★★★合成气／锅炉给水预热器(123-CA)的设计与制造

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川 化
２１ ０ ０年 第 ２期
合成 气／ 炉 给 水 预 热 器 （ 锅 １ ３一Ｃ 的设计 与制 造 ２ Ａ）
永 工 公司 昱 程 三 氰 厂 聚 胺 付 雪锋 张 烈 洪
我 公 司化肥 厂 引进 合成 氨 装 置 在 ２ ０ ０ ３年 节
能技改 （ 装置 生产 能力提 高 了 ２％ ） ， 合成 塔 ０ 时 将 （０ Ｄ） 构改 为 了 Ｃｓｌ轴 径 向式 ， 合成 塔 １５一 结 ａａ ｅ 氨 出 口工 艺气温 度 由原来 的 ３０ｏ 高至 ３０ｏ ２ Ｃ升 ４ Ｃ以
附录 Ｂ进行焊接工艺评定 ， 焊接时严格控制焊接 线 能 量 ， 免 裂纹产 生 。 避 （ ）制造单位可根据 自己的实际经验 ， ５ 在保 证 焊 接质 量 的前提 下 ， 规定 自定 焊接坡 形式 。 按
（ ）与壳 程 、 程壳 体相 焊 的所 有零 部 件 均 ６ 管
按照 Ｇ ５ － １９ 《 制 压 力 容 器》 Ｇ Ｂ １０ ９ ８ 钢 、Ｂ ｌｌ ９９ 管壳式换热器》 《 ５ —ｌ９ 《 、压力容器安全技术 监察规程》 Ｈ ５４ １９｛ 、 Ｇ２ ８－ ９ ８ 钢制化工容器制造 ０ 技术要求》 Ｊ／ ７０ ２０ 《 、 Ｔ４３－ ０５ 承压设 备无损 检 Ｂ 测》 Ｊ／ ０－２０ （ 和 Ｂ Ｔ４ ９ ０ ０ 焊接规程》 ７ 进行设 备的
（ ）管板 与 壳 体、 箱 体 的连 接 采 用 Ｇ ３ 管 Ｂ １ １ １９ ５ － ９ ９图 １ ８中的 ｂ型结 构 ， 连 接方 式 适 用 该
于高 温 、 高压 工 况 ， 箱 侧 堆 焊 Ｉｃｎｌ ０ 管 ｎｏｅ ６０合 金
后， 焊后可 免进 行热处 理 。
焊工 考试 规 则 》 行 考 试 ， 得 焊工 合 格 证 后 才 进 取 能担 任焊 接 工 作 。 １Ｃ２ ｏ ２ ｒＭ ｌ组焊 焊 缝 在 焊前 应 预 热 ， 低 预 热 温 度 ２０℃ ， 后 热 处 理 温 度 为 最 ０ 焊 ６０～７０℃ 。Ｑ ４ Ｒ组 焊 焊 缝 前 预 热 至 １５— ８ ２ ３５ ２
（ ） 所 用 焊 接 材 料 应 按 Ｊ ／ ７ ７ ２０ ４ Ｂ Ｔ４ ４－ ０２
１ ３ 设 计特 点 ．
（ ）将 管箱封 头原 来 的平盖 结构 改为球 形封 １ 头 ， 增 加检 查 人 孔 ， 幅度 降低 了设 备 的质 量 ， 并 大 节 约 了设 备成 本 ， 检修也 方便 。 （ ）换 热管 与管板 的连 接式 采用 强度 焊加贴 ２ 胀， 在连 接处 堆 焊 一 层 Ｉｃｎｌ ０ ｎｏｅ ６０合 金 ， 目的 其 是改 善焊缝 处 的性 能组 织 ， 管 子 与 管 板焊 后 不 使 需进 行焊后 消应 力热 处理 。
封点 实际 上 为动 密 封 ） 轴 套 通 过 机 封 的 定 位 螺 ；
钉在 轴上 定位 ， 并带 动动环 随轴一起 转 动 ， 套与 轴 轴 之间采 用 ０形 密封 圈密封 。
再运行会发生泄漏。此问题 的出现使该泵的运行
周期 大为缩 短 ， 直 接威胁 到系 统 的长 周期运 行 。 并 １ 多弹 簧式机 封 的工作原 理 传 统多 弹簧 式机 封 （ 结构 示 意见 图 １ 采用 高 ） （ ）管箱 与 管 板 连 接 处 的 焊 缝 坡 口均 堆 焊 ７ Ｉｅｎｌ ０ ， 堆 焊 完 成 后 再 分 别 进 行 焊 后 热 处 ｎｏｅ６０ 在 理， 之后进 行管 箱与 管板 的焊接 ， 焊后 可免 作焊后
用 ２一ｌ４ ｒ ｏ 即国标 １ Ｃ２ ｏ ） ／ Ｃ —ｌ （ Ｍ ２ ｒＭ １ 。
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管箱简 体 、 头 选 用 １Ｃ２ ｌＶ； 热 管选 封 ２ ｒＭｏＩ 换 用 Ａ ＭＥＳ Ｓ Ａ一２３Ｔ ２ 其 化 学 成 分 与 １Ｃ２ ｌ １ ２ （ ２ ｒＭｏ 相近 ） 管板 选用 １Ｃ２ ｌＶ， 在管 板与换 热 管 ； ２ ｒＭｏＩ 并 焊接 面上 堆 焊 一 层 奥 氏体 组 织 的 Ｉｃｎｌ ０ ｎｏｅ ６０材
表 １ １３一Ｃ ２ 的主要设计参数
设 计压 力 、 计温 度 、 质 特 性 、 设 介 工艺 条 件 ） 材料 、 焊接 、 备结 构 、 造工艺 、 设 制 使用 方要 求等 ， 时考 同
虑尽量 减少 用材 品种和规 格 。
１２ １ 壳 ．． 程
从 工艺介 质 特性 、 作 温 度 、 作压 力 、 料 操 操 材
硬度 的动环 与静 环 ， 半贫 液泵 工作 时 ， 动环依 靠 弹 簧力 的作用 紧贴静 环旋 转 ， 到密封 介质 的 目的 。 达
动环通 过轴 套安 装 在 轴 上 ， 环 则 是 安装 在 静 环 静 座上 ， 动环 与静环 分别 通 过 ０形 密封 圈 与轴 套 和 静环 座密 封 ， 动环 ０形 密 封 圈要 求 既起 到密 封 的 作用 ， 又通 过 滑动 以补 偿 密 封 面 的磨 损 （ 该 密 即
料 ；封 头 人 孔 选 用 １ Ｃ２ ｏ Ｉ ２ ｒＭ ｌＶ；螺 柱 选 用 ３ Ｃ Ｍ Ａ， 母 选 用 ３ Ｃ Ｍｏ ５ ｒｏ 螺 ０ ｒ Ａ，八 角 垫 选 用
１ ５Ｍｏ 。 Ｃｒ Ｉ
设计、 制造 与检 验 。
２ １ 材料要 求 ． （ ）制造厂 应对 人 厂 的 材料 检 测 和 验 收 ， １ 以
应在焊后热处理前焊在壳程 、 管程 的壳体上 ， 热处
理 后 不得 再施 焊 。
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半 贫 液泵 机 封 失效原 因分 析 及对 策
化 厂 饶 国毅 肥
我公 司化肥 厂 国产化合 成氨装 置净 化工序 中
的半 贫液泵 采用 的是 美 国宾 汉姆公 司 生产 的水 平
１３一Ｃ ２ 的主要 受压元 件 有 ： 、 管箱球 形 上 下 封头 ， 管箱 筒 体 ， 壳程 简 体 ， 孔 部件 ， 管 ， 热 人 接 换
管 ， 、 管 板 等 。受 压 元 件 的 强 度 依 据 Ｇ 上 下 Ｂ
１Ｏ ｌ９ ５— ９ ８和 Ｇ ５ — １９ Ｂ１１ ９９的 相关 公 式 计 算 ， 经 设计 、 核 后 得 出 ： 校 管程 简 体 名义 厚 度 、 程封 头 管 名 义厚 度 、 壳程 简体 名 义 厚 度 、 管板 名 义 厚 度 （ 不 含 堆焊层 ） 分别 是 １８６ 、６ １７ｍｍ。 ０ 、８６ 、８
＋１％ ； 热 管须 逐 根 进行 ２ ａ水 压 试验 ， ０ 换 ０ＭＰ 稳 压 时 间 不 少 于 １ ｉ， 得 出现 渗 漏 现 象 ， 按 ０ｒｎ 不 ａ 并 Ｊ ／ ７０ ３ ０ ５中 ４ ５的要 求 进行 超声 波 探 Ｂ Ｔ４ ３ ．—２ｏ ． 伤， 不得 出现 大 于或 等 于 Ｉ级对 比试 样 人 工缺 陷 回波 的基 准 幅度 ； 以上要 求外 ， 除 换热 管材料 还应 满 足换 热管 订货 的技术 要求 。
剖分 多级 卧式泵 ， 机 械 密 封采 用 的是 传统 多 弹 其
簧式 ， 型号 为 ８ １—３３ ４ Ｂ ／ 。装 置 运 行 前 期 ， 机 该
械 密封使用 状况 较好 ， 但近几 年 ， 械 密封 的效果 机 明显 下降 ， 运行周 期 常常不超 过 ５ 月 ， 个 一旦超 过 ５个月 ， 特别是 在倒 停泵 后 ， 常常 出现正 常 停泵 后
１５ ｏ 焊 后热 处理 温度 为 ５ ０— ２ ℃ 。 ７ Ｃ， ８ ６ ０
（） ４ 管程、 壳程对外连接的工艺接管不采用 法兰结构 ， 而是采用焊接形式， 接管与壳体焊接接 头 的 形 式 及 尺 寸 参 照 Ｈ ０ ８ － １９ 和 Ｇ Ｇ ２５３ ９８ Ｂ
１０ １９ ５ － ９８中的相 关规定 采用 全 焊透 型式 。
计。
图 １ 合 成 气 ／ 炉 给 水 预 热 器 结 构 示 意 锅
１ 设 备设计
１ ２ 材 料 的选择 ．
１ １ 设 计参数 ．
压 力容器 选材 必须 考 虑设 备 的操 作 条 件 （ 如
合 成气／ 炉 给 水 预 热器 （ ２ 锅 １３一Ｃ ） ｌ台 为 立式单 管程式 固定 换热 器 ， 器类别 为 Ⅲ类 ， 容 换热 面积 为 ３６Ｉ ， 热 管 管束 级 别 为 Ｉ级 ， 子 与 ８ 换 ｎ 管 管板 的连接形 式 为 强度 焊 加 贴 胀 ， 主要 设 计 参 其 数见表 １结 构示 意见 图 １ ， 。
确 保所 购 材料符 合相 应标 准 和设 计 文件 的要求 。 （ ）壳 程 简 体 材 料 Ｑ ４ Ｒ在 正 火 状 态 下使 ２ ３５
用。
（ ）换 热管 采用 进 １ Ａ Ｍ Ａ一 １ ２ ３ ２ Ｓ Ｅ Ｓ ２３Ｔ ２冷 １
１ ２ ３ 焊接 材料 ．． Ｑ ４ Ｒ之 间 用 Ｊ２ ； ２ ｒ Ｍ ｌ与 Ｑ ４ Ｒ 之 ３５ ４７ １Ｃ２ ｏ ３５
２ 制造技 术要 求
（ ）管板 堆 焊接《 ３ 管板 堆焊技 术要 求》 行 。 进
（ ）换 热 管 与 管 板 连 接 采 用 强 度 焊 加 贴 胀 ４ （ 胀采 用 的方法 由制 造单 位 自定 ） 免 作 焊后 热 贴 ， 处理 。换 热 管 与 管板 焊 接 接 头 按 Ｇ ５— ｌ９ Ｂ １ｌ ９９
上， 热负 荷 增 加后 ， 原合 成 废 锅 （ ２ 因 １３一Ｃ） 能 不
满足扩 产后 的 生 产 需 要 ， 而技 改 时 在 １３一Ｃ 因 ２ 上游增设 了 １台 合成 气／ 炉 给水 预 热 器 （２ 锅 １３一 Ｃ ） 以 回收合 成 反 应 热 ， 低进 入 １３一Ｃ气 体 ， 降 ２ 的温 度 。但 １３一Ｃ ２ 投 运 １ａ后 出现 了一 些 缺 陷， 用户 方根据 生 产 装 置 的实 际 情 况对 设 备 提 出 了一些新 要求 ， 是 对 该设 备 重 新 进行 了优 化 设 于
间用 Ｊ２ ；２ ｒＭ ｌ之 间用 Ｒ ０ Ｓ ４ ７ １ Ｃ２ ｏ ４ ７；Ａ一２ ３ Ｔ ２ １ ２ 与 Ｉｃｎｌ Ｏ ｎｏ ｅ ６ Ｏ之 间用 Ｅ Ｎ Ｃ 一３ Ｒ ｉｒ 。