国内首台超大型换热器的研制及技术难点分析.pdf

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1、国内首台超大型换热器的研制及技术难点分析楼广治(中国石化镇海炼化分公司，浙江宁波315207)摘要：由某公司建造的国内首台超大型管壳式换热器(E一6111型)已经通过最终检查和验收，在该项目的研制过程中出现了许多技术难题，对该设备的结构特点、设计规范、材料要求、设备制造和检验等环节存在的技术难点进行了深入分析，并提出了有效的解决方案，从而为超大型换热器实现国产化提供了经验。关键词：循环气冷却器；设计材料；制造；管板；焊接中图分类号：TQ051．5文献标识码：B文章编号：1001—4837(2010)05—0026—06doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2010．0

2、5．006ManufactureandTechnicalDificultiesofFirstExtra——largeHeatExchangerinChinaLOUGuang——zhi(SINOPECZhenhaiRefining&ChemicalCompany，Ningbo315207，China)Abstract：Thefirstextra·—largeshellandtubeheatexchangerE——6111whichwasmanufacturedinChi—-na，haspassedthefinalinspectionandacceptance．Thereweremanyte

3、chnicalproblemsduringthere—searchandmanufacturephase．Thisarticleanalyzesthestructuralcharacteristicsoftheequipment，designspecifications，materialrequirements，theexistenceoftechnicaldifficultiessuchasequipmentmanufac·turingandtesting．Also，thetextputsforwardsomeeffectivesolutionsSOastoprovidevaluabl

4、eadviceforthelargeheatexchangertoachievelocalization．Keywords：circulatingaircooler；design；materials；manufacture；tubesheet；welding循环气冷却器是某公司新建100万t／a乙烯工程65万t／a环氧乙烷／乙二醇装置的关键设1管壳式换热器(E一6111型)结构及设计参数备。该设备为立式固定管板(NEN)结构，总高度43725mm，设备总重370t，换热面积达到12325循环气冷却器结构特殊，其上管箱内部设有m，设备规格~4000mm×20000mm。该换热器喷淋装置(即

5、使循环洗涤水喷人，该碱性洗涤水尺寸庞大，结构复杂，是首台国内自主研制的超大将循环气体中的醛类、NOx等除去，以确保产品型固定管板式换热器，其成功研制打破了国外长质量)，因此该换热器兼具换热和传质功能。其期对大型换热器的垄断格局，大大提高了我国石顶部和底部均采用锥形过渡段，法兰采用整体式化装备制造业的创新能力，推进了我国100万t／a法兰，支撑结构采用裙座，结构如图1所示。设备乙烯成套装备国产化的进程。的设计参数见表1。第27卷第5期压力容器总第210期ASMESEC．ⅧDIV．2_2004(应力分析评定方法Ll参考标准)进行相应校验。昌40(min)+32．2强度计算--

6、E按照GB15

7、0-1998《钢制压力容器》、GB_E二#}151—1999《管壳式换热器》、JB／T47102005《钢制塔式容器》规定的方法，对封头、筒体、锥段薹。。4。J_0_O030(min)等分别进行内、外压强度计算，对接管开孔处按等面积法进行补强计算，对法兰进行强度计算。同。。一I时按照ASMESEC．ⅧDIV．1—2o04规范对管板等关键部件进行强度校核。■I’．●2．3管束振动景—差一399446(min)+3在换热器大型化过程中，管束振动是不可忽Jl＼：／一视的问题。该换热器管束不但超长，而且较细，其莩吕、L，规格031．75mmX1．651mm×20000mm，如何控0~4632一一

8、一-制管束的振动，即控制壳程流速和换热管自振频'q率，是本次国产化攻关的重点之一。按照TEMA图1循环冷却器设备结构示意规范对管束进行振动分析。表1NEN立式换热器设计参数(换热面积：12325m)2．4管板应力项目壳程管程该换热器的结构尺寸已超过GB151—1999设计压力(MPa)1．128／F．V．2．344／F．V．《管壳式换热器》的适用范围，且其设计参数较为设计温度(oC)185／一7185／一7苛刻，管、壳程温差达22℃