低温甲醇洗设备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,低温甲醇洗设备,低温甲醇洗设备的任务就是脱除粗煤气中的二氧化碳、硫化氢和有机硫，以及其它杂质，使煤气得到净化，甲醇得到再生。,设备的任务是为了满足工艺的需要，低温甲醇洗的工艺特点就是低温，因此设备就需满足低温的要求。,低温甲醇洗装置区的设备：,1、塔类设备，,2、 换热器，,3、 泵，,序号,位号,名 称,材 料,单位,数量,操作温度,设计温度,1,E613A-D01,硫化氢吸收塔,09MnNiDR,台,4,-34,-65,2,E613A-D02,二氧化碳吸收塔,09MnNiDR,台,4,-56,-65,3,E613A-D03,二氧化碳闪蒸塔,09MnNiDR,台,4,-52,-65,4,E613A-D04,硫化氢浓缩塔,09MnNiDR,台,4,-56,-65,5,E613A-D07,预洗闪蒸塔,0Cr18Ni10Ti,台,4,-46 ,-65 ,塔,低温甲醇洗工段根据操作温度和设计温度的不同分低温塔和普通塔。,低温塔：二氧化碳吸收塔一段操作温度-52 ，二段操作温度-44 ，三段操作温度-49 ，四段操作温度-56 .预洗闪蒸塔一段操作温度60 ，设计温度80 .二段操作温度-46 ，时间温度-65 ，三段操作温度-20 ，时间温度-65 ,普通塔：,序号,塔名称,位号,数量,材质,操作温度,设计温度,1,热再生塔,E613A-D05,4台,20R,89,180,2,CO,2,尾气洗涤塔,E613A-D06,4台,00Cr19Ni10,158,200,4,共沸塔,E613A-D08,4台,20R,103,180,5,甲醇水塔,E613-D09,4台,20R,131,180,合计,20台,现在我们以低温塔为例来介绍塔设备在制造过程中及使用过程中应注意的地方。,材料的选用，,根据低温用钢的不同，低温压力容器可分为“铬镍奥氏体不锈钢制低温压力容器和“低合金钢制低温压力容器两大类。由于“铬镍奥氏体不锈钢制低温压力容器造价高，难于用于大壁厚及较高压力等情况，一般仅用于小型化及深冷范围，如预洗闪蒸塔，由于设计压力低，设备壁厚较薄8mm，对设备造价影响不是很大，使用温度一般在-100以下。“低合金钢制低温压力容器目前国内采用0.5Ni低合金钢制低温压力容器，可用于大直径大壁厚等大型化及高压等工况，使用温度一般在-70，造价适中, 国标GB3531-1996?低温压力容器用低合金钢钢板?规定的低合金低温压力容器用钢板有16MnDR,使用温度 -40.15MnNiDR，使用温度-45.09Mn2VDR，使用温度-50。09MnNiDR，使用温度-70.,我公司选择材料时考虑了三种方案,方案一、,所有甲醇净化洗涤单元、反响容器、塔器、别离系统等均采用与国外化工设备生产商技术总成包方式进口材料并在国外加工制造，由我方技术人员负责监造并按工艺制作技术条件协议委托第三方有专业资质的技术质量监督部门成品检验，以满足我方净化洗涤单元工艺设计要求。,特点是：装置运行稳定可靠，装置使用寿命能满足设计要求和生产能力。但工程一次投资额巨大，存在一定的工程资本运营风险且延长工程资本投入回报周期。,方案二、,针对化工介质工艺反响特点，应用在重要的反响塔器或容器内温差骤变较大的反响容器中低温状态零下-45至零下-72、高温状态为零上+120例如；CO2吸收塔、CO2吸收塔、H2S硫化氢吸收塔、甲醇洗涤塔、别离塔、H2S浓缩塔、闪蒸塔、共沸塔器采用国外材质SA203Gr.D/SA204Gr.D。相应的国内材质选择不锈钢材质0Gr18Ni9302/304或0Gr18Ni10Ti321，其它塔器可采用新研发的国内09MnNiDR材质。,特点是：整体装置相对平安运行可靠，在塔器设计使用周期寿命内工程投资比较方案一能相对减少，但相应增加运行维修本钱容器内塔盘定期清洗更换，但短周期内3-5年维修运行本钱增加不明显。,方案三、,整体装置低温甲醇洗反响塔器全部采用国内新研发的09MnNiDR材质制作。,特点是：工程投资一次可大幅度降低，制作周期较短，可加快工程整体装置进程，施工业绩也较为明显。据了解国内不少中小型甲醇装置60万吨/a都采用了此做法，但值得我们注意的是；大多数采用09MnNiDR材质生产制造出厂的塔器相对出厂时间较晚2005-2006年出厂且装置运行时间周期不长，有待于通过一个运行考核周期三年以上时间进一步来检验实施效果。,我公司最后通过考察和化二院沟通，为降低投资费用，并能满足要求，低温甲醇洗工段的-70介质设备用材料选用09MnNiDR,09MnNiDR材料的特点：09MnNiDR为铁素体珠光体组织,09MnNiDR是通过降低C含量提高铁素体在钢中的比例来提高其韧性，增大冲击功,使其具有-70的耐低温性能，但韧性不太稳定，在焊接条件下其韧性急剧下降,一般达3倍以上，故设计时对钢板的冲击功要求应到达标准值3倍以上，设计温度比操作温度留有5-10以上的余量，适合在60以上操作温度条件下使用 。,针对09MnNiDR的特点，在设备招标及技术协议签订时提出了较严格的要求。,09MnNiDR低温压力容器用钢板除应符合GB150-1998?钢制压力容器?及其修改单和GB3531-1996?低温压力容器用低合金结构钢钢板?及其修改单引用标准中相关技术要求外，还应满足如下补充要求。,1、化学成分：,钢板的化学成分除应符合GB3531-1996的规定外，对下述组成有如下限制。,C0.12%: P0.015%: S0.010%: CE0.45%,注：化学成分分析结果和碳当量计算结果应在材料合格证书表示。碳当量的计算方法为：CE=C%+Mn%/6+(Ni%+Cu%)/15+(Cr%+Mo%+V%)/5,2、机械性能：,机械性能试样的选取：拉伸、冲击试样应取自垂直材料主扎制方向，对于厚度36mm以上的主体材料应在四分之一厚度处取样。,夏比V形缺口冲击试验：,钢板应逐张做夏比V形缺口冲击试验；,试样取样方向为横向；,试验温度为：- 70；,为了保证钢板经机加工、焊接和焊后消除应力热处理后满足上述韧性要求，材料供给商根据制造、焊接要求适当提高上述冲击值验收指标，不低于1.5倍上述值。,09MnNiDR钢板应进行夏比V型缺口低温冲击试验，冲击试验温度-70，冲击功AKV41J，锻件冲击功AKV47J，焊接试板冲击功AKV27J。厚度超过以下数值时需进行超声波检测：钢板厚度为1620mm时，每批抽查20%，且最少一张；钢板厚度大于20mm时，应逐张,检查。检测要求按?压力容器无损检测?JB/T4730规定的级为合格，,按调制处理供货的钢板级合格。锻件按JB4726-4727，应不低于级要求，设计压力大于等于1.60MPa时，应不低于级要求。,锻件09MnNiDR锻件,09MnNiDR锻件应符合GB150-1998?钢制压力容器?及其修改单和JB4727-2000?低温压力容器用碳素钢和低合金结构钢锻件?其引用标准中相关技术要求。,为了保证材料的质量，材料只允许用舞阳钢铁集团 和武汉钢铁股份 生产的材料。,制造要求；,封头下料及坡口制备应采用机械加工的方法。如采用火焰切割方法，必须用砂轮打磨去除油污、熔渣及有害杂质，并进行磁粉或渗透检测。不允许有裂纹、夹渣等缺陷存在。,筒体下料按工艺排幅员要求进行，筒体的展开周长配封,头，采用半自动切割机切割，切割后在刨边机上刨出周边，控制对角线尺寸偏差3mm，并按设计图刨出纵、环缝坡口。,筒体、封头开孔应采用机械加工的方法，如采用火焰切割的方法时，应用砂轮打磨去除油污、熔渣及有害杂质，并进行磁粉或渗透检测。不允许有裂纹、夹渣等缺陷存在。,筒体的卷制时要控制不能出现扭曲、锥度、不匀、鼓肚现象。筒体卷制完成后要在卷板机上检测筒体的圆度，如果不能满足公差要求，要在卷板机上反复卷制，直到满足公差要求。,筒体的组对，组对时不能采用强力组对，以免增加材料的冷脆性。对口错边量和棱角度也要严格控制，否那么，承受压力后，上述缺陷处除了一次应力外还会产生附加弯曲应力，使具备应力峰值明显增加，从而降低了设备的使用寿命和平安型。,4.2冷热加工,在低温甲醇洗装置低温塔设备制造过程中应严格控制，筒节采用一道纵缝，如因钢厂能力受限改变为二道纵缝，应事前告知甲方，甲方同意前方可实施，,封头坯料采用一道焊缝拼接，焊接后应进行无损检测合格后整体压制。封头采用高温热压成型工艺，即：封头是在850以上屡次冲压成型，并随后进行正火加回火的热处理以恢复材料的机械性能。热压成型的封头板材允许拼接，拼接焊接接头应及时进行中间热处理以防止超标缺陷产生。封头成型后，所有拼接焊接接头应按JB4730进行无损检测，100%RT-II及100%UT-I级合格。,封头最后成型后，其尺寸及形状要求应满足相关标准要求,，1，封头内外表的形状偏差,其最大间隙不得大于封头内径Di的1.25。,2，封头的纵向皱褶深度0.5mm。,封头热压成型应在具有冲压09MnNiDR钢业绩的封头专业制造厂制造，以保证材料机械性能，特别是冲击韧性。,筒体采用冷卷成型，筒体分段数量应尽可能的少。,筒节圆度偏差要求按图样要求，杜绝产生直边现象。,低温甲醇洗装置低温塔壳体设备：硫化氢吸收塔、二氧化碳吸收塔、二氧化碳闪蒸塔 、硫化氢浓缩塔筒体垂直度偏差应符合设计图纸要求。,圆筒与壳体,1，A、B类焊缝的错边量按下表,对口处钢材厚度,按焊接接头类别划分对口错边量（mm）,A,B,12,1220,2040,4050,50,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2，内径允许差按下表,内径(mm),500,5001000,10002000,20004000,4000,允差(mm),1,1.5,2,3,4,3，长度允许按下表,长度(m),.5,2.55,510,1015,1530,3060,6090,允差(mm),2,10,13,16,20,40,60,4筒体直线度应不大于筒体长度H的1。但最大不能超过30mm,。,焊接,1，焊工资格,从事压力容器产品焊接的焊工应持有国家质量技术监督局颁发的有效期内的锅炉、压力容器焊工考试合格证书，焊工施焊的钢材种类、焊接方法和焊接位置均与焊工本人考试合格工程相符。,2， PQR-焊接工艺评定、WPS-焊接工艺规程及其审查,(1)PQR-焊接工艺评定、WPS-焊接工艺规程所有焊缝均应按JB4708进行焊接工艺评定，以保证焊接的质量，评定报告应经广汇新能源公司审查认可。焊接工艺有张家港圣汇公司工艺部制定,允许制造商根据自己的PQR及WPS等，对设定的焊接坡口结构进行变更，但需获得有效的审查和认可。,制造商的焊接工艺评定合格后应将PQR及WPS报审，审查的目是检查焊接工艺是否满足合同技术文件中的各种相关规定和要求，不具有对焊接工艺审定、批准的性质。因此，不能理解为可以免除制造商对其所作的焊接工艺所承担的任何责任。,PQR及WPS审查的主要内容包括但不限于：坡口规格、试板检验工程、结果、合格指标、试样受检状态等。,2焊接工艺评定试样应进行模拟焊后热处理，模拟焊后热处理后的试样机械性能必须得到满足。,焊缝及其热影响区各力学性能拉伸、冲击、硬度等应优于相应母材的要求，焊缝金属中C、S、P等化学元素含量不高于母材的要求。焊缝及其热影响区应进行硬度检测： 09MnNiDR：单个最高值HV10245。设备施焊应严格遵照合格的焊接规程。,3焊接试样应进行低温冲击试验，合格指标按基材要求。,4应按JB/T4709及焊接工艺评定结果制定合理的焊接工艺规程。,3，焊接要求,工程设计图中焊缝坡口型式仅供制造厂参考，在保证焊缝质量的前提下，制造厂可根据自己的焊接工艺程序评定制定。,所有材料的焊接应按制造厂评定合格的焊接工艺规程执行。,所有焊缝尺寸，应符合GB150-1998?钢制压力容器?和HG20584-1998?钢制化工容器制造技术规定?。,1焊接符合ASME标准C篇，在满足强度要求的前提下，尽可能采用低强度的焊接材料。要求用W107焊条进行施焊。,2焊接操作应严格按相应的焊接工艺规程进行。,3焊接接头坡口采用机加工方法获得。施焊前所有焊接坡口及边缘50mm范围内去除油迹、铁锈等污秽，使焊件露出金属光泽。，焊接坡口应无裂纹，分层及其它影响焊接质量的缺陷。所有焊接坡口外表需进行MT或PT检验,4双面对接焊缝、人孔、接管与筒体组焊的焊缝，单侧焊接后应进行反面清焊根，清焊根时应将定位焊的焊缝金属全部去除干净。,5所有设备对接接头不得有咬边，焊缝余高应保持在1mm范围内，不得低于母材，所有角焊缝按图样要求打磨成与母材圆滑过渡。，并使设备内外表圆滑过渡。容器上不允许打焊工钢印及其它导致产生缺口效应的划痕。,6封头分瓣组对焊接时错边量偏差不得超过1mm,7任何情况下，受压元件上不允许存在与奥氏体钢之间的异种金属焊接接头。,8设备的A、B类焊接接头的焊接预热及保温原那么上采用电加热方式。,9设备上有一条环焊缝在现场组焊，该焊缝应在工厂预组装，并在运输过程中对焊缝坡口采取必要的保护措施比方支撑防变形、防锈、防损伤等。,(10)09MnNiDR30mm在焊前必须进行预热，焊前预热温度大于100，焊接层间温度不大于200，预热的范围应为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，且不小于100mm。,4，焊缝返修,1当焊缝发现存在不允许的超焊接缺陷时，应在查明缺陷产生原因后制定相应的返修工艺，并严格进行焊缝返修工艺评定。焊工应按合格的返修工艺采用适当的方法将缺陷去除，确认缺陷去除干净前方可施焊。,2焊缝返修应经焊接责任工程师批准前方可进行，返修应在产品整体热处理前进行，如产品整体热处理后仍需返修，那么返修部位应再做热处理。,3焊缝返修次数不准许超过两次，超过两次那么返修方案由技术总负责人签字批准并报广汇新能源公司/业主。,4设备焊接接头经整体热处理后的无损检测复查不应出现任何超标缺陷，否那么其焊接返修应经制造单位技术负责人批准，并将相关记录报广汇新能源公司备案并归入产品质量文件中。,5，焊接本卷须知,1产品焊接应在车间焊接技术员的监督下按规定的焊接工艺进行。,2焊接时不得在工件上引弧以免造成电弧烧伤，如有弧痕或弧坑，必须打磨后进行补焊，其焊缝及除去工卡具后的焊接疤痕，均应彻底打磨并进行100%外表探伤检查。,3焊接返修时应选择水平高的焊工进行，并严格按“返修工艺进行。,6，所有焊材进厂后均需按有关国家标准进行复检，复检合格前方可发放使用。,4热处理,热处理工艺应经广汇新能源公司批准。,1筒体和封头的热处理条件例如：热处理温度、保温时间、冷却条件等应在设备合格文件中加以说明。热处理温度按标准要求取上限。,2设备焊后消氢热处理可以采用局部电加热方式的热处理。,3消除应力热处理应按GB150第10.4条进行分段的整体热处理。分段进行最终整体热处理，现场合拢缝采用局部最终热处理其中中间焊缝在广汇新能源现场施焊、检验、热处理。,4.5无损检测,1 无损检测应按JB4730在焊后24小时以后进行。,2焊缝施焊或返修完毕，应清理焊缝及焊道，焊缝外观检查合格后，所有A、B类受压焊缝在最终热处理前、后均100%超声波探伤。合格级别I级。Dg250mm的D类焊缝在热处理前进行100%超声波探伤。合格级别I级。超声波探伤合格后设备上A、B类焊缝按图纸要求进行100%射线探伤，符合JB/T4730-2005 II级合格。3设备C、D类焊缝应按图面要求进行100%UT检验，I级合格。直径200mm的接管角焊缝除外。,4设备上C、D类焊缝及去除工卡具后的焊缝打磨并按图纸要求进行100%磁粉探伤检测，符合JB/T4730-2005 I级合格。,5A、B类焊缝以及直径200mm的接管角焊缝在设备水压试验后应进行100%UT-I级检验，其它焊缝应进行100%MT-I级检验。,6热处理后，对壳体基材、焊缝及热影响区应进行硬度检测。,7裙座与封头焊缝应进行100%UT检测，I级合格。,8磁粉探伤，按JB/T4730-2005执行，合格级别I级。,所有对接焊缝坡口外表在焊接前100%磁粉探伤；,设备上所有受压焊缝在最终热处理前、后均100%磁粉探伤；,设备上所有受压焊缝外外表在水压试验后100%磁粉探伤；,与设备壳体连接的非受压焊缝外表在最终热处理前后100%磁粉探伤；,与设备壳体连接的非受压焊缝外表在水压试验后100%磁粉探伤；,容器上的B类焊缝应包括Dg250mm的接管与长颈法兰、接管与接管或接弯头,连接的焊缝。,9着色探伤，按JB/T4730-2005执行，合格级别I级。,设备里口与本体同材质的支撑件角焊缝外表在焊后100%着色探伤；,磁粉探伤无法进行的焊缝外表100%着色探伤。要求同磁粉探伤；,6，试板与样板,每台设备均应按GB150第10.5条要求进行产品焊接试板的制备、检验与评定。数量按二倍要求，其中一半在制造厂进行检验，另一半试板检验经第三方检验认可。,7，压力试验,设备制造组装完毕，热处理合格后按图纸要求进行水压试验。试验用介质应符合国标的要求。,1水压试验后，按图纸要求进行气密实验，所有试验用水都应去除干净。,2随容器一起提供的生产用螺栓紧固件可在车间试验时使用，所有在试验中损坏的紧固件制造厂均应换上新的。设备焊接接管在压力试验后，按照图纸要求进行处理。,塔内件与塔体直接焊接的零件，如支撑环、筋等，材质取与筒体材质相同 ，且在塔体热处理前与筒体焊好，热处理后不得在塔体09MnNiDR材质上进行焊接。其他塔内件的材质选用0Cr18Ni9 。,塔盘、降液板、受液盘、集液盘及支撑件厚度 要求：,塔盘、降液板、受液盘厚度3mm；,与塔体直接焊接的支撑件10mm。,塔板分块后，每一块均能从人孔进入通道尺寸按图纸相应压力等级的DN500 标准人孔设计，DN500 的最小通道尺寸为476mm，,5.内件安装要求,内件的外表及其结构外表，均须保证光滑，不允许有尖角毛刺。,塔盘与支撑梁间的密封不允许泄露。,板料经过加工后应进行校平，整体不平度不得超过1mm。,内件安装前、后，都应去除其外表的各种脏物。,主梁装配的定位；当只有一根梁时，主梁中心线应通过塔体在该处的横截中心，其偏差不得超过2mm；当只有二根梁时，主梁中心线与塔体在该处的横截面处的中心距离偏差不得超过2mm。,塔的裙座与塔体连接部位有一过渡段材质与塔体相同，其余局部采用普通钢材Q235。,09MnNiDR 材质制造的设备的特点就是所有需要焊接的部件都要在热处理前完成，热处理后严禁再进行焊接，设备需检修时，要有焊接工艺评定，并且焊接后要进行热处理。,换热设备,1，换热器的结构形式：我公司低温甲醇洗工段的换热器大局部采用管式换热器的结构形式。,列管式换热器(管壳式换热器),它结构紧凑，单位体积所具有的传热面积较大(40150m2/m3)，传热效果好，适应性强，操作弹性大，尤其适用于高温、高压和大型装置中，是管式换热器中应用最普遍的换热器。,在列管式换热器中，由于管内外流体温度不同，使管束和壳体的受热程度不同，导致它们的热膨胀程度出现差异。假设两流体温差较大，就可能由于热应力而引起设备的变形，管子弯曲甚至破裂，严重时从管板上脱落。因此当两流体的温度差超过50时，就应从结构上考虑热膨胀的影响，采取相应的热补偿措施。根据热补偿方法的不同，列管式换热器分为三种形式：,1.固定管板式换热器,它是将两端管板和壳体连接在一起，因而具有结构简单，造价低廉的优点，但由于壳程清洗和检修困难，管外物料应清洁、不易结垢 。对温差稍大时可在壳体的适当部位焊上补偿圈(或称膨胀节)，通过补偿圈发生弹性变形(拉伸或压缩)来适应外壳和管束不同的膨胀程度，如图示。这种补偿方法简单但有限，只适用于两流体温差小于70，壳程流体压强小于0.6MPa的场合,。,1.挡板,2.补偿圈,3.放气嘴,2.浮头式换热器,它是将一端管板与壳体相连，而另一端管板不与壳体固定连接，可以沿轴向自由浮动，如图示。这种结构不但可完全消除热应力，而且在清洗和检修时整个管束可以从壳体中抽出。因而尽管其结构复杂，造价高，但应用较为普遍。,1.管程隔板,2.壳程隔板,3.浮头,3.U型管式换热器,它是将每根管子都弯成U型状，两端固定在同一管板的两侧，管板用隔板分成两室，如图示。这种结构使得每根管子可以自由伸缩，与其它管子和壳体无关，从而解决了热补偿问题。这种换热器结构简单，可用于高温高压，但管程不易清洗，而且因管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率低。,1.U形管,2.壳程隔板,3.管程隔板,列管式换热器的结构有管板、拉杆、定距管、折流板、换热管、筒体、管箱封头等构件。管板、拉杆、定距管、折流板组成一个骨架，来固定换热管，最后与换热管组装成管束。制造过程中，一般先加工管板，然后以上管板为模板来加工折流板，折流板在下料是要按管板上有孔局部的有效直径下料，待孔加工好后在去掉多余局部，否那么，按图纸尺寸下料，折流板上的半孔将无法加工，管板与折流板孔的加工要控制好孔径，保证孔与换热管之间的配合间隙，间隙过大影响换热效果，间隙过小那么造成穿管困难。定距管的尺寸要控制在0.1mm内。筒体的椭圆度要控制在3-5mm内，筒体的内焊缝的焊肉高度要控制在1mm内，如果焊肉过高，要进行打磨。筒体的直线度要控制在3mm之内。,换热器的焊接:,换热设备的一大特点是操作条件复杂，具有爆炸危险，而且一旦爆炸，危害极大。事实证明，换热设备的断裂和爆炸事故，大多源于其上的焊接接头。因此，良好的焊接结构设计与制造，是确保换热设备平安、可靠运行的关键。,换热设备的焊接结构是由：筒体、封头、接管、法兰、管板及换热管等根本构件通过焊接接头或胀接连接成的整体。该整体构成换热设备的重要组成局部。,换热设备中，焊接接头主要形式有：对接、角接、搭接接头。,1对接 容器的主体、筒体与封头等重要部位的连接均采用对接接头，因对接接头受力比较均匀，强度可到达与母材相等。,2角接 管接头与壳体的连接多用角接头。,3搭接 搭接接头主要用于非受压部件与受压壳体的连接。鞍座，裙座，补强圈等。,按GB150-1998?钢制压力容器?，对于压力容器的焊缝，按其所在的位置，分为A、B、C、D四类。如下图。A类焊缝：筒节的拼接纵缝、封头瓣片拼接缝、筒节与半球封头的环缝，嵌入式接管与圆筒、封头的对接缝等。,B类焊缝：筒节的环缝，锥形封头小端与接管连接的焊缝等。,D类焊缝：接管、人孔、凸缘等与壳体连接的焊缝。,C类焊缝：法兰、平封头、管板等与壳体、接管连接的焊缝等。,换热设备焊接结构较常见的典型接头型式有：,1主体的焊接接头,2接管与壳体的焊接接头,3接管与法兰的焊接接头,4管板与筒体及管子的焊接接头,筒体和封头纵、环焊缝的焊接接头：,结合受压容器的特点，应注意以下原那么：,尽量采用全焊透的焊接坡口，当筒体内径600mm时，一般采用单面焊；筒体内径600mm时，可采用双面焊。,筒体内径为300-500mm，且长度500mm时，其纵焊缝可用双面焊。,为改善劳动条件，应在容器壁内侧用小坡口。,不焊透的单面焊缝和带永久衬环的单面焊缝，只能在产品技术条件允许时采用。,不等厚钢板对接时，当薄板厚度2 10mm，两板厚度差1-23mm，或当薄板厚度2 10mm，1-230%1，或超过5mm时，均需按图4-1的要求削薄厚板的边缘，削薄的长度L131-2,2、管板与管子的焊接接头,管子与管板的连接，在管壳式换热器的设计中，是一个比较重要的结构局部。它不仅加工量大，而且必须使每一个连接处在设备的运行中，保证介质无泄漏且具有承受介质压力的能力。,管板与管子的连接形式可有1胀接，2焊接，3胀焊结合形式。,1胀接形式 贴胀主要是为消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接；强度胀是指管板与换热管连接处的密封和抗拉强度均由胀接来保证的连接。它适用于管壳之间介质渗透不会引起不良后果的情况下，胀接结构简单，管子修补容易。,2焊接形式 管子与管板的焊接结构，因管孔不需要开槽，管孔的粗糙度要求不高，加工制作方便，抗拉脱力强，结构强度高，补焊、拆卸都比胀管方便，应用较广泛。通常称强度焊，假设管子仅高处管板1mm，称为密封焊，密封焊只保证管子与管板连接的密封性能，不能保证其拉脱强度，典型结构如图410所示。(a)为最常用的焊接结构形式； (c)结构可防止停车后管板上积有残液，同时减少流体进管口时的阻力。 (b) 结构在管孔周围开沟槽，能减少焊接应力，适用于管板经焊接后(氩弧焊)不允许产生变形的场合，不锈钢管与管板的焊接多采用此结构，但加工麻烦，工作量大。小直径管子不能胀接时，常采用(d)结构。,图4-10 管板与管子的焊接形式,3胀焊并用 高温高压下，管端接头面临着极其苛刻的工作环境，无论是焊接，或是胀接，都难以保证满足要求。胀接法虽可以承受较高的压力，但当温度升到300-400以上时，蠕变造成胀接剩余应力的松弛，将很快使胀口失效。焊接法虽然可以耐更高的温度，但高温循环应力易使焊口发生疲劳裂纹，故需考虑胀焊并用。,对于密封要求较高的场合，或承受振动，疲劳载荷的场合，及有间隙腐蚀和采用复合管板的场合，先胀后焊可提高焊缝抗疲劳的性能，且管壁贴合于管板孔壁，可防止焊接时产生裂纹。但胀管残留的润滑油易在焊接过程中产生气孔，严重影响焊缝质量。而先焊后胀可不必清理胀管后残留的油污，但对焊后胀接时的胀管位置要求较高，必须保1012mm的范围内不进行胀节，否那么损坏焊缝。在胀焊结合结构中，常用的是强度胀加密封焊，如图4-11，和强度焊加贴胀如图4-12。前者用胀接来承受作用力，用密封焊保证密封性，而后者是用焊接来承受作用力，用贴胀来消除管子与管板之同的间隙。,图4-11 强度胀加密封焊,图4-12强度焊加贴胀,低温甲醇洗工段的二种新型换热，波纹管换热器、缠绕管换热器的一些特点,1，波纹管换热器是近年来开发出的新型高效换热器，采用薄壁不锈钢波纹管作为换热元件，因而具有如下特点：(1)换热效率高：总传热系数K值是直壁列管式的23倍，应用于气液相换热和冷凝场合效率更高。(2)波纹管是柔性元件，在大温差和大压差场合具有自动补偿性能，对管板和筒体应力小，对工况变化适应能力强，对中、低压力系统平安可靠。(3)由于波纹管特有的结构特点，介质对管壁冲刷强烈，同时波纹管外表的光滑弧线能控制水垢的生成和生长，使其具有抗垢和自清垢能力。(4)采用优质薄壁的不锈钢换热器即大大提高了换热效率，又降低低了设备本钱，增加设备耐腐蚀性能力，减轻设备重量，延长长使用寿命，提高经济效益。(5)由于波纹管具有较高的换热能力，因而可以减少设备占地面积和设备体积，降低冷却水消耗量，节约电能，设备综合本钱降低。(6)波纹管加工工艺采用了独特的自由膨胀柔性成型技术，波纹形成过程没有强制变形，不会造成应力集中，剩余应力小，应力分布均匀，没有晶间缺陷和损伤。,缠绕管式换热器不仅是大型化工工艺过程重要的设备,而且是一个高效节能的设备。这些换热器结构复杂,价格昂贵,而且处于装置关键部位,因此一旦这些换热器发生泄漏,整套装置必须要停工,而且重新制造一台最快需要半年,企业的损失将非常巨大。正常换热器的使用寿命一般在1220年左右,企业可以根据实际使用情况和使用寿命的期限来有方案地进行更换,但是在国内也有很多企业由于对绕管换热器的全程管理不到位,使用了很短时间即发生了质量问题。为了确保缠绕管换热器长周期运行,对缠绕管换热器使用的全过程管理十分必要。,缠绕管式换热器由绕管芯体和壳体两局部组成(图1)。绕管芯体由中心筒、换热管、垫条及管卡等组成。换热管紧密地绕在中心筒上(图2),用平垫条及异形垫条分隔,保证管子之间的横向和纵向间距,垫条与管子之间用管卡固定连接,换热管与管板采用强度焊加贴胀的连接结构,中心筒在制造中起支承作用,因而要求有一定的强度和刚度。壳体由筒体和封头等组成。,它应用于工程的主要优点有1：能到达纯逆流换热效果，换热效率较高，而且能实现单台大型化。2：结构紧凑，单位容积具有较大的传热面积。对管径812mm的传热管,每立方米容积的传热面积可达100170m2;占地小，投资相对较省。如果选用列管式换热器来代替,那么需多个列管式换热器串联使用才能到达同样的换热要求。,3：可满足多股流体在一个换热器内同时换热的要求，而一般列管式换热器无法实现。,4：由于换热管子缠绕排列，两端还有一段直管段，该管束抗热冲击和应力变化能力强,5：上下压系统均可使用。,缺点：,1：换热管子太长E1609每根管长约为156m,且在壳程内缠绕排列，壳程管层间的间隙太小，使用比较脏的流体极易堵塞。,2：一旦出现堵塞很难彻底处理干净。,3：制造过程中由于管子长、弯曲缠绕多，比较容易形成原始隐患，在运行中随着疲劳的积累隐患有可能开展为泄漏。,4：当出现损坏时，检查和修复都比较困难，如果修复后效果变差，那么必须重新更换。,缠绕管换热器一般运行周期较长,但经常出现问题,主要问题有堵塞.管子泄漏和管口泄漏等,正确选择适宜的修复方案对装置十分重要.换热器出现堵塞后,疏通的方法有两种:一种是用高压水枪冲洗,主要针对堵塞不是很严重的情况;第二种就是用酸清洗方法,主要用于严重堵塞.如换热器经查出现了管子泄漏,那只有在试压查漏明确的情况下进行堵管.换热器出现了管子泄漏问题,要分两种情况进行修复:管口数量少,那么采用堵管方法;管口数量较多,堵管后会严重影响换热效果,那么宜选用抽芯补焊的方法修复绕管,缠绕管式换热器的抽芯修复虽然复杂,但修复成功的事例较多.,为了减少缠绕管式换热器的堵塞，要求 所有管程的工艺管线必须保证工艺介质的清洁度到达工艺指标，如：水洗塔的水供给，过滤器的过滤效果等。总之，缠绕管式换热器根本上就是一台“一次性的容器，十分不好伺候，一定要小心对待！,一、低温泵的特点1 泵人口压力高介质通常在常温常压下为气体，只有在一定压力和低温下才变化为液体。甲烷的液化条件为3MPa ，一1 00 ；乙烯的液化条件为2MPa 。2 ，汽化压力随温度而剧变低温泵输送的介质通常都处于饱和状态或有微量过冷度这些介质随温度变化非常显著。，一般当温度变化25 时，气化压力可变化100%-200%。同时介质的 密度、比热、蒸发、潜热等物理性质也都将发生变化。例如温度上，蒸汽压急剧增高、密度度减小、比热增大、蒸发潜热减少，使介质更易气化，且增高进口压力影响泵体强度，又如温度下降过多时，吸液槽内蒸气压力随之下降，而且在流经吸入管道时，也容易从外界吸热升温，这样都会造成NPSHa 的下降，使吸入汽蚀性能恶化，因此必须对吸入管道进行保冷，务使吸液槽内温度不经常波动。同时管路中应尽量不设球形阀、节流孔、滤网等节流装置，以免引发局部压力下降，使介质气化。3 对轴封要求严绝大多数介质具有腐蚀性和危险性，因此不允许泄漏到外界，介质的气化吸热极易造成密封部位的结冰，因此输送低温介质的低温泵对轴封的要求很严。,其特点如下： 立式泵常埋于地下，不受电动机热风、空气温度和日照的影响，同时可降低泵的安装高度，增加灌注头，提高有效汽蚀余量NPSHa 泵的总体结构应力要求对称布置，以便在冷态下能均匀变形。 为便于保冷有利于输送危险介质，泵体常为双层壳体，内壳承受泵压，内外壳之间承受介质的吸入压力，这样可适当降低内壳的强度要求。( 2 低温泵的轴封低温泵的轴封是泵的关键部件，目前大多采用机械密封，型式有单端面、双端面、串联式机械密封。, 单端面机械密封，单端面机械密封结构简单，辅助设备很少，过去在使用中经常发生,密封面的结冰和闪蒸，因此影响其使用。现在许多密封件制造厂在设计时考虑了这一现象，当介质气温度小于一80 时，采用甲醇或氮气密封介质的方法解决密封面结冰间题，目前国外多数低温泵配备单端面密封。 双端面机械密封，双端面密封可靠，寿命较长，在密封和泵体之间设有缓冲室，,可起到隔冷作用。为使密封液压力能随排液压力变化而适当进行调节，一般都配有恒压器保冷槽等设备。双端面密封结构复杂，辅助设备；，且当内密封失校时，密封液将漏入介质中，这在某些化工生产中将引起不平安事故。因此随着单端面密封的改进和技术的提高，单端面密封在低温泵上的使用量逐年增加。目前已使用到温度等于-100的场合等。,( 3 低温泵的轴承低温泵的轴承分上轴承和下轴承。上轴承处在大气中，一般采用止推滚珠轴承；下轴承为导向滑动轴承，浸没在介质中工作，并由介质进行润滑。为防止摩擦发热引起介质气化，以致破坏润滑，必须使用自润滑性好的材料，如聚四氟乙烯、石墨、耐蚀镍合金等。同时轴颈外表应作氮化处理或堆焊硬质合金,三、低温泵的材料( l 金属材料泵常用的低温材料为：奥氏体不锈钢，如OCr18Ni19，。0Cr18Ni12Mo2 等。,( 2 非金属材料，非金属材料主要用于低温泵的轴封中。常用的非金属材料有：聚四氟乙烯最低-73 、丁氰橡胶最低-40 、玻璃纤维增强型聚四氟乙烯最低-212 和石墨、最低-240 等。,四、输送低温介质的泵装置,低温泵输送的低温介质通常处于饱和状态，对汽蚀余量特别敏感。在设置低温泵时要特别注意。,五、低温泵的安装和运行要求( l 安装低温泵时，泵的零部件必须用溶剂洗涤干净，枯燥后再进行装配，严禁沾上水和油脂。( 2 低温泵本身和泵的吸入管线均须有保冷措施，以防在运行中从外界吸入热量使液体汽化，影响泵的吸入性能,( 3 低温泵及其装置在投入运行前需清洗干净，然后用枯燥的氮气等进行清扫，除去泵内的水分和空气，并进行预冷,( 4 低温泵的吸入口和吸入管路应有排气装置，使泵在运行前或运行中能及时排除逐渐积存的气体，保证低温泵能正常工作。,