，钢管进厂应有合格证、材质证明及符合GB5310-95标准以上。为保证高压管的质量，定货时要求外径和壁厚的允许偏差按高级管要求，提高管的成型精度，同时派质检人员，现场跟踪高压锅炉管厂家的无损检测，确保每根管100%进行超声波检测、涡流检测、漏磁检测，确保管子内部及表面没有裂纹、分层、夹渣等缺陷，确保管子的轧制质量。
2、所有管材必须经检验部门按JB/T3375-2002（锅炉原材料入厂验收规则）标准以上的有关规定进行复验，未经复验或复验不合格者不準使用，并有检验记录。
钢管进厂后进行以下项目的复检：
（1）、化学成分检查：同一批钢管在两根钢管中各取样一份进行检查，应符合GB/T222-2006标准以上。
表一20G钢管化学成分
钢种类别 化学成份
20G C Si Mn P S
0.17-0.24 0.17-0.37 0.35-0.65 ≤0.030 ≤0.030
表二20G钢管机械性能
钢种类别 力学性能
20G 热处理状态正火 Re(MPa) Rm(MPa) A(%) ψ(%)
纵向力学性能 410-550 ≥ 225 ≥ 35 ≥ 24
横向力学性能 400 ≥ 215 ≥27 ≥ 22
(2) 拉伸试验检查：同一批钢管在两根钢管中各取样一份进行检查，应符合GB/T228-2002标准以上。
(3) 壁厚检查：对钢管两端逐根检查，对于壁厚在3.5-20毫米的钢管，壁厚偏差不应大于10%，超差钢管不允许使用。
(4) 压扁试验：压扁后试样上不允许存在裂缝或裂口。
(5) 进行实际晶粒度测定、显微组织检验、脱碳层检验。
3、原材料必须进行逐根检验，如有锈蚀必须清理干净，锈蚀严重的不得使用。
4、钢管除锈采用喷砂法。
(二)、产品关键零部件加工工艺：
为确保产品组装后的尺寸精度，必须从关键零、部件的制造工艺开始，联箱法兰和联箱、受热管、扁钢、加强圈的加工精度是保证后续组装、焊接、整体产品质量的基础，严格按要求检验，填写过程卡，不合格品绝对不允许转到下道工序。
1、联箱制作技术要求
（1）、联箱拼接环缝数，当联箱长度Ｌ≤5m时不得超过2条，当5m<Ｌ≤10m时，不得超过3条;当Ｌ>10m时，不得超过4条。
（2）、联箱采用中频弯管工艺将管子弯制成半圆形，进煨管时，各部位受热应均匀，随时用卡形样板检查，严格控制椭圆度和曲率半径等项目。局部超差通过火焰加热校正工艺达到组装时联箱圆度和平面度的要求，保证焊接坡口尺寸和焊接偏差。
（3）、联箱拼接对焊前，应先将坡口及施焊表面的油污、铁锈和其它影响焊接质量的杂物清理干净，清理的范围每侧都应10mm以上，直至发出金属光泽。
（4）、 按图要求用机加工方法开坡口，对接管口端面倾斜度不大于1mm。
（5）、管口对接时，焊缝坡口应尽量对齐，边缘偏差当管外径≤108mm时，不大于1mm;当>108mm时，不大于2mm。
圖二 进水联箱焊接坡口
(6)，联箱对接采用氩弧焊打底、手工焊盖面组焊为环形结构。（严防焊渣落入管壁内）
（7）、联箱焊接完毕后进行射线无损探伤检验。外径≥159mm的钢管对接焊缝进行100％射线探伤，焊缝应达到GB4730-2005中Ⅱ级焊缝标准，并要求有探伤记录;外径Ｄ<159mm的钢管对接焊缝焊后进行50％射线探伤，焊缝达到JB4730-2005Ⅱ级标准以上。
（8）、联箱探伤合格后与所配法兰装配、焊接成一体，法兰分3-4块焊接，焊后焊缝磨平，法兰矫平后平面度不大于3mm，然后与联箱组对，组对平面度不大于5mm。先焊筋板，法兰与联箱角焊缝由四名焊工对称焊接，控制焊接变形，焊后整体变形量不大于7mm。
图三 回水联箱示意图
（9）、在平台上对联箱进行号孔，号孔误差为正负0.5mm。联箱上的所有开孔均采用机械加工方法开孔，联箱上的管孔一般不应开在焊缝上，并避免管孔焊缝和相邻焊缝的热影响区互相重合。
（10）、孔周圈要清除毛刺油污等杂质，并打磨至金属光泽。用压缩空气吹洗管内的铁屑和杂物。
（11）、用内窥镜检查联箱内部清洁度。
2、受热管的制作技术要求
（1）、对于272一38X5受热管的弯制，用液压弯管工艺弯制成形。
a 弯头内侧外管子弯曲后的表面的面轮廓度δ应符合表3规定，尺寸公差应符合表,4、表5规定。
表三 表面轮廓度 mm
DW ≤38 38 δ ≤1 ≤1.5 ≤2 ≤3
表四 长度和角度尺寸公差按ISO 2768/1规定的V级精度
长度尺寸公差 基 本 尺 寸 范 围 （mm）
大于0.5—3 大于3—6 大于6—30 大于30—120 大于120—400 大于400—1000 大于1000—2000 大于2000—4000
允 许 极 限 偏 差 (mm)
— ±0.5 ±1 ±1.5 ±2.5 ±4 ±6 ±8
棱边尺寸公差 基 本 尺 寸 范 围 （mm）
大于0.5—3 大于3—6 大于6
允 许 极 限 偏 差 (mm)
±0.4 ±1 ±2
角度尺寸公差 给定角度短边长度尺寸范围(mm)
小于10 大于10—50 大于50—120 大于120—400 大于400
允 许 极 限 偏 差
±3° ±2° ±1° ±30' ±20'
注：1）本表适用于机械加工、冲压成形的未注公差，也适用零组件组装后经机加工的成形件。
2）线性尺寸指外尺寸、内尺寸、台阶尺寸、直径、半径、距离。棱边尺寸指倒外圆尺寸和倒角高度。角度尺寸包括不标注角度的尺寸，如90°或等多边棱件的角度。
表五 形状和位置公差按ISO 2768/2规定的L级精度
mm
公差分类 公称尺寸范围内的直线度和平面度公差
0—10 10—30 30—100 100—300 300—1000 1000—3000
形状公差1） 0.1 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6
公差分类 公称尺寸范围内的垂直度和对称度公差 径向圆跳动公差
0—100 100—300 300—1000 1000—3000
位置公差2) 0.6 1 1.5 2 0.5
b 弯制管件及弯头时，应选取管壁厚度带正公差的钢管，弯曲半径应符合设计要求。弯制后的管壁表面不允许有裂纹、分层、过烧、起皱等缺陷，管子弯头处壁厚的减薄量应按（锅炉管子制造技术条件）JB/T1611-1993中有关规定执行。
c内径≤60mm管子弯制后进行通球检查，管子弯制曲率半径≤90mm时，通球直径≥0.8倍的管子内径，曲率半径>90mm时，通球直径≥0.85倍的管子内径。
（2）、钢管接料按图纸要求加工坡口，清理坡口两侧各10mm范围内的油污杂质，露出金属光泽。焊接时采用氩弧焊焊接（受热管对接必须焊两遍，以保证焊接质量）。焊后进行通球检查，通球直径≥0.85倍的管子内径。
图4受热管坡口示意图
（3）、钢管焊接完毕后按JB4730-2005级进行50％射线检验合格，其余如钢管插入联箱部位的角接按（钢制压力容器磁粉探伤）ＪＢ4730-94标准以上检验，其表面不允许有裂纹、气孔，弧坑及深度大于0.5mm的咬边，角焊缝应有圆滑过渡至母材的几何形状。
3、加强圈制作技术要求
（1）、加强圈采用数控切割，分3-4块下料，对接焊缝磨平，矫平后整体划线钻孔。钻孔位置度允差不大于0.5mm，以确保受热管间隙不大于1mm。
（三）、组对加工工艺
根据图纸要求，对成形的零、部件进行组装，这是产品制造的关键。
1、将移动段烟道的几何形状和外形尺寸准确放样到水平工作面上，作为组装的尺寸基准。
2、将烟道上联箱法兰、加强圈 吊箍、支承箍等零部件 及组装用工装架（300工字钢）按顺序分别定位在各自的位置上。并保证与水平基准面垂直。立胎时用经纬仪进行检测。工装应布置牢固，不得发生弹性变形及松动现象。
图5整体组装胎具示意图
3、在工装架底部设置M30调节螺栓，调整各零部件的中心高度。
4、 在联箱法兰、加强圈、吊箍、支撑箍等零部件上确定对称的中心标志，并在其最大外形尺寸处悬吊重锤，使之与水平基准面上放样尺寸相吻合。在联箱法兰上确定左右对称点作标记，选择钢卷尺上某一尺寸点作为参照点，用水平仪透视，通过调整调节螺栓等方法使尺寸参照点与水平仪中心线相吻台，用同样的方法依次调整并固定其他外联零部件的位置。这一工艺布法可保证联箱法兰、加强圈、吊箍、支承箍等零部件的中心与烟遭体中心线在同一水平面上，具备了组装条件。
5、装对272- 38X5换热管与扁钢隔板，由于烟道长、管子直径小且数量较多。在穿受热管子时采用对称方法，端面平面度靠地样及重锤控制，靠工装法兰加固圈及勾螺栓加垫片固定管子。然后将扁钢隔板利用专用组装模具装配，将扁钢与受热管点焊成封闭圆柱体，保证受热管之间的中心距离。（现场解体位置的扁钢不装，便于解体运输）
图6受热管装配模具示意图
6、氧枪口、下料口、副枪口按1:1比例卷制模型筒体，制作烟道模型筒体，在模型上煨制盘管，检验通球合格后和烟道本体组装，组装时用直径1.5mm钢丝架设出氧枪口、下料口、副枪口中心线，确保中心允差不超过3mm。
7、移动段焊接合格后，整体预装氧枪水套、副枪水套、溜槽，保证中心允差不超过5mm。
（四）、焊接工艺要求
1、 焊接基本要求
(1)、 焊接受压元件的焊材应按图样或工艺文件的规定选用，焊接工作应符合JB/T 1613的要求。
(2)、受压元件的焊接（包括受压元件与承载的非受压元件的焊接）必须由按《锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格的焊工担任，并在合格证有效期内担任考试合格范围内的焊接工作。
(3)、 受压元件的焊接工艺必须按《锅炉安全技术监察规程》规定进行焊接工艺评定，经评定合格，才能用于生产。
(4)、焊接坡口应按图样加工，尽可能采用机械加工成形，若采用火焰切割方法，则应留有足够的余量，以去除熔渣和热影响区。
(5)、制成的坡口应整齐光洁，无锈蚀和残渣。坡口和施焊表面（距坡口至少10mm范围内）在焊接前应去油污、铁锈和其他影响焊接质量的杂物。
焊接坡口尺寸公差按表6规定mm
序号 名称 符号 偏差允许范围
1 角度 a a ≤20° +5°
0°
a > 20° ±5°
2 深度 b ±1
3 环向对接错边 c T≤6±1.0
6 15 4 钝边 d ±1
5 间隙 g ±0.5
6 坡口尺寸 h
+1.5
0
7 管座插入深度 k +1.0
0
（6）、冬季施工环境温度应控制在不低于15°C左右，若不具备此条件，焊接应在施焊处100mm范围内预热到15°C，焊后增设保温措施。
（7）、焊前，焊缝两侧及内外壁30mm范围内，清除油污等杂物，并打磨至金属光泽。
2、焊接材料及外观检验
(1)、手工电弧焊，焊条E4316，直径φ3.2mm。点焊长50mm，焊角高为3mm。
(2)、焊条烘干温度为400°C～420°C，保温1～2小时，保存温度≥150°C，保温筒盛装，随用随取。
(3)、氩弧焊丝TIG－J50，直径φ2.5mm，氩气纯度≥99.9%。
(4)、CO2气体纯度≥99.5%，氧气含量〈0.1%，水含量〈1.22g/立方米，当气瓶压力小于1MPa时，应重新换瓶。
(5)、为保证焊接外观质量，所有二氧化碳焊接采用药芯焊丝，烟道的焊缝成形应光滑、平整，焊缝与母材应圆滑过渡，焊缝表面不允许有裂纹、夹渣、弧坑等缺陷，焊缝还应符合以下要求：
a咬边深度不得大于1 mm，否则应打磨返修；
b焊瘤深度不得大于1 mm，否则应打磨返修；
c凹坑深度不得大于2 mm，否则应焊接修补，连续凹坑应焊接修补；
d管子侧焊高不得小于3 mm，扁钢侧焊高不得小于3 mm，否则应焊接返修；
e扁钢与管子的焊接不得熔穿管子，烧穿时应更换整根管子；
f裂纹应采用打磨和返修的方法除去。
3、焊接工艺要求
（1）、在实际焊接过程中，要求每焊完一道口，焊完一段板条，必须将药皮、飞溅清理干净后（可用电动钢丝刷），自检合格，方可继续焊接，
（2）、所有引弧必须在引弧板上进行，不得在钢管上引弧。
（3）、手工焊及氩弧焊的焊接参数如下：
手工焊焊接參数表
焊缝
层次 焊接
方法 填充金属 焊接电流 电弧电压
（V） 焊接速度（cm/min）
牌号 直径 极性 电流（A）
打底层 手工焊 E4316 φ3.2 交流 120～140 22～29 /
中间层 手工焊 E4316 φ4.0 交流 170～180 24～26 /
打底层 手工焊 E4316 φ4.0 交流 180～190 26～28 /
氩弧焊打底，手工焊封面焊焊接参数表
焊缝
层次 焊接
方法 填充金属 焊接电流 电弧电压
（V） 焊接速度（cm/min）
牌号 直径 极性 电流（A）
正1 手工焊 TIG-J50 φ2.5 反接 100～110 10～12 /
正2 手工焊 E4316 φ3.2 交流 120～140 22～24 /
正3 手工焊 E4316 φ4.0 交流 170～180 24～26 /
CO2气保焊焊接参数表
焊缝
层次 焊接
方法 填充金属 焊接电流 电弧电压（V） 焊接速度（cm/min）
牌号 直径 极性 电流（A）
正1 CO2焊 H08Mn2SiA φ1.2 反接 220～230 25～26 45～50
正2 CO2焊 H08Mn2SiA φ1.2 交流 230～240 26～27 45～50
（4）、无损探伤
支吊件、加强圈与管屏的连接焊缝应经100% 的渗透探伤。其他零件与管屏的连接焊缝应经10% 的渗透探伤或磁粉探伤。
（5）、通球试验验
具有对接接头的管子应进行通球试验，内径≤60mm管子弯制后，进行通球检查，管子弯制曲率半径≤90mm时，通球直径≥0.8倍的管子内径，曲率半径>90mm时，通球直径≥0.85倍的管子内径。
（五）、水压试验
1、压力试验按JB1612-94《锅炉水压试验技术条件》的要求，试验压力为工作压力的1.5倍，实验压力为5.5Mpa，以保证烟道本体的密封性。
2、水压试验应在周围气温高于5°C的地方进行，否则应有防寒防冰措施，水压试验的进水温度一般应略高于室温，以防止金属表面结露。
3、水压试验时，升压速度应缓慢进行，一般不超过每分钟0.3MPa，当压力上升到0.3～0.5MPa时，应暂停升压。拧紧入孔门的螺栓进行初步检查。如确无漏水或异常现象，可继续升压。升至试验压力后，应保持5分钟，然后降至工作压力，再进行仔细检查。检查期间，压力应保持不变（不得以水泵保持压力）。如焊缝和金属外壁没有任何水珠和湿润等渗漏现象，接口处不漏水，并且压力表指示亦无变化，则认为水压试验合格。水压试验完毕后，应将水全部放尽。
4、按JB/T1612-94进行水压试验，30分钟检验无渗漏为合格。
（6）、烟道清洗
1、为保证烟道系统正常运行，在加工制作中，必须管路中的全部杂质清除干净，尤其是联箱机械开孔后，一定要将留在管道内的铁屑等杂质全部倒出。
2、为了清除管道内部的脏物或杂物，管道于水压试验合格后，必须进行冲洗或吹洗。
3、水冲洗以系统内可能达到的最大压力和流量进行。冲洗用澄清水，冲洗应连续进行。直至出口处的水色和透明度与水口目测一致为合格。
4、水洗完毕后对主要管路进行压缩空气吹扫。吹洗压力为装置额定工作的75％，口吹洗过程中应尽可能维持上述压力，吹洗时间为15～30分钟。
5、不论被吹洗或冲洗的管道，均应拆除管道上的流量孔板、温度计、调节阀阀芯。冲、吹、洗前管道上全部阀门除控制阀外，应全部处于全开位置。
6、吹扫完毕后，用木塞将所有入口处塞严，并包扎结实，所有开口用盲板或螺塞密封。
（7）、烟道充氮保存
充氮法充氮保护的目的是将氧从锅炉受热面内壁上清除出去,使空气与金属表面隔绝,以防止金属锈蚀掉，氮气保持一定正压,以防止外界空气进入,由于氮气很不活泼,无腐蚀性,无污染,所以可防止烟道存放腐蚀，确保设备停用安全。
1、使用的氮气纯度以大于99.5%为宜，最低不应小于98％。
应从设备底部冲入，（充气口在最底部，配备球阀一个）在保证氮气压力在0.01MPa～0.03MPa的前提下，不断放空置换空气，检测排气氮气纯度，大于98％后关闭排气口（排气口在上部，配球阀、取样阀、压力表）,再次充入0.05MPa的氮气,保压30min,压力不下降为充装合格!
2、充氮保护过程中应定期监测氮气压力、纯度，压力为表压（制作表箱，保护压力表）。
防锈蚀方法 监督项目 控制标准 监测方法
或仪器 取样部位 其 它
充氮密封法 压力、
氮气纯度 0.03-
0.05MPa；
＞98％ 气相色谱仪或氧量仪 排气门 充氮过程中每1h记录1次氮压，充氮结束测定排气氮气纯度，停（备）用期间周记录1次
我公司制作设计的汽化冷却烟道按余热锅炉进行设计、制作与验收。经过多年的烟道制作经验，在着成熟的制作工艺路线，在借鉴国内外同行与自己的努力创新下对设计制作长寿命的烟道有了一整套的工艺方法。
汽化冷却烟道（余热锅炉）的原理
烟气通过汽化冷却烟道，因受热面温度较低，高温烟气将自身的热能传给受热面而被冷却。受热面蒸发管中的水，加吸收了烟气的热能而部份被蒸发，并在管内形成汽水混合物。
一、汽化冷却烟道的优点
1、采用汽冷，不但可以达到冷却烟气的目的，同时又可以生产蒸汽回收大量热能，供工厂的生产和生活使用。也是贯彻“治理三废，综合利用”这一政策的部分措施。使用汽化冷却可以降低炼钢成本。
2、汽冷 设备比工业水开式冷却设备寿命长，检修工作量小，能提高车间炼钢生产能力。
3、汽冷比工业水开式冷却省水，省电，综合投资少，返本快。目前国内大多采用的是汽化冷却烟道。
二、汽化冷却烟道的组成
汽化冷却烟道是冷却烟气和产生蒸汽的部件，同时也是烟气输送的通道。因此，它包括下列部件。
1、活动烟罩——通常为管子隔板式结构，现在也有垒管式。因它需要自由垂直升降，往往自成循环回路，在管路连接上采用活动接头管或金属软管。活动烟罩和炉口段之间，通常采用水封连接，以达到密封的目的。
2、炉口段烟道——单独设置此段的目的则为了检修更换方便。因在此段开孔集中受热面表面 热强度最大央运行过程中，尚有撞碰和磨损，相对比较薄弱。为了开了孔方便，采用管子隔板式或密排管式结构，（目前采用密排管式结构较多，因其冷却效果远远好与隔板式结构）。
3、中间段烟道——此段受热比活动烟道和炉口段烟道低很多。采用管子隔板式或密排管式结构，目前各大钢厂为了减少成本多采用隔板式结构，效果也是很好的。
4、末段烟道——这段的设置，对于辐射型汽化器主要是为了与除尘设备连接的需要，省去耐热衬里弯头。本段也是纯粹为也自然循环。
5、氧枪口冷却装置——这部分有气有汽冷的，也有水冷的。目前多数为水泠。用户用的效果很好。本水套结构形式有双层套筒结构、双层管排管式结构、钢管与隔板上下联箱式、蛇形密排组成水冷壁与上下联箱式。
6、加料口冷却装置——结构形式与氧枪口冷却相仿，加其热负荷更小，还有一个物料磨损问题。由于更换频繁，除特殊情况外本人建议全采用水冷，这样可以增加冷却装置的使用寿命，降低成本。
各段烟道在制作上基本相同，比较复杂的要属炉口段烟道。下面就300吨移动段烟道的设计，制作做下简要的说明
一、设计、制造说明
移动段烟道是一个独立的高压循环冷却系统。底部法兰与炉口段上部法兰连接，上部法兰通过膨胀节与冷却烟道下部法兰连接，斜段水平夹角50°，烟道上开有下料孔、氧枪孔、副枪孔。移动段烟道底部支撑在横移台车上。转炉采用上修炉，检修时将炉口移动段水平移出。
图一 可移动段总图
（一）、设备的规格：
受热面结构设计：隔板管式
数量：1
直径，大约4190 mm
长度（总长），大约 8000 mm
管径，大约38×5mm
平行管数量272
进口集箱219×12.5 mm
最大允许工作压力4.4 Mpa
出口集箱273×16 mm
工作压力2～4Mpa
管子材质20G
－进口集箱/出口集箱 20G
受热面积，大约100m2
冷却水量1000m3/h
重量38361kg
（二）、设计、制造参考标准如下：
转炉煤气回收汽化冷却系统的制造必须遵循我国现行有关规程、规范及规定。设计转化参考南京欧萨斯能源环境设备有限公司的图纸进行。设计、制造参考标准如下：
《锅炉安全技术监察规程》TSGG0001-2012
《特种设备安全监察条例》2003版
GB9222-88《水管锅炉受压元件强度计算》
JB3375-81《原材料入厂验收技术条件》
JB/T1610-93《锅炉集箱制造技术条件》
JB1611-93《锅炉管子制造技术条件》
JB1612-94《锅炉水压试验技术条件》
JB1613-93《锅炉受压元件焊接技术条件》
JB1625-93《中低压锅炉焊接接管管孔尺寸》
JB1615-93《锅炉油漆和包装技术条件》
GB/1576-2001《锅炉给水技术条件》
JB/T6508-92《氧气转炉转炉煤气回收汽化冷却系统技术条件》
GB713-97《锅炉用钢板》
JB/T5117-95《碳钢焊条及GB/T14958-94气体保护焊丝》
GB11345-87《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》
JB/T4730-2005《承压设备无损检测》
JB/T6509-92《小直径弯管技术条件》
JB/T5255-91《焊接鳍片管（屏）技术条件》
JB/T6503-92《烟道式转炉煤气回收汽化冷却系统通用技术条件》
Q/YSL锅-2003余热锅炉（烟道）——质量保证手册
以上标准，如有最新标准则按最新标准执行。
二、设备制造工艺方案
移动段重点控制烟罩内部的清洁度，所有焊缝的内在及外观质量。要求从原材料采购、下料、机加工、煨管、组装、内部检测、焊接、探伤、热处理、打压、喷砂、刷漆、充氮保存、运输、解体、拼装每个工序编制质量过程卡，都有严格的质量要求，采用自检、专检、监检相结合的方法，上道工序不合格，绝不允许转到下道工序。
(一)、 材料要求：
1、烟道材质采用高压锅炉用无缝钢管，钢管进厂应有合格证、材质证明及符合GB5310-95标准以上。为保证高压管的质量，定货时要求外径和壁厚的允许偏差按高级管要求，提高管的成型精度，同时派质检人员，现场跟踪高压锅炉管厂家的无损检测，确保每根管100%进行超声波检测、涡流检测、漏磁检测，确保管子内部及表面没有裂纹、分层、夹渣等缺陷，确保管子的轧制质量。
2、所有管材必须经检验部门按JB/T3375-2002（锅炉原材料入厂验收规则）标准以上的有关规定进行复验，未经复验或复验不合格者不準使用，并有检验记录。
钢管进厂后进行以下项目的复检：
（1）、化学成分检查：同一批钢管在两根钢管中各取样一份进行检查，应符合GB/T222-2006标准以上。
表一20G钢管化学成分
钢种类别 化学成份
20G C Si Mn P S
0.17-0.24 0.17-0.37 0.35-0.65 ≤0.030 ≤0.030
表二20G钢管机械性能
钢种类别 力学性能
20G 热处理状态正火 Re(MPa) Rm(MPa) A(%) ψ(%)
纵向力学性能 410-550 ≥ 225 ≥ 35 ≥ 24
横向力学性能 400 ≥ 215 ≥27 ≥ 22
(2) 拉伸试验检查：同一批钢管在两根钢管中各取样一份进行检查，应符合GB/T228-2002标准以上。
(3) 壁厚检查：对钢管两端逐根检查，对于壁厚在3.5-20毫米的钢管，壁厚偏差不应大于10%，超差钢管不允许使用。
(4) 压扁试验：压扁后试样上不允许存在裂缝或裂口。
(5) 进行实际晶粒度测定、显微组织检验、脱碳层检验。
3、原材料必须进行逐根检验，如有锈蚀必须清理干净，锈蚀严重的不得使用。
4、钢管除锈采用喷砂法。
(二)、产品关键零部件加工工艺：
为确保产品组装后的尺寸精度，必须从关键零、部件的制造工艺开始，联箱法兰和联箱、受热管、扁钢、加强圈的加工精度是保证后续组装、焊接、整体产品质量的基础，严格按要求检验，填写过程卡，不合格品绝对不允许转到下道工序。
1、联箱制作技术要求
（1）、联箱拼接环缝数，当联箱长度Ｌ≤5m时不得超过2条，当5m<Ｌ≤10m时，不得超过3条;当Ｌ>10m时，不得超过4条。
（2）、联箱采用中频弯管工艺将管子弯制成半圆形，进煨管时，各部位受热应均匀，随时用卡形样板检查，严格控制椭圆度和曲率半径等项目。局部超差通过火焰加热校正工艺达到组装时联箱圆度和平面度的要求，保证焊接坡口尺寸和焊接偏差。
（3）、联箱拼接对焊前，应先将坡口及施焊表面的油污、铁锈和其它影响焊接质量的杂物清理干净，清理的范围每侧都应10mm以上，直至发出金属光泽。
（4）、 按图要求用机加工方法开坡口，对接管口端面倾斜度不大于1mm。
（5）、管口对接时，焊缝坡口应尽量对齐，边缘偏差当管外径≤108mm时，不大于1mm;当>108mm时，不大于2mm。
圖二 进水联箱焊接坡口
(6)，联箱对接采用氩弧焊打底、手工焊盖面组焊为环形结构。（严防焊渣落入管壁内）
（7）、联箱焊接完毕后进行射线无损探伤检验。外径≥159mm的钢管对接焊缝进行100％射线探伤，焊缝应达到GB4730-2005中Ⅱ级焊缝标准，并要求有探伤记录;外径Ｄ<159mm的钢管对接焊缝焊后进行50％射线探伤，焊缝达到JB4730-2005Ⅱ级标准以上。
（8）、联箱探伤合格后与所配法兰装配、焊接成一体，法兰分3-4块焊接，焊后焊缝磨平，法兰矫平后平面度不大于3mm，然后与联箱组对，组对平面度不大于5mm。先焊筋板，法兰与联箱角焊缝由四名焊工对称焊接，控制焊接变形，焊后整体变形量不大于7mm。
图三 回水联箱示意图
（9）、在平台上对联箱进行号孔，号孔误差为正负0.5mm。联箱上的所有开孔均采用机械加工方法开孔，联箱上的管孔一般不应开在焊缝上，并避免管孔焊缝和相邻焊缝的热影响区互相重合。
（10）、孔周圈要清除毛刺油污等杂质，并打磨至金属光泽。用压缩空气吹洗管内的铁屑和杂物。
（11）、用内窥镜检查联箱内部清洁度。
2、受热管的制作技术要求
（1）、对于272一38X5受热管的弯制，用液压弯管工艺弯制成形。
a 弯头内侧外管子弯曲后的表面的面轮廓度δ应符合表3规定，尺寸公差应符合表,4、表5规定。
表三 表面轮廓度 mm
DW ≤38 38
表四 长度和角度尺寸公差按ISO 2768/1规定的V级精度
长度尺寸公差 基 本 尺 寸 范 围 （mm）
大于0.5—3 大于3—6 大于6—30 大于30—120 大于120—400 大于400—1000 大于1000—2000 大于2000—4000
允 许 极 限 偏 差 (mm)
— ±0.5 ±1 ±1.5 ±2.5 ±4 ±6 ±8
棱边尺寸公差 基 本 尺 寸 范 围 （mm）
大于0.5—3 大于3—6 大于6
允 许 极 限 偏 差 (mm)
±0.4 ±1 ±2
角度尺寸公差 给定角度短边长度尺寸范围(mm)
小于10 大于10—50 大于50—120 大于120—400 大于400
允 许 极 限 偏 差
±3° ±2° ±1° ±30' ±20'
注：1）本表适用于机械加工、冲压成形的未注公差，也适用零组件组装后经机加工的成形件。
2）线性尺寸指外尺寸、内尺寸、台阶尺寸、直径、半径、距离。棱边尺寸指倒外圆尺寸和倒角高度。角度尺寸包括不标注角度的尺寸，如90°或等多边棱件的角度。
表五 形状和位置公差按ISO 2768/2规定的L级精度
mm
公差分类 公称尺寸范围内的直线度和平面度公差
0—10 10—30 30—100 100—300 300—1000 1000—3000
形状公差1） 0.1 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6
公差分类 公称尺寸范围内的垂直度和对称度公差 径向圆跳动公差
0—100 100—300 300—1000 1000—3000
位置公差2) 0.6 1 1.5 2 0.5
b 弯制管件及弯头时，应选取管壁厚度带正公差的钢管，弯曲半径应符合设计要求。弯制后的管壁表面不允许有裂纹、分层、过烧、起皱等缺陷，管子弯头处壁厚的减薄量应按（锅炉管子制造技术条件）JB/T1611-1993中有关规定执行。
c内径≤60mm管子弯制后进行通球检查，管子弯制曲率半径≤90mm时，通球直径≥0.8倍的管子内径，曲率半径>90mm时，通球直径≥0.85倍的管子内径。
（2）、钢管接料按图纸要求加工坡口，清理坡口两侧各10mm范围内的油污杂质，露出金属光泽。焊接时采用氩弧焊焊接（受热管对接必须焊两遍，以保证焊接质量）。焊后进行通球检查，通球直径≥0.85倍的管子内径。
图4受热管坡口示意图
（3）、钢管焊接完毕后按JB4730-2005级进行50％射线检验合格，其余如钢管插入联箱部位的角接按（钢制压力容器磁粉探伤）ＪＢ4730-94标准以上检验，其表面不允许有裂纹、气孔，弧坑及深度大于0.5mm的咬边，角焊缝应有圆滑过渡至母材的几何形状。
3、加强圈制作技术要求
（1）、加强圈采用数控切割，分3-4块下料，对接焊缝磨平，矫平后整体划线钻孔。钻孔位置度允差不大于0.5mm，以确保受热管间隙不大于1mm。
（三）、组对加工工艺
根据图纸要求，对成形的零、部件进行组装，这是产品制造的关键。
1、将移动段烟道的几何形状和外形尺寸准确放样到水平工作面上，作为组装的尺寸基准。
2、将烟道上联箱法兰、加强圈 吊箍、支承箍等零部件 及组装用工装架（300工字钢）按顺序分别定位在各自的位置上。并保证与水平基准面垂直。立胎时用经纬仪进行检测。工装应布置牢固，不得发生弹性变形及松动现象。
图5整体组装胎具示意图
3、在工装架底部设置M30调节螺栓，调整各零部件的中心高度。
4、 在联箱法兰、加强圈、吊箍、支撑箍等零部件上确定对称的中心标志，并在其最大外形尺寸处悬吊重锤，使之与水平基准面上放样尺寸相吻合。在联箱法兰上确定左右对称点作标记，选择钢卷尺上某一尺寸点作为参照点，用水平仪透视，通过调整调节螺栓等方法使尺寸参照点与水平仪中心线相吻台，用同样的方法依次调整并固定其他外联零部件的位置。这一工艺布法可保证联箱法兰、加强圈、吊箍、支承箍等零部件的中心与烟遭体中心线在同一水平面上，具备了组装条件。
5、装对272- 38X5换热管与扁钢隔板，由于烟道长、管子直径小且数量较多。在穿受热管子时采用对称方法，端面平面度靠地样及重锤控制，靠工装法兰加固圈及勾螺栓加垫片固定管子。然后将扁钢隔板利用专用组装模具装配，将扁钢与受热管点焊成封闭圆柱体，保证受热管之间的中心距离。（现场解体位置的扁钢不装，便于解体运输）
图6受热管装配模具示意图
6、氧枪口、下料口、副枪口按1:1比例卷制模型筒体，制作烟道模型筒体，在模型上煨制盘管，检验通球合格后和烟道本体组装，组装时用直径1.5mm钢丝架设出氧枪口、下料口、副枪口中心线，确保中心允差不超过3mm。
7、移动段焊接合格后，整体预装氧枪水套、副枪水套、溜槽，保证中心允差不超过5mm。
（四）、焊接工艺要求
1、 焊接基本要求
(1)、 焊接受压元件的焊材应按图样或工艺文件的规定选用，焊接工作应符合JB/T 1613的要求。
(2)、受压元件的焊接（包括受压元件与承载的非受压元件的焊接）必须由按《锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格的焊工担任，并在合格证有效期内担任考试合格范围内的焊接工作。
(3)、 受压元件的焊接工艺必须按《锅炉安全技术监察规程》规定进行焊接工艺评定，经评定合格，才能用于生产。
(4)、焊接坡口应按图样加工，尽可能采用机械加工成形，若采用火焰切割方法，则应留有足够的余量，以去除熔渣和热影响区。
(5)、制成的坡口应整齐光洁，无锈蚀和残渣。坡口和施焊表面（距坡口至少10mm范围内）在焊接前应去油污、铁锈和其他影响焊接质量的杂物。
焊接坡口尺寸公差按表6规定mm
序号 名称 符号 偏差允许范围
1 角度 a a ≤20° +5°
0°
a > 20° ±5°
2 深度 b ±1
3 环向对接错边 c T≤6±1.0
6
5 间隙 g ±0.5
6 坡口尺寸 h
+1.5
0
7 管座插入深度 k +1.0
0
（6）、冬季施工环境温度应控制在不低于15°C左右，若不具备此条件，焊接应在施焊处100mm范围内预热到15°C，焊后增设保温措施。
（7）、焊前，焊缝两侧及内外壁30mm范围内，清除油污等杂物，并打磨至金属光泽。
2、焊接材料及外观检验
(1)、手工电弧焊，焊条E4316，直径φ3.2mm。点焊长50mm，焊角高为3mm。
(2)、焊条烘干温度为400°C～420°C，保温1～2小时，保存温度≥150°C，保温筒盛装，随用随取。
(3)、氩弧焊丝TIG－J50，直径φ2.5mm，氩气纯度≥99.9%。
(4)、CO2气体纯度≥99.5%，氧气含量〈0.1%，水含量〈1.22g/立方米，当气瓶压力小于1MPa时，应重新换瓶。
(5)、为保证焊接外观质量，所有二氧化碳焊接采用药芯焊丝，烟道的焊缝成形应光滑、平整，焊缝与母材应圆滑过渡，焊缝表面不允许有裂纹、夹渣、弧坑等缺陷，焊缝还应符合以下要求：
a咬边深度不得大于1 mm，否则应打磨返修；
b焊瘤深度不得大于1 mm，否则应打磨返修；
c凹坑深度不得大于2 mm，否则应焊接修补，连续凹坑应焊接修补；
d管子侧焊高不得小于3 mm，扁钢侧焊高不得小于3 mm，否则应焊接返修；
e扁钢与管子的焊接不得熔穿管子，烧穿时应更换整根管子；
f裂纹应采用打磨和返修的方法除去。
3、焊接工艺要求
（1）、在实际焊接过程中，要求每焊完一道口，焊完一段板条，必须将药皮、飞溅清理干净后（可用电动钢丝刷），自检合格，方可继续焊接，
（2）、所有引弧必须在引弧板上进行，不得在钢管上引弧。
（3）、手工焊及氩弧焊的焊接参数如下：
手工焊焊接參数表
焊缝
层次 焊接
方法 填充金属 焊接电流 电弧电压
（V） 焊接速度（cm/min）
牌号 直径 极性 电流（A）
打底层 手工焊 E4316 φ3.2 交流 120～140 22～29 /
中间层 手工焊 E4316 φ4.0 交流 170～180 24～26 /
打底层 手工焊 E4316 φ4.0 交流 180～190 26～28 /
氩弧焊打底，手工焊封面焊焊接参数表
焊缝
层次 焊接
方法 填充金属 焊接电流 电弧电压
（V） 焊接速度（cm/min）
牌号 直径 极性 电流（A）
正1 手工焊 TIG-J50 φ2.5 反接 100～110 10～12 /
正2 手工焊 E4316 φ3.2 交流 120～140 22～24 /
正3 手工焊 E4316 φ4.0 交流 170～180 24～26 /
CO2气保焊焊接参数表
焊缝
层次 焊接
方法 填充金属 焊接电流 电弧电压（V） 焊接速度（cm/min）
牌号 直径 极性 电流（A）
正1 CO2焊 H08Mn2SiA φ1.2 反接 220～230 25～26 45～50
正2 CO2焊 H08Mn2SiA φ1.2 交流 230～240 26～27 45～50
（4）、无损探伤
支吊件、加强圈与管屏的连接焊缝应经100% 的渗透探伤。其他零件与管屏的连接焊缝应经10% 的渗透探伤或磁粉探伤。
（5）、通球试验验
具有对接接头的管子应进行通球试验，内径≤60mm管子弯制后，进行通球检查，管子弯制曲率半径≤90mm时，通球直径≥0.8倍的管子内径，曲率半径>90mm时，通球直径≥0.85倍的管子内径。
（五）、水压试验
1、压力试验按JB1612-94《锅炉水压试验技术条件》的要求，试验压力为工作压力的1.5倍，实验压力为5.5Mpa，以保证烟道本体的密封性。
2、水压试验应在周围气温高于5°C的地方进行，否则应有防寒防冰措施，水压试验的进水温度一般应略高于室温，以防止金属表面结露。
3、水压试验时，升压速度应缓慢进行，一般不超过每分钟0.3MPa，当压力上升到0.3～0.5MPa时，应暂停升压。拧紧入孔门的螺栓进行初步检查。如确无漏水或异常现象，可继续升压。升至试验压力后，应保持5分钟，然后降至工作压力，再进行仔细检查。检查期间，压力应保持不变（不得以水泵保持压力）。如焊缝和金属外壁没有任何水珠和湿润等渗漏现象，接口处不漏水，并且压力表指示亦无变化，则认为水压试验合格。水压试验完毕后，应将水全部放尽。
4、按JB/T1612-94进行水压试验，30分钟检验无渗漏为合格。
（6）、烟道清洗
1、为保证烟道系统正常运行，在加工制作中，必须管路中的全部杂质清除干净，尤其是联箱机械开孔后，一定要将留在管道内的铁屑等杂质全部倒出。
2、为了清除管道内部的脏物或杂物，管道于水压试验合格后，必须进行冲洗或吹洗。
3、水冲洗以系统内可能达到的最大压力和流量进行。冲洗用澄清水，冲洗应连续进行。直至出口处的水色和透明度与水口目测一致为合格。
4、水洗完毕后对主要管路进行压缩空气吹扫。吹洗压力为装置额定工作的75％，口吹洗过程中应尽可能维持上述压力，吹洗时间为15～30分钟。
5、不论被吹洗或冲洗的管道，均应拆除管道上的流量孔板、温度计、调节阀阀芯。冲、吹、洗前管道上全部阀门除控制阀外，应全部处于全开位置。
6、吹扫完毕后，用木塞将所有入口处塞严，并包扎结实，所有开口用盲板或螺塞密封。
（7）、烟道充氮保存
充氮法充氮保护的目的是将氧从锅炉受热面内壁上清除出去,使空气与金属表面隔绝,以防止金属锈蚀掉，氮气保持一定正压,以防止外界空气进入,由于氮气很不活泼,无腐蚀性,无污染,所以可防止烟道存放腐蚀，确保设备停用安全。
1、使用的氮气纯度以大于99.5%为宜，最低不应小于98％。
应从设备底部冲入，（充气口在最底部，配备球阀一个）在保证氮气压力在0.01MPa～0.03MPa的前提下，不断放空置换空气，检测排气氮气纯度，大于98％后关闭排气口（排气口在上部，配球阀、取样阀、压力表）,再次充入0.05MPa的氮气,保压30min,压力不下降为充装合格!
2、充氮保护过程中应定期监测氮气压力、纯度，压力为表压（制作表箱，保护压力表）。
防锈蚀方法 监督项目 控制标准 监测方法
或仪器 取样部位 其 它
充氮密封法 压力、
氮气纯度 0.03-
0.05MPa；
＞98％ 气相色谱仪或氧量仪 排气门 充氮过程中每1h记录1次氮压，充氮结束测定排气氮气纯度，停（备）用期间周记录1次
我公司制作设计的汽化冷却烟道按余热锅炉进行设计、制作与验收。经过多年的烟道制作经验，在着成熟的制作工艺路线，在借鉴国内外同行与自己的努力创新下对设计制作长寿命的烟道有了一整套的工艺方法。