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    大型超长型热交换器制造.pdf

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    大型超长型热交换器制造.pdf

    第43卷第3期 2014年5月 石油化工设备 PETR0一CHEMICAL EQUIPMENT Vo1.43 NO.3 May 2014 文章编号10007466201403005904 大型超长型热交换器制造 徐观石 江西江联重工股份有限公司,江西南昌 330001 摘要大型、超长型热交换器经常处于高温高压的工况,换热管长而且细,管板厚度大,管子与管板 的连接较为困难。同时,换热管束质量大、长度长且刚性差,管束安装难度很大。重点介绍了大型、 超长型热交换器管子与管板连接、管束安装及主要部件的制造要点和难点,制造的设备满足相关的 技术要求。 关键词热交换器;大型;管子与管板连接;管束;安装;制造 中图分类号TQO51.5;TE965 文献标志码B doi10.3969/j.issn.1000-7466.2014.03.015 Special Manufacturing of Large and Super-long Heat Exchanger XU Guan-shi Jiangxi Jianglian Heavy Industry Co.Ltd.,Nanchang 330001,China AbstractLarge and superlong heat exchangers are high temperature and high pressure work condition.The heat exchange tubes are long and thin.Thickness of tubesheet is large.So the connection of tubes and tubesheet will be great manufacturing difficulties. Meanwhile,the pipe bundle is heavy,long and poor rigidity.Then it is difficult to install the pipe bundle.The con nection of tubes and tubesheet,installation of pipe bundle and manufacture of main parts and specification for equipment fabrication are introduced. Key wordsheat exchanger;large;connection of tube and tubesheet;bundle;installation; manufacture 热交换器是一种实现物料之间热量传递的节能 工艺设备,在石油、化工、冶金、电力以及食品等行业 被普遍应用rl ]。近年来,随着设备大型化的发展, 热交换器的换热面积越来越大,换热管数量多,换热 管长而且细,管板厚度大,管子与管板的连接困难。 同时,管束质量大、长度长且刚性差,管束的安装难 度很大。 我公司承接了一批大型、超长型热交换器的制 造任务,该热交换器壳程设计压力为16.275 MPa, 设计温度300℃;管程设计压力为16.275 MPa,设 计温度275℃。筒体材料为14Cr1MoR,厚度8O~ 110 mm;管板材料为14CrlMoIV,厚度150 mm;换 热管材料为15CrMo,数量3 010根,规格 14 mm 2 mm18 000 mm。设备的外形尺寸为 1 620 mmX 110 mm21 690 mm,净质量约为 120 t。 我公司结合实际情况,重点对管子与管板的连 接和管束起吊安装这两方面采取控制措施,最终完 成了设备的设计和制造,制造的热交换器满足了用 户和文献[36]的要求。 收稿日期2013-11-28 作者简介徐观石1966一,男,江西南昌人,工程师,学士,主要从事压力容器设计、制造工作。 石油化工设备 2014年第43卷 1管板与换热管连接 管板与换热管的连接方式有胀接、焊接及胀焊 并用等。该设备处于高温高压,因此采用强度焊 强度胀。强度胀分为机械胀管法和液压胀管法等。 由于液压胀管法成本高,故采用常用的机械胀管法。 该热交换器换热管直径小、管板厚度大,经过胀管试 验,需要分4次胀接才能完成 ]。 根据焊接工艺要求,强度焊采用氩弧焊方法,先 焊接第1层,然后再焊接第2层,进行100 9/6表面渗 透检测PT,按JB/T 4730.1~4730.62O05承 压设备无损检测I级合格l_g]。 2换热管束安装方式 2.1 常见安装方式 2.1.1 垂直安装 用吊车将热交换器的管束吊在空中,将地面固 定装置和热交换器壳体刚性连接,将钢丝绳的一端 套在管束上,另一端则套在滚筒上,垂直将管束装入 壳体。 按这种方法安装热交换器管束时,在竖直方向 需要2倍换热管长度的空间。如在厂房内安装,受 厂房高度的限制,需要在车间内挖一个深度与换热 管长度相等的地坑,在地坑中装配和吊装管束。 2.1.2 水平安装 钢丝穿过可移动的滑轮组,一端固定在管束上, 另一端则和可移动滑轮组连接,水平将管束装进筒 体中【 ]。 2.2安装方案确定 对于小型热交换器,无论是立式设备还是卧式 设备,均可采用水平安装管束的方法。而当热交换 器尺寸较大、长度较长时,受管束吊装过程中换热管 会产生局部塑性变形等因素的影响,大多数制造厂 采用垂直安装管束方法。 为降低劳动强度和制造成本,我公司根据起重 设备情况,设计了一套可卧式吊装大型热交换器管 束的特殊工装结构,解决了大型、超长热交换器制造 过程中的最大难点。本套装置在向上的外力作用下 将管束吊起,同时在设备轴向力作用下将管束托入 简体,完成管束吊装的整个过程。该装置制造简单、 成本低且操作方便,管束起吊后换热管不会产生局 部塑性变形,并且整个管束挠度较小。 2.3安装方案实施 按图1位置在管板上焊接吊耳工和吊耳Ⅱ,在 中间折流板顶端焊接吊耳Ⅲ吊耳Ⅲ的焊接过程可 在搭设花架之前完成,在同一层的两侧折流板之间 顶部焊接加强筋。分段放置槽钢,槽钢与中间折流 板之间进行点焊。在加强筋上焊接连接板,使连接 板顶住槽钢。 1.吊耳I 2.吊耳Ⅱ 3.卸扣 4.手拉葫芦 5.扁担吊 6.吊耳Ⅲ 图1热交换器管束起吊示图 用2部梁式起重机分别吊起1个扁担吊图 2,在扁担吊吊板开孔处装配手拉葫芦,手拉葫芦的 底部连接预先焊接好的吊耳Ⅲ。再用1部梁式起重 机通过钢丝绳和卸扣连接到吊耳Ⅱ上。 管束进筒体前要进行试吊。试吊前检查钢丝 绳、滑轮、卸扣和手拉葫芦等受力零部件是否连接牢 固,确保起吊安全。通过3部梁式起重机产生的向 上的力F 、F。和F。将整个管束吊起,而F 和 又各自同时被手拉葫芦和卸扣分配成4个较小的 力,这样整个管束就变成由5个较小的力吊起,保证 分配到换热管上的力足够小,不至于引起换热管产 生局部塑性变形。 试吊时可通过调节梁式起重机起吊高度和手拉 葫芦使整个管束尽量达到水平。 第3期 徐观石大型超长型热交换器制造 、 \ | 口” 口 图2扁担吊示图 按图3将筒体放置在滚轮架上,装配滑轮、卸扣 和钢丝绳。 管束起吊之后,使连接滑轮的钢丝绳跨过滚轮 架上的挂钩。在管束进简体时,吊管束的3部梁式 起重机同时移动,使管束的一端送人筒体,再用1部 卸 梁式起重机连接钢丝绳使其产生向上的力F ,通过 滑轮将力F4转变成大小不变的水平力,通过这个 力将整个管束托入简体。在管束进简体的过程中, 按照顺序逐步拆除槽钢、加强筋和吊耳Ⅲ,从而完成 整个管束的吊装过程。 3主要部件制造工艺 图3热交换器管束装配示图 100 mm。 3.1 壳体 ①严格控制壳体的几何尺寸,错边量、棱角度、 圆度和直线度应当遵循图样和文献[3,4]中的相关 规定。②在导流筒与筒体组焊前检验导流筒的椭圆 度,要求其符合文献[3,4]中的相关要求。在导流筒 穿人管柬一侧打磨出lO mm钝边60。的内倒角,将 导流筒与筒体点焊,之后检验导流筒与简体中轴线 是否在同一条直线上,最后组焊。③将筒体与导流 筒内纵、环焊缝余高用砂轮机打磨至与简体母材平 齐,用双层通板检验筒体的圆度,双层通板必须能够 顺利通过。④管束进筒体前在管束滑道、折流板可 能与筒体接触的折流板外沿涂抹黄油,以减小滑道 以及折流板与筒体间的摩擦力。⑤将鞍座与筒体按 照图样要求焊接牢固,将简体摆放在滚轮架上,滚轮 架下加垫铁,使筒体上的大接管离地面距离大约为 3.2 管板和折流板 采用数控钻床钻孔,严格控制管孔直径、垂直度 和管孔间距。为了便于穿管,管板和折流板的钻孔 方向应与穿管方向保持一致。按图样和文献[3,4] 规定对单块管板的管孔进行检验。 为了提高管束的刚性,设计时将第1块折流板 改为圆盘型。将折流板上因钻孑L产生的毛刺用手提 砂轮机打磨去除,同时用砂轮机将折流板外圆两侧 打磨成R2R3 mm的圆角。在去毛刺、打磨圆角 之前,要标记折流板序号和方向。 3.3 管束 穿管束前搭设花架,固定管板装配拉杆,按图依 据顺序与标记分别装人定距管及折流板中间折流 板有滑轨槽的方向朝下,紧固拉杆螺母。中间折流 板下面用25 槽钢支撑,折流板的两侧用角钢与地 面支撑,起支撑作用的两侧角钢之间用角钢连接。 第43卷第3期 2014年5月 石油化工设备 PETR_CHEMICAL EQUIPMENT Vo1.43 NO.3 May 2014 文章编号10007466201403006204 低温甲醇洗涤塔制造工艺浅谈 才福胜 中航黎明锦西化工机械集团有限责任公司设计研究院,辽宁葫芦岛 125001 摘要甲醇洗涤塔是煤化工企业甲醇项目生产过程中的关键设备之一,简单介绍了甲醇洗涤塔的 结构特点、技术参数,分析了低温材料甲醇洗涤塔的制造难点,提出了制造工艺措施。采用制造的 洗涤塔后使整个低温甲醇洗流程的效率更高,能量利用更为充分和合理。 关键词洗涤塔;低温;材料;塔体直线度;椭圆度公差;分段;制造 中图分类号TE962;TQo53.5文献标志码B doiio.3969/j.issn.10007466.2014.03.016 在两侧折流板层与层之间加设筋板,筋板与折 流板之间采用连续焊。 在管束底部加支撑,组焊中间折流板下部的滑 道,滑轨高出折流板1 mm。组装前将滑轨侧面用 砂轮机磨成圆弧状,滑轨与中间折流板两侧采用连 续焊连接。 滑道和筋板与折流板组焊完毕之后,在换热管 外侧包一整圈8O mm2 mm的扁钢,扁钢外侧用 12 钢丝扎紧。 4 结语 大型、超长型热交换器管板与换热管的连接采 用强度焊强度胀,强度胀分4次胀接完成。设计 了热交换器管束吊装的特殊工装,从现场使用效果 看,对换热管柬没有任何伤害,效果良好。通过采用 合理的设计和制造工艺,很好地完成了该批大型、超 长热交换器的制造,产品满足用户和相关文献要求, 进一步提高了我公司的制造水平。 参考文献 [1]秦叔经,叶文邦.换热器[M].北京化学工业出版社, 2003. QIN Shuj ing,YE Wen-bang.Heat Exchangers[M]. BeijingChemical Industry Press,2003. [2] 钱颂文.换热器设计手册[M].北京化学工业出版社, 2002. QIAN Song-wen.Heat Exchanger Design Manual [M].BeijingChemical Industry Press,2002. [3]GB 1511999,管壳式换热器[s]. GB 1511999,Tubular Heat Exchangers[s]. [4]GB 150.1~150.42011,压力容器[s]. GB 150.1~150.42O11,Pressure Vessels[S]. [5]TSG R0004--2009,固定式压力容器安全技术监察规 程[S]. TSG R0004--2009,Supervision Regulation on Safety Technology for Stationary Pressure Vessel[S]. [6]JB/T 47312005,钢制卧式容器[s]. JB/T 4731 2005,Steel Horizontal Vessels on Saddle Supports[S]. [7]NB/T 47O142O11,承压设备焊接工艺评定[s]. NB/T 470142O11。Welding Procedure Qualification for Pressure Equipment[S]. [8]NB/T 47Ol52O11,压力容器焊接规程Es]. NB/T 47015--2011,Welding Specification for Pres sure Vessels[S]. [9]JB/T 4730.14730.62OO5,承压设备无损检测Is]. JB/T 4730.1~4730.62OO5,Non-destructive Tes ting of Pressure Equipment[S]. [1O]张漪芳,胡海明,张添刚,等.大型热交换器装芯抽芯机 设计[J].石油化工设备,2013,4233740. ZHANG Yifang,HU Habming,ZHANG Tian-gang, et a1.Design and Development of Core Installer and Puller for Large Heat Exchanger[J].Petrochemical E quipment,2013,4233740. 张编 收稿日期20131202 作者简介才福胜1971一,男,辽宁葫芦岛人,工程师,从事压力容器的设计、制造与检验工作。

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