壓力容器與換熱器塔全解.ppt

壓力容器 山西豐喜化工設(shè)備有限公司考察報(bào)告 內(nèi)容提要 壓力容器結(jié)構(gòu)原理壓力容器檢修概論 壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造流程換熱器塔設(shè)備 壓力容器結(jié)構(gòu)原理 壓力容器一般是指在工業(yè)生產(chǎn)中用來完成反應(yīng) 傳熱 傳質(zhì) 分離 貯存等工藝過程 并承受0 1MPa表壓以上壓力的密閉容器 特種設(shè)備安全監(jiān)察條例 中明確指出壓力容器的定義為 壓力容器 是指盛裝氣體或者液體 承載一定壓力的密閉設(shè)備 其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0 1MPa 表壓 且壓力與容積的乘積大于或者等于2 5MPa L的氣體 液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)式容器 盛裝公稱工作壓力大于或者等于0 2MPa 表壓 且壓力與容積的乘積大于或者等于1 0MPa L的氣體 液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者低于60 液體的氣瓶 氧艙等 壓力容器的基本結(jié)構(gòu) 壓力容器一般由筒體 又稱殼體 封頭 又稱端蓋 法蘭 密封元件 開孔與接管 人孔 手孔 視鏡孔 物料進(jìn)出口接管 液位計(jì) 流量計(jì) 測(cè)溫管 安全閥等 和支座以及其他各種內(nèi)件所組成 壓力容器一般分類 按工藝過程原理 反應(yīng)器 代號(hào)R 換熱器 代號(hào)E 分離容器 代號(hào)S 貯存容器 代號(hào)C 其中球罐 代號(hào)B 按操作溫度 1 低溫 t 20 2 常溫 t 20 150 3 中溫 t 150 450 4 高溫 t 450 按設(shè)計(jì)壓力 1 低壓容器 代號(hào)L 0 1MPa P 1 6MPa 2 中壓容器 代號(hào)M 1 6MPa P 10MPa 3 高壓容器 代號(hào)H 10MPa P 100MPa 4 超高壓容器 代號(hào)U p 100MPa 按材質(zhì) 鋼制壓力容器 鋁制焊接容器 鈦制焊接容器和非金屬容器等 按制造方法分類 板焊容器 鍛焊容器 鑄造容器 包扎式容器 繞帶式容器 熱套容器等 按殼體承壓方式 內(nèi)壓容器 外壓容器 按壁厚分類 薄壁容器 容器外徑與內(nèi)徑之比小于等于1 2 厚壁容器 容器外徑與內(nèi)徑之比大于等于1 2 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 質(zhì)技監(jiān)局發(fā) 1999 154號(hào) 根據(jù)壓力容器操作壓力 介質(zhì)危害程度 容器功能 結(jié)構(gòu)特性 材料和對(duì)容器安全性能的綜合影響程度等 將壓力容器分為三類 一 第一類壓力容器 低壓容器 第 二 三 款規(guī)定的除外 二 第二類壓力容器 下列情況之一 第 三 款規(guī)定的除外 1 中壓容器 2 低壓容器 僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì) 3 低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器 僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì) 4 低壓管殼式余熱鍋爐 5 低壓搪玻璃壓力容器 三 第三類壓力容器 下列情況之一 1 高壓容器 2 中壓容器 僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì) 3 中壓儲(chǔ)存容器 僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì) 且pV大于或等于10MPa m3 4 中壓反應(yīng)容器 僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì) 且pV大于或等于0 5MPa m3 5 低壓容器 僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì) 且pV大于或等于0 2MPa m3 6 高壓 中壓管殼式余熱鍋爐 7 中壓搪玻璃鋼容器 8 使用強(qiáng)度級(jí)別較高 指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540MPa 的材料制造的壓力容器 9 移動(dòng)式壓力容器 包括鐵路罐車 介質(zhì)為液化氣體 低溫液體 罐式汽車 液化氣體運(yùn)輸 半掛車 低溫液體運(yùn)輸 半掛車 永久氣體運(yùn)輸 半掛車 和罐式集裝箱 介質(zhì)為液化氣體 低溫液體 10 球形儲(chǔ)罐 容積大于等于50m3 11 低溫液體儲(chǔ)存容器 容積大于5m3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程 GB150 1998 鋼制壓力容器 GB151 1999 列管式換熱器 JB4732JB4734JB4745JB4755JB4756HG20580 20585等 壓力容器的制造材料 石油化工裝置的壓力容器絕大多數(shù)為鋼制的 制造材料多種多樣 比較常用的有如下幾種 Q235 A 含硅量多 脫氧完全 因而質(zhì)量較好 限定的使用范圍為 設(shè)計(jì)壓力 1 0MPa 設(shè)計(jì)溫度0 350 用于制造殼體時(shí) 鋼板厚度不得大于16mm 不得用于盛裝液化石油氣體 毒性程度為極度 高度危害介質(zhì)及直接受火焰加熱的壓力容器 20g 鍋爐鋼板與一般20號(hào)優(yōu)質(zhì)鋼相同 含硫量較Q235 A鋼低 具有較高的強(qiáng)度 使用溫度范圍為 20 475 常用于制造溫度較高的中壓容器 16MnR 普通低合金容器鋼板 制造中 低壓容器可減輕溫度較高的容器重量 使用溫度范圍為 20 475 低溫容器 低于 20 材料 主要是要求在低溫條件下有較好的韌性以防脆裂 一般低溫容器用鋼多采用錳釩鋼 高溫容器用鋼 溫度 400 可用普通碳鋼 使用溫度400 500 可用15MnVR 14MnMoVg 使用溫度500 600 可采用15CrMo 12Cr2Mol 使用溫度600 700 應(yīng)采用0Cr13Ni9和1Cr18Ni9Ti等高合金鋼 壓力容器制造的主要工序及方法 一 備料1 放樣 畫線放樣 畫線是壓力容器制造過程的第一道工序 直接決定零件成型后的尺寸和幾何形狀精度 對(duì)以后的組對(duì)和焊接工序都有很大的影響 放樣 畫線包括展開 放樣 畫線 打標(biāo)記等環(huán)節(jié) 近年來已出現(xiàn)數(shù)控自動(dòng)劃線及電子照相劃線 2 下料 剪切下料 沖落下料 火焰切割 等離子切割等方法二 成形成形的方法很多 最常用的是卷制成形 即將鋼板放在卷板機(jī)上進(jìn)行滾卷成筒節(jié) 其優(yōu)點(diǎn)為 成形連續(xù) 操作簡(jiǎn)便 快速 均勻 對(duì)于碳素鋼 16MnR外圓周伸長(zhǎng)率 3 對(duì)于高強(qiáng)度低合金鋼 外圓周伸長(zhǎng)率 2 5 板料經(jīng)過多次不變形量的冷彎卷后 其各次伸長(zhǎng)量的總和也不得超過上述允許量 否則應(yīng)進(jìn)行消除冷卷變形影響的熱處理 或采用熱卷成型工藝 三 機(jī)械加工與坡口制備焊接坡口加工壓力容器承壓殼體上的所有A B類焊縫均為全焊透焊縫 都要進(jìn)行無損檢測(cè) 為保證焊縫質(zhì)量 坡口的制備顯得十分重要 坡口形式由焊接工藝確定 而坡口尺寸精度 表面粗糙度及清潔度取決于加工方法 筒體縱縫通常可采取刨邊 銑邊 車削加工 火焰切割等工藝手段來制備 殼壁開孔可采用氣割 車削 鏜 鉆等方法 壓力容器制造的主要工序及方法 四 裝配1 筒體裝配筒節(jié)的制造過程中 至少有一條縱縫是在卷制后組焊的 同時(shí)縱縫的組裝沒有積累誤差 組裝質(zhì)量較易控制 但對(duì)于壁厚為20 45mm 直徑為1000 6000mm的筒節(jié) 若彎卷過程控制不好 就會(huì)產(chǎn)生卷板偏差 2 殼體環(huán)縫的組裝環(huán)焊縫的組裝比縱焊縫困難 一方面由于制造誤差 每個(gè)筒節(jié)和封頭的圓周長(zhǎng)度往往不同 即直徑大小有偏差 另一方面 筒節(jié)和封頭往往有一定的圓度誤差 此外組裝時(shí)還必須控制環(huán)縫的間隙 以滿足容器最終的總體尺寸要求 可采用螺栓撐圓器 間隙調(diào)節(jié)器 筒式萬能夾具等輔助工具有有關(guān)量具來矯正 對(duì)中 對(duì)齊 3 人孔 接管 支座等零部件與殼體的組裝筒體劃線 按開孔切割位置線進(jìn)行切割 人孔 接管與法蘭的裝配 在殼體上組裝人孔與接管 支座的裝配五 壓力試驗(yàn) 水壓試驗(yàn) 氣壓試驗(yàn) 與致密性試驗(yàn) 六 表面除銹處理 油漆 包裝 壓力容器制造的主要工序及方法 換熱器 傳熱原理 間壁式 混合式 蓄熱式 列管式 板式 翅片式 套管式 固定管板式 浮頭式 U型管式 換熱器的類型 套管式 優(yōu)點(diǎn) 單位體積所具有的傳熱面積大 結(jié)構(gòu)緊湊 傳熱效果好 能用多種材料制造 故適用性較強(qiáng) 操作彈性較大 尤其在高溫 高壓和大型裝置中多采用列管式換熱器 缺點(diǎn) 在列管式換熱器中 若兩流體的溫差較大 就可能由于熱應(yīng)力而引起設(shè)備變形 管子彎曲 甚至破裂或從管板上松脫 因此 當(dāng)兩流體的溫差超過50 時(shí) 就應(yīng)采用熱補(bǔ)償?shù)拇胧?換熱器的類型 列管式 固定管板式換熱器 浮頭式換熱器 U型管式換熱器 列管式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 翅片管換熱器翅片管換熱器是在管的表面加裝翅片制成 翅片與管表面的連接應(yīng)緊密無間 否則連接處的接觸熱阻很大 影響傳熱效果 常用的連接方法有熱套 鑲鉗 張力纏繞和焊接等方法 此外 翅片管也可采用整體軋制 整體鑄造或機(jī)械加工等方法制造 當(dāng)兩種流體的對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí) 在傳熱系數(shù)較小的一側(cè)加翅片可以強(qiáng)化傳熱 換熱器的類型 翅片式 常見的翅片形式 板翅式換熱器是一種更為高效 緊湊 輕巧的換熱器 其結(jié)構(gòu)是在兩塊平行的薄金屬板之間 加入波紋狀或其它形狀的金屬翅片 將兩側(cè)面封死 即成為一個(gè)換熱基本元件 將各基本元件進(jìn)行不同的疊積和適當(dāng)?shù)呐帕?并用釬焊固定 即可制成并流 逆流或錯(cuò)流的板束 或稱芯部 然后再將帶由流體進(jìn)出口的接管的集流箱焊在板束上 即成為板翅式換熱器 目前常用的翅片形式有光直型翅片 鋸齒型翅片和多孔型翅片三種 換熱器的類型 板翅式 板翅式換熱器的板束 板翅式換熱器的翅片形式 a 光直翅片 b 鋸齒翅片 c 多孔翅片 塔設(shè)備 板式塔 板式塔為逐級(jí)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備 它主要由圓柱形殼體 塔板 溢流堰 降液管及受液盤等部件構(gòu)成 塔板主要有泡罩塔板 篩孔塔板 浮閥塔 舌型塔板 斜孔塔板 泡罩塔板的結(jié)構(gòu) 篩孔塔板結(jié)構(gòu) 浮閥塔板的結(jié)構(gòu) a P1型浮閥 b V 4型浮閥 c T型浮閥 常見的塔板結(jié)構(gòu) 舌型塔板 塔設(shè)備 填料塔 填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備 液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上 氣體從塔底經(jīng)氣體分布裝置分布后 與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙 在填料表面上 氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì) 當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí) 有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì) 壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均 從而使傳質(zhì)效率下降 因此 當(dāng)填料層較高時(shí) 需要進(jìn)行分段 中間設(shè)置再分布裝置 液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分 填料塔的塔身是一直立式圓筒 底部裝有填料支承板 填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上 填料的上方安裝填料壓板 以防被上升氣流吹動(dòng) 拉西環(huán)填料 散裝填料 豐喜化機(jī)制造能力及業(yè)績(jī)?cè)u(píng)估 各類加工設(shè)備960余臺(tái) 檢測(cè)設(shè)備120余臺(tái)套 最大單件起重能力200余噸 年產(chǎn)能力50 000余噸 年產(chǎn)值10億元 是山西省最大的化工機(jī)械 壓力容器專業(yè)制造廠家和技術(shù)開發(fā)中心 擁有90 3800微控水平下調(diào)大型卷板機(jī) 5 5 13 5m大型電控整體熱處理爐窯 各種自動(dòng)焊機(jī) 切割機(jī) 弧焊機(jī) 油壓機(jī) 剪板機(jī) 刨邊機(jī) 車床 X射線探傷機(jī)等制造設(shè)備 具備第一 二 三類壓力容器設(shè)計(jì)和制造許可證 B級(jí)起重機(jī)械制造許可證 以及美國ASME U U2 級(jí)設(shè)計(jì) 制造 安裝資格證書 以非標(biāo)壓力容器 起重機(jī)械和其他機(jī)械裝備制造為主導(dǎo)的系列產(chǎn)品 以煤制油設(shè)備 煤制天燃?xì)庠O(shè)備 煤制有機(jī)硅 多晶硅 煤及焦?fàn)t氣制甲醇設(shè)備 煤制尿素設(shè)備 焦化設(shè)備 氧化鋁設(shè)備為典型