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发布时间:2021-08-27 10:19:45 来源:爱体育官方 作者:爱体育app官网

  学兔兔 第4期 锅 炉 制 造 No.4 2015年7月 B0ILER MANUFACTURING Ju1.2015 废热锅炉的规划 王 非,赵桂凤,李召生 (哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨市,150046) 摘 要:废热锅炉是国内某合成氨/尿素工程项 目中的首要设备,这台设备的工艺包及工艺核算为国外某闻名 废热锅炉制作商供给,哈锅担任对其进行强度规划及产品制作。本文对废热锅炉的选材、结构规划 、规划核算 以及制作等问题进行较具体的论说和剖析。 关键词:废热锅炉;资料挑选;结构设汁;设备制作 中图分类号:TK229.92 文献标识码:A 文章编号:CN23—1249(2015)04—0017—04 Design ofW asteHeatExchanger WangFei,ZhaoGufieng,LiZhaosheng (HarbinBoilerCo.,Ltd.,Harbin150046,China) Abstract:Wasteheatexchangeristhemainequipmentofsyntheticammoniaandureaprojectin China,awell—known foreignwasteheatexchangermanufacturerprovidepatentpackageandre— sponsibleforprocesscalculation forthisequipment,HBC isresponsibleofrthe detaildesign and manufactureoftheequipment.Thispaperdiscussandanalyzethematerial,structuraldesign,cal- culationandmanufacturingproblemsofthewasteheatexchanger. Keywords:WasteHeatExchanger;ChoiceofMaterial;StructureDesign;Manufacture 压力容器安全技能督查规程》的督查 ]。 O 前 言 1.2 首要规划参数 本文所述的废热锅炉是我国自主开发、建造 表 1 测点及所测参数称号 的国内某合成氨/尿素项 目工程中厌热收回体系 参数 壳程 管程 的首要设备。废热锅炉的首要效果是收回工艺合 最高作业压力MPa 成气中的剩余热量并发生合成氨工艺流程所需的 作业温度℃ 高压蒸汽。该设备的工艺包几工艺核算为国外公 规划压力MPa 4.2 司担任,我公司担任对其进行规划和制作。本文 就其规划上的关键进行较为具体的剖析和论说 。 规划温度℃ 456/370 介质 合成气 1 规划条件 程数 1 1.1 规划规范 腐蚀裕量mm 1.5 废热锅炉按GB150.1~150.4—2011《压力容 换热面积 in 471.2 器》及GB151—1999《管壳式换热器》进行规划、 热处理 全体热处理 制作及查验,一起接受TSGR0004—2009(固定式 收稿 日期 :2015—03—15 作者简介:王 非(1988一),男,黑龙江省七台河市人,助理工程师,2008年结业于浙江大学进程配备与控制工程专业,首要从事压力 容器的规划开发作业。 学兔兔 · 18· 锅 炉 制 造 总第252期 P VC VL MC ML MT 接收代号 载荷状况 I N] EN] [N] [N ] [N ] [N ] T1 操作工况 23000 8000 25500 —8000 —168500 —71700 咎 管 是 程 T1 规划工况 24500 8000 25500 —8000 —182000 —77000 接 管 T1 继续工况 8000 10200 9100 8000 —8000 8000 T2 操作工况 8000 —8000 12900 39000 —84900 —42500 Fz Fx 刀 、 12 规划工况 8000 —8600 14700 44900 —88500 —34500 T2 继续工况 一8000 —8000 8000 —8000 8000 8000 2废热锅炉结微计 冀 差 2.1 废热锅炉主体结构承认 1312,设置换热管为+38x4,通过核算 ,换热 废热锅炉是一种换热设备,选用列管式结构。 管长度L=9618mm。设备结构简图见图1。 M1 图 1 设备简 图 2.2 废热锅炉管板结构承认 本设备壳程的压力高且管程的温度高,因而 管板与管箱及壳程筒体衔接均选用焊接结构而非 螺栓衔接结构,避免了因为压力、温度较高形成的 管板衔接处走漏问题。 管板选用双侧碗型结构,与管、壳程简体选用 对接 的焊接接头,这种结构即可 以确保焊接接头 图2 管板结构 的焊接质量,又充分考虑了管板与管、壳程简体连 接的B类焊接接头进行 100%无损检测的可行 性。管板结构见图2。 2.3 废热锅炉管板换热管孔的安置 换热管孔选用正三角形摆放,换热管中心距 为53mm,见图3。 图3 管孔安置 学兔兔 第4期 王 非,等 :废热锅炉的规划 ·19 · 及 GB151中的规则进行 J。 3 资料的挑选 4.1 管板的规划核算 因为该设备的工艺包为外方,其要求在资料 管板接受来 自管程和壳程压力及温度的一起 的选用上 以ASME规则的资料商标作为优选材 效果。因为管程的进、出口温度不同,因而,别离 料,但因为设备在国内运用,因而资料需一起满意 对管程进 口侧管板和管程出口侧的管板进行计 国内相应规范和规范的要求。 算 。 3.1 管程资料的承认 在对单侧管板进行核算时别离考虑:1.只要 废热锅炉管程介质为合成气,其间含有必定 壳程压力效果,管程压力为0;2.只要管程压力作 的氢气,有发生氢腐蚀的风险 j,依据其氢分压 用,壳程压力为0的两种状况。一起考虑计入温 和操作温度,通过查 Nelson曲线,终究管程选用 差应力和不计人温差应力两种状况。考虑管板的 1.25Cr一0.5Mo—Si材 料,ASME材 料 为 双侧腐蚀裕量为3mm,通过校核核算,管程进 口 SA387Grl1CL2(相当于国产商标 14CrlMoR)。相 侧管板厚度为 170mm,管程出口侧管板厚度为 应的,管程的接收资料选用 SA336F[1CL3锻件 , 165mm。 换热管选用 ASME换热器用无缝管SA213T11。 因为该废锅管壳程内径不同,且换热管非完 依据GB151的规则,管板具有凸肩并与圆筒对 全的轴对称安置,考虑到管板在该设备中尤为重 接衔接时,应选用锻件。考虑管、壳程的规划压力及 要,因而,规划时除选用惯例核算外,还选用了有 规划温度,因而,管板选用SA336F11CL3锻件。 限元的办法对其 9种不同工况进行了校核,核算 3.2 壳程资料的承认 办法及成果见参考文献[5]。 废热锅炉壳程压力高但温度较低,为了减小 4.2 管、壳程接收载荷的校核 厚度 ,在资料的挑选上 曾考虑以高强钢。但 因为 因为管、壳程的接收大多效果有接收载荷,因 管程选用了Cr—Mo钢,高强钢与Cr—Mo钢的热 此接收在用 GB150进行惯例核算承认各接收的 处理温度不同较大,且换热管为Cr~Mo钢,若壳 具体尺度后,还需要进行接收载荷的校核。一般 程筒体选用高强钢,因为资料线膨胀系数的差异, 简体上接收载荷的校核用WRC297的办法进行, 会发生较大的热应力。因而壳程筒体终究选用可 但 因为该设备接收不满意WRC297的适用条件, 与管程相 同资料,即选用 SA387Grl1EL2。相应 因而接收载荷的核算选用部分应力剖析的办法进 的,壳程的接收资料选用SA336F11CL3锻件。 行。下面以管箱简体上最大开孔 T1接收为例进 行阐明。 4 规划核算 设备壳体强度及接收的补强核算依照GB150 A—A T1 图4 T1接收结构简图 接收 的部分应力剖析使用 ANSYS软件进 M1A人孔对 T1接收邻近 的应力散布不会有影 行 ,图4为T1接收及其相应管箱的结构简图。 响,因而建模时疏忽D1接收及 M1A人孔,仅对 因为在Tl接收邻近并没有其他接收,且管箱筒体 T1接收及其地点一侧的1/2简体和封头进行建 上另一侧 的小接收 D1以及封头上的人孔 M1A 模。模型的网格区分及接收载荷见图5。该模型 均间隔 Tl很远,依据圣维南原理,D1接收和 单元为 Solidl85单元 。 学兔兔 学兔兔 第4期 程万波:大通道关闭板型传热元件制作工艺解决方案讨论 ·35 · 前预热器制作范畴里是最杂乱 ,是制作技能难 针对它的制作技能可 以遍及 的推行到其它大 度最高的一种板型,对它的研讨很有代表性, 通道关闭板型和一般板型的制作进程中。 [上接第2O页] 5.2 换热管与管板的衔接要求 与换热管之间焊接接头的质量。 考虑到废热锅炉管程介质为高温合成气,操 6 结 语 作工况较为恶劣,因而换热管与管板选用强度焊 +贴胀的衔接方法,选用熔透性好、外表成型好、 本文中的废热锅炉归于固定管板式换热器, 焊缝强度高的氩弧焊作为强度焊的焊接办法。焊 一 般状况可选用GB151的办法进行核算,但 因为 接结构方法见图 13。 该废热锅炉的换热管非对称散布,以及管、壳程接 管效果有外加载荷且超出WRC297适用范围,因 此选用惯例规划与部分应力剖析相结合的办法对 其进行了规划核算。 针对此废热锅炉的介质和操作工况,对其进 行了资料挑选以及结构规划,并对制作提出了相 应要求,确保了设备的安全和功能。对同类设备 的规划制作起到学习效果。 图 13 换热管与管板衔接方法 参考文献 5.3 无损检测的要求 A、B类焊接接头焊后需进行 1013%RT检测 , [1] TSGR0004—2009,固定式压力容器安全技能督查 并进行 100%UT复验 ,一起对DN≥200的D类焊 规程[S]. 接接头进行 100%UT检测,一切焊接接头外表进 [2] GB151—1999,管壳式换热器 [S]. [3] 李世玉.压力容器工程师训练教程 [M].全国压力 行 100%MT检测。 容器规范化委员会. 因为Cr—Mo钢具有再热裂纹倾向,因而,热 [4] GB150.1~150.4—2011,压力容器 [S]. 处理后,对 A、B类焊接接头再进行 100%UT+ [5] 李召生,等.废热锅炉非对称管板的热一结构耦合 100%MT检测。 有限元剖析 [J].锅炉制作 ,2015,2:40—43. 5.4 压力实验 [6] 余伟炜,高炳军,等.ANSYS在机械与化工配备中 因为废热锅炉的规划核算选用最风险的规划 的使用(第二版)[M].北京 :中国水利水 电出书 工况,因而,管、壳程别离依照各 自的实验压力进 社 ,2007. 行液压实验 ,液压实验前需对换热管与管板的焊 [7] JB4732—95(2005年承认),钢制压力容器一剖析 接接头进行0.05MPa的氨渗漏检测,以检测管板 规划规范[S]. 奠 一 受一 一受一 寞一奠一 受— , 藏 厕 迎投 广 告 德 息

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