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GB/T151-2014热交换器制造、检验与验收——圆筒

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外圆周长

用板材卷制的圆筒,外圆周长的允许上偏差为10mm;下偏差为零。用管材作圆筒时,其尺寸允许偏差应符合有关标准的规定。

椭圆度

圆筒同一断面上的最大内径与最小内径之差,不应大于该断面公称直径DN的0.5%,且应符合下列规定:

a)DN≤1200mm时,不大于5mm;

b)DN>1200mm~2000mm时,不大于7mm;

c)DN>2000mm~2600mm时,不大于12mm;

d)DN>2600mm~3200mm时,不大于14mm;

e)DN>3200mm~4000mm时,不大于16mm。

直线度

圆筒直线度允许偏差不应大于圆筒长度L的1%,且当L≤6000mm时,不大于4.5mm;

L>6000mm时,不大于8mm。

注:检查直线度时应通过中心线的水平和垂直面,即沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位测量。

凡有碍管束拆装的壳体内壁焊缝余高均应磨至与母材表面齐平。

下料与切割

按照设计尺寸进行下料,可采用机械切割(如剪板机)或热切割(如等离子切割、氧乙炔切割等)方法。对于不锈钢等材料,热切割后需对切割边缘进行适当处理,如打磨去除氧化皮等,以保证焊接质量。

下料长度、宽度、对角线尺寸应控制在允许范围内。

卷制

采用卷板机将板材卷制成圆筒形状。卷制过程中要注意调整卷板机的辊间距和压力,使圆筒的曲率均匀,避免出现局部椭圆度超标现象。

圆筒的矫形

如果圆筒在制造过程中出现局部变形或椭圆度超标的情况,可采用机械矫形或火焰矫形方法进行矫正。机械矫形一般采用千斤顶、卷板机等设备施加外力使圆筒恢复形状;火焰矫形则是利用火焰对变形部位进行局部加热,然后通过自然冷却或喷水冷却使金属收缩变形来达到矫形目的,但火焰矫形要严格控制加热温度和范围,防止对材料性能产生不良影响。矫形后,圆筒的尺寸精度应满足设计要求。

来源:压力容器工程师
焊接材料控制
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首次发布时间:2024-11-14
最近编辑:1月前
君雔
本科 | 高级工程师 压力容器工程师
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釜式重沸器

1. 定义与结构釜式重沸器是一种特殊的换热器,它主要由壳体、管束、管板、蒸发空间和封头组成。管束通常采用直管管束,安装在壳体内,管束的一端或两端连接在管板上。管板起到固定管束并且分隔管程和壳程的作用。在壳体的上部有足够的蒸发空间,用于气液分离。2. 工作原理液体物料从重沸器的底部或侧面进入,在壳程中围绕管束流动。当管程内通入加热介质(如蒸汽)时,热量通过管壁传递给壳程中的液体。液体吸收热量后达到沸点开始沸腾,产生的蒸汽向上运动,在蒸发空间内实现气液分离。分离后的蒸汽从顶部出口排出,而液体则部分汽化,剩余的液体可以通过循环管道再次进入重沸器进行加热,形成循环过程。例如,在石油炼制中,当对原油进行分馏时,釜式重沸器对塔底的液体进行加热,使其部分汽化,产生的蒸汽返回分馏塔,为分馏过程提供热量和气相物流。3. 优点良好的汽化性能:由于有较大的蒸发空间,能够有效地实现气液分离,使产生的蒸汽质量较高,并且可以保证液体在重沸器内有足够的停留时间进行充分的汽化。操作稳定性高:它的结构设计使得在操作过程中,液体的循环比较稳定。即使在流量和热负荷有一定波动的情况下,也能较好地维持正常的汽化和分离过程。传热面积可调节:通过改变管束的数量、长度和排列方式等,可以相对灵活地调整传热面积,以适应不同的工艺要求和处理量。4. 缺点占地面积大:由于需要较大的蒸发空间,釜式重沸器的整体结构比较庞大,相比于一些其他类型的换热器,在相同的换热能力下,它占地面积相对较大。热效率相对较低:因为其结构特点,液体在壳程中的流动路径相对复杂,可能会存在一些液体流动的死区,导致热量传递不够充分,热效率不如一些高效紧凑的换热器。清洗维护复杂:内部结构复杂,管束的清洗和设备的维护难度较大,特别是当处理易结垢或含有杂质的液体时,容易在管束和壳体内壁沉积污垢,影响传热性能和设备寿命。5.经常出现的问题a. 结垢问题原因:釜式重沸器在运行过程中,当处理含有杂质、高沸点物质或容易发生化学反应产生沉淀的流体时,这些物质容易在管壁和壳体内表面沉积。例如,在石油化工行业,原油中的盐类、沥青质和蜡等成分,在加热过程中可能会析出并附着在管束和壳体内壁。影响:结垢会降低传热效率,因为垢层的导热系数远远低于金属管壁的导热系数。这会导致需要更多的热量才能达到相同的汽化效果,增加了能源消耗。同时,垢层的存在还可能会影响流体的流动状态,增加流动阻力,进而影响设备的处理能力。解决方法:可以定期进行化学清洗,使用合适的清洗剂来溶解垢层。对于一些严重结垢的情况,可能需要拆卸设备进行机械清洗。另外,在流体进入重沸器之前进行预处理,如过滤、除盐等操作,减少杂质进入,可以有效预防结垢。b. 腐蚀问题原因:一方面,由于重沸器中流体的成分复杂,可能含有腐蚀性物质,如酸性物质、硫化物等。以炼油过程为例,原油中的硫化物在高温下可能会与金属发生化学反应,导致腐蚀。另一方面,当气液两相共存时,在液体和蒸汽的交界面处可能会发生局部腐蚀,这种情况在蒸发空间较为常见。影响:腐蚀会导致管壁变薄,降低设备的耐压能力,严重时可能会引起泄漏,不仅会造成产品损失,还可能引发安全事故。而且,腐蚀产物也可能会混入流体中,影响产品质量。 解决方法:选择合适的耐腐蚀材料制作重沸器,如不锈钢等。也可以在流体中添加缓蚀剂,抑制腐蚀反应的发生。同时,定期对设备进行检查,监测腐蚀情况,对于腐蚀严重的部位及时进行修复或更换。c .气液分离不充分问题原因:如果蒸发空间设计不合理,如空间过小或者内部结构不利于气液分离,可能会导致气液分离不充分。另外,流体的流量和汽化速度不稳定也会影响分离效果。例如,当液体进料速度过快或者加热速率过高时,产生的蒸汽可能会夹带大量液体,无法实现良好的分离。 影响:气液分离不充分会导致蒸汽中含有较多的液体,这会影响后续的工艺过程。在分馏塔中,如果蒸汽夹带液体进入,会破坏塔内的气液平衡,降低分馏效率,影响产品的质量和纯度。解决方法:合理设计蒸发空间的大小和内部结构,如安装合适的气液分离装置,如丝网除沫器、折流板等。同时,要对流体的流量和加热速率进行有效控制,通过安装流量控制器和温度控制器等设备,稳定操作条件。d. 管束振动问题原因:当壳程流体的流动速度较高,或者流体在管束周围的流动状态不稳定时,可能会引起管束振动。特别是当流体的流动频率与管束的固有频率接近时,会发生共振现象,加剧管束的振动。例如,在一些强制对流的重沸器中,当泵的流量不稳定或者阀门调节不当导致壳程流体流速变化较大时,容易引起管束振动。影响:管束振动可能会导致管束与管板的连接部位松动,甚至使管束破裂,造成泄漏。同时,振动还会加速设备的磨损,缩短设备的使用寿命。解决方法:通过合理设计管束的间距和支撑结构,增加管束的刚度。在操作过程中,控制壳程流体的流速,避免出现过高的流速导致振动。还可以安装振动监测装置,实时监测管束的振动情况,一旦发现异常振动,及时调整操作参数。6. 应用领域石油化工行业:是石油分馏装置中的关键设备,用于塔底物料的再沸,如在汽油、柴油、煤油等油品的分馏过程中,为塔底的重油提供热量,使其汽化并返回分馏塔,维持分馏过程的进行。化工产品生产:在许多有机合成和化工产品精制过程中广泛应用。例如,在苯乙烯等化工产品的生产过程中,釜式重沸器用于对反应后的混合液进行加热汽化,分离出目标产品和未反应的原料,以便进行后续的循环利用和产品提纯。来源:压力容器工程师

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