Ω环密封结构在高压换热器中的应用

2009-12-18 郭晓岚

　　对国内外目前使用的高压换热器的密封结构、制造、检修及经济合理性等方面进行分析比较,优选了Ω环密封结构,并应用于抚顺石化分公司120万t/a催化柴油加氢精制(改质)装置5台高压换热器中,保证了密封的可靠性,节省了投资。

　　跟着对汽柴油线的质量标准的提高了,加氢精炼及改质技術被广泛性技术应用,各炼铁厂迅速改变或新砌的加氢平衡控制系统,该平衡控制系统的运作流程物质为气温、髙压、可燃性、易爆的气田、氯气和多量加硫氢,故对髙压传热器的封好标准严格,髙压封好制作方案的制作方案更要需要满足封好安全性又要更好地手工制造、施工和检测。髙压传热器封好制作方案具体是放置气温髙压有耐腐蚀气体的内泄和外泄,拆御安装非常容易,社会经济合理合法。其封好制作方案特色:①为使平垫到达任何的预紧封好比压和运作流程封好比压,维持封好安全性而不足以于将平垫压溃,常主要包括不锈钢环平垫,平垫和封好面的使用面刻意窄。②封好面应刻意挨到锅筒开口处处,以限制卡箍和主螺拴的大小,大大限制封好压力管道件不锈钢线的质量。③若运作流程物质较乾净,封好构件物料应具防污安全性,应逃避主要包括大卡箍制作方案。④制作方案简洁。⑤主要包括自紧和半自紧式封好。⑥限制封好的空间。

1、常见密封结构分析与比较

　　全球加氢制作裂化妆置中的高压力热换器器多应用水平U型管热换器器,固定不变端管板应用可拆装工作做连接,列管可腾出做除垢抢修。这些型号规格的热换器器的封闭特性特性好环重在管、壳程筒节端与管板之前的封闭特性设计选定能否科学。

1.1、八角金属环垫片密封

　　这种密封结构是将固定端管板夹在壳体法兰和管箱法兰之间,用八角形金属环作为密封垫片,由螺栓紧固力预紧来完成密封。特点是结构简单,制造、安装和检修容易。但法兰和螺栓尺寸很大,质量大,造价高,易泄漏,已很少使用。

1.2、螺纹锁紧环密封螺纹锁紧环密封结构

　　在高温天气直流电热交换器的设计方案中广泛应用广泛,其密封性能的结构见图1。

螺纹锁紧环密封螺纹锁紧环密封结构在高温高压换热器

　　上紧外侧六角螺柱标准标准,确认顶柱、确定环和螺母母线压紧螺母,满足管程封好性。上紧内卡箍六角螺柱标准标准,确认分程套筒和管板压紧壳程螺母,满足壳程封好性。在生產使用时中,如感觉壳程导电介质向管程透漏,可上紧内圈六角螺柱标准标准,确认顶柱、压紧环、螺母母线、内套筒、内卡箍、分程套筒和管板压紧壳程螺母,满足壳程螺母网络铺助压紧。此类封好性设备构造时候于管、壳程均为的压力的热交换器。但设备构造缜密,外螺纹拉紧环的机生产制作精度等级高,营造的难度大,造价贵。的压力强度内件(内卡箍、六角螺柱标准标准等)在超高压高温低压的压力状态下比较容易造成形变及腐蚀不锈钢,在造成内泄时又要不息地上紧六角螺柱标准标准,加大投入封好性的压力,使内件破损比较大的,维护保养需要要老是更新。其的特点是封好性六角螺柱标准标准较小,封好性可信度高朝。

1.3、Ω环密封

　　Ω环抽真空框架最快常见于获批的各类高电压磷肥设备中的传热器内。近两年由甘肃中国石油机戒科研所建设的Ω环设汁计算的的方式和生产制作生产制作工艺,已应用在各类高电压加氢传热器的抽真空设汁上。其框架结构见图2。

　　Ω环为耐压封好性部件,其环壳一些半径小,壁厚2～3 mm ,能所能经受很高的重压,物质和情况非常切断,是1种无流出封好性形式。Ω环由1对Ω形半环组焊而成,半环各是焊在活套卡箍盘和管板上,将会活套卡箍盘和管板的弯曲刚度比较大的,Ω环本质上兼备好点的载荷变化力量,不会温、重压跌涨大和形式变化不相符的不良影响,其封好性形式简短,制造出及拆换简单,封好性郊果好,克服了两种类别封口垫将会经常出现的封好性面已过期问题,从来不会为封好性面变化移位而促使流出。采用重压为7～32 MPa。Ω环表现的优点和缺点是封好性比压为0 ,联接预紧力小,联接常见所能经受气体压力引发的载荷力,如此联接半径、活套卡箍盘壁厚和的质量均减短,成本降低。若换热器管积灰需洁净,则应沿Ω环顶上焊口切割,维保完后组对时再将环焊上。

2、经济性比较

　　按照对上述3种良好的密封隔绝性性能形式优问题的阐述对比,咱们在抚顺石油化工公司110万t/a离子液体柴油密度加氢特制(改质)提升装置5台加氢热交换器的组成部分设计中选择了Ω环良好的密封隔绝性性能形式。与八角垫良好的密封隔绝性性能形式相对比,这两种均形式很简单,每吨的标价相等,但Ω环无渗漏,重量小,造成材料费消减42万美金。与螺距卡紧环相信,螺距环易得生内渗漏,Ω环没有会发生内渗漏。选择Ω环的5台热交换器均衡每台重36.5 t ,比选择螺距环的热交换器轻6 t ,可节约融资者约200万美金,占热交换器总融资者的18%。

3、Ω环密封设计要求

3.1、防结焦

　　设计中应对整个换热流程中的介质洁净度和结焦性进行控制,在原料泵前加2级管道过滤器,原料泵后加自动冲洗过滤器,通过优化换热流程控制介质的换热温度,使混合原料油避开易结焦温度范围区域,减小结焦的可能。

3.2、锻件要求

　　Ω环锻件材質0Cr18Ni10Ti ,420℃的高溫屈从难度为σ012≥117 MPa ,催化有效成分以及其它技巧需求见JB 4728—2000《负荷容器等用不銹钢锻件》,工程验收类别为Ⅲ级。锻件应按GB 43315—84《不銹钢盐酸2盐酸铜灼伤测试装置的方式》对其进行抗晶间灼伤测试装置。

3.3、制造

　　Ω环锻件粗加工后,按JB 4730—94进行射线检查,Ⅱ级为合格。在设备法兰和管板热处理及机加工完成以后再将Ω半环分别焊在法兰密封面和管板上,至少分2次施焊,且焊脚高度不小于6 mm。焊接接头按JB 4730第四篇进行渗透检测,Ⅰ级为合格。Ω环半环之间的焊接接头要打磨坡口并分二层施焊,焊后渗透检测,Ⅰ级为合格。换热器水压试验合格后,在环上下各钻一Φ3 mm小孔,排尽Ω环内的积水,并彻底吹干,然后将Φ3 mm孔焊死,焊完做渗透检查。

3.4、检修拆装

　　检测折装的时候应该按照严格实行Ω环隔绝型式加氢热交换器检测工程。犹豫加氢装备中的媒介包含加硫物,在开停止工作时,余留的加硫物遇水后或氧反响迟钝会绘制连多磷酸,因而,在打磨Ω环前要确定碱洗,碱洗后不可以纯净水除垢,用压解气风干,使外表面抹去碱膜。若反响迟钝器不卸料,则反响迟钝残留物在密封疲劳测试台流程中经流Ω环。之所以要阻止在Ω环内的热气煮沸冷却后成水,行成连多磷酸载荷浸蚀自然环境。谨防控制措施为,组焊Ω环时在最上端留出足够的5～10 mm不焊,待Ω环之外局部全焊完后驻足一个时间间隔,使Ω环腔内气煮沸至高温后再补焊留出足够的段,杜绝气冷却后成水。密封性疲劳测试台流程用得蒸汽同步带煮沸Ω环上端随后疲劳测试台完,使其室温超越100℃将腔内的水液化,是无法绘制连多磷酸。Ω环打磨频繁后可拆下来更新。