高压空冷器管箱的制造
高压空冷器管箱的制造
顾晶‘，裴红２（１．兰石集团兰州长征机械厂，甘肃兰州７３００５０；
２．兰石集团兰石进出口公司，甘肃兰州７３００５０）
摘要：为了制造国产的高压空冷器，某厂对其从结构的设计、选材到各项焊接方法、热处理试验等进行了一系列的设计、工艺攻关，其中高压空冷器管箱通过见证件的试制，证明已掌握了高压空冷器的各项焊接、热处理工艺，并为厂家设计制造了多台高压空冷器，均满足了各项技术的要求。
关键词：高压空冷器；管箱结构；应力腐蚀；焊后热处理
中图分类号二ＴＱ０５１文献标识码：Ｂ文章编号：１００１一４８３７（２００５）０１ － ００２５一。
Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ ｏｆ Ｈｉｇｈ一ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｉｒ Ｃｏｏｌｅｒ
ＧＵ Ａｎ， ＰＥＩ Ｈｏｎｇ＇
（１．Ｃｈａｎｇｚｈｅｎ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｐｌａｎｔ ｏｆ ＬＳ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０， Ｃｈｉｎａ； ２． ＩＳ Ｉｍｐｏｒｔ＆Ｅｘｐｏｒｔ Ｃｏ．，
ｏｆ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｗｏｒｋｓ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｔｈｅ ｈｏｍｅｍａｄｅ ｈｉｇｈ一ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｃｏｏｌｅｒ， ｏｕｒ ｆａｃｔｏｒｙ ｈａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ
ｗｏｒｋｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ， ｍａｔｅｒｉａｌ， ｗｅｌｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｃｈｏｉｃｅ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｒａｉｌ一ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｃｈａｎｎｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ一ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｃｏｏｌｅｒ， ｉｔ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｏｕｒ ｗｏｒｋｓ ｈａｖｅ ｍａｓｔｅｒ
ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｗｅｌｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ一ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｃｏｏｌｅｒ， ａｎｄ ｗｅ ａｌｓｏ ｈａｖｅ ｓｕｃｃｅｓｓ－ｆｕｌｌｙ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｍａｎｙ ｓｅｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈ一ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｃｏｏｌｅｒ ｆｏｒ ｓｏｍｅ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａｌｌ ｔｈｅ ｈｉｇｈ
一ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｃｏｏｌｅｒｓ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｈｉｇｈ一ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｃｏｏｌｅｒ； ｃｈａｎｎｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ； ｗｅｌｄｉｎｇ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
１前言
在石化行业、炼油厂及煤液化等行业中，空冷器是一种被广泛采用的换热设备，过去，我国生产的空冷器设计压力多小于１０ ＭＰａ，而高压空冷器主要依赖于进口，为了制造出国产的高压空冷器，某厂进行
了一系列的设计、工艺攻关，达到了产品的技术要求。本文论述了其中的制造难点—管箱本体承压
焊缝的制作。
２材料的选用
考虑到高压空冷器在不同使用环境下工作的要求，对管箱用钢板选取了两种材质：一种是适用于临氢介质用１５ＣｒＭｏＲ（Ｈ）钢，另一种是抗硫化氢应力腐蚀用１６ＭｎＲ（ＨＩＣ）钢，两种钢在压力容器制造行业中
已被广泛采用并有成熟的使用经验。空冷器管束用钢管经论证选用了具有高的抗Ｈ２Ｓ应力腐蚀开裂能力，高的高温力学性能和低脆性转变温度的０８Ｃｒ２ＡＩＭ。钢管，其化学成分见表１、力学性能见表
２０
３焊接材料的选择
由于高压空冷器管箱管束部分使用１６ＭｎＲ（ＨＩＣ）和１５ＣｒＭｏＲ（Ｈ）两种钢板制作，因此按设计要
２５
万方数据高压空冷器管箱的制造Ｖｏ１２２． Ｎｏｔ ２００５
求匹配所需焊材。
表Ｉ高压空冷器选用材料的化学成分（％）材料牌号ＣＭｎｓｉＰｓＣｒＭｏＮｉＣｕ
１６ＭｎＲ（ＨＩＣ）
１５ＣｒＭｏＲ（Ｈ）
０８Ｃｒ２ＡＩＭｏ０．１８
０．１４
０．０８１．２９
０．６４
０．３３０．４
０．２５
０．２６０．１１
０．０１２
０．０１０．００４
０．００５
０．仪９１．０３
，１９０．５３
０．３１０．０９
０．３９６０．１４
０．１６的焊接方法，管箱隔板、管板、丝堵板，侧板可以一次
装配成型，而且采用全焊透式结构见图＞（ｂ），其管
箱结构焊缝系数高，焊接变形小，管箱制做尺寸精度
高，通过焊后热处理，使其各项指标均能达到高压空
冷器的设计要求。
表２高压空冷器选用材料的力学性能
材料牌号 ａ占（ＭＰａ） ６０．２（ＭＰａ） ６，（％）Ａ，ｖ（Ｊ）冷弯１８００无裂纹
１６ＭｎＲ（ＨＩＣ）
１５ＣｒＭｏＲ（Ｈ）
０８Ｃｒ２ＡＩＭｏ５７０
５５０
４８５３９５
４００
３２０３１
２６
３３ 一３０＇Ｃ１１３，１０６，９０
一１０９０１２０，１６５，１６３Ｄ＝３ａ
Ｄ＝３ａ事一一习－口Ｌｅｓ
ｒ刁厂，
（ａ）管箱带垫板式结构
３．１ １６ＭｎＲ（ＨＩＣ）钢焊接用焊材 为保证焊缝具有与母材同样的抗氢诱导开裂（ＨＩＣ）的能力，对焊缝金属也提出以下要求，除按ＪＢ４７０８－２０００要求外，还需保证含Ｓ，０．０１０，含Ｐ｝，－
０．０２０，焊缝金属一３０℃夏比冲击试验平均值Ａ ＫＶ
２７ Ｊ，单个值）２０），硬度值不大于２００ ＨＢ以及抗ＨＩＣ试验，根据这些要求，制定了１６ＭｎＲ （ＨＩＣ ）焊材
订货技术条件，经筛选确定为手工焊条：Ｊ５０７ＲＨ，埋弧自动焊：Ｈ０８Ｍｎ２Ｅ（焊丝）十ＳＪ１０１（焊剂），Ｃ０２气保
焊药芯焊丝：ＳＱＪ５０１ Ｎｉ， Ｃ０２气保焊实芯焊丝：
Ｈ０９ＭｎＳＨｏ
３．２ １５ＣｒＭｏ（Ｈ）钢焊接用焊材 为保证焊缝在临氢介质条件下使用，除按
ＪＢ４７０８－２００（〕要求以外，还要求焊缝金属满足如下要求：含Ｓ＿＜０．０１２， Ｐ，０．０１５，焊缝金属＋１０℃夏比冲击试验平均值ＡＫＶ｝＿＞ ５４），单个值）４７），焊缝金属
一１０℃夏比冲击试验平均值ＡＫｖ｝＿＞ ４１），单个值）３４
Ｊ，熔敷金属硬度ＨＢ － ２２５，经筛选确定为手工焊条：
Ｒ３０７Ｃ，埋弧自动焊：Ｈ０８ＣｒＭｏＣ（焊丝）＋ ＳＪ１１０（焊
剂），Ｃ０２气保焊药芯焊丝：ＦＬＵＸＯＬＦＩＬ３６， Ｃ仇气保
焊实芯焊丝：Ｈ０８ＣｒＭｏＣｏ （ｂ）管箱全焊透式结构图１空冷器管箱结构图
５焊接方法的确定
空冷器的管箱结构由于管箱内腔空间小，有的只有１００ ｍｍ ｘ １００ ｍｍ ｘ ３０００ ｍｍ，一般的自动焊设
备无法使用，工厂与焊接设备公司根据空冷器管箱的特点共同研制了一台可进行小空间、长距离，可进
行埋弧自动焊和气体保护焊焊接两用的焊接设备，经反复试验确定了下列焊接方法。管箱隔板与管
板、丝堵板间焊缝的焊接（焊缝的结构型式见图２）０
为了保证即要焊透又不烧穿，并解决清渣困难，采用
药芯焊丝气体保护焊方法进行自动焊接，根据板厚焊接１一２遍。４高压空冷器管箱的结构改进
空冷器的管箱结构见图１，过去由于空冷器管
箱没有专用的焊接设备，管箱的主要焊接接头型式全部采用带垫板式结构，只能采用手工焊接，装配时先装隔板，焊接完后再装上下两盖板，如图１（ａ）这
种结构的焊缝系数低，达不到高压空冷器的要求并
且焊后变形大，整个管箱的尺寸不易控制，使用现在
・２６・ 图２管箱隔板与管板、丝堵板间的焊缝型式管箱承压主焊缝的内侧焊缝为填角焊缝，相当
万方数据第２２卷第１期压力容器总第１４６期
于外侧焊缝的金属垫板，可采用埋弧自动焊和Ｃ０２
气体保护焊，埋弧自动焊要求其焊剂的输送必须一直连续不间断地均匀、适量的送至电弧区内，而且送
焊剂的气体必须经过去湿处理，否则会将水份带人焊剂，使焊缝产生气孔。另外，该气体压力要适当，
压力太小，不能拖动焊剂前进，且输送不均匀。压力
太大时会将焊剂吹散，而且影响电弧稳定燃烧使焊缝产生严重气孔。Ｃ０２气体保护焊采用药芯焊丝，
虽然施焊成本增加了一些，但焊接质量更易保证，只
要调整好合适的焊接规范，更易得到良好的焊接质
量。 外侧焊缝对清根要求较高，既要保证焊缝根部未熔合区清理干净，又要保证不刨偏，以免发生刨穿
现象（因不易实现焊补）。因此在清根后用焊条电弧
焊打两遍底，然后采用埋弧自动焊焊完。 管箱端板与管箱主体之间的焊接只能采用单面
焊，为保证焊接质量，采用钨极氢弧焊打底，焊条电
弧焊焊完。装配时要保证焊缝间隙。 接管法兰与管箱盖板间的焊接采用单面手工焊，根部留有至少２ ｎｉｍ间隙，焊后将其根部加工
（见图３），以保证得到高质量全焊透的焊缝。表３焊后热处理的实验结果
试板编号热处理状态拉伸试验结果
ａｓ（ＭＰａ） ａｂ（ＭＰａ）８５（％） ｓｂ、又％）１＃
２＃
３＃原始态（正火态）原始态（正火态）十６２０｀Ｃ ｘ ８ｈＰＷＨＴ＊
原始态（正火态）十６２００Ｃ ｘ ８ｈＰＷＨＴ＊６７５＇Ｃ ｘ ２ｈＰＷＨ叮朴３６０
３１５
３１０５７０
５１０
５１０３０
３３
３４６９
６８
７２
１６ＭｎＲ（ＨＩＣ）钢标准值８＝３８）３０５４７０￣ ６００Ｘ２１
注：ＰＷＨ＇ｒ为焊后热处理。
叉玉
图３接管法兰与管箱盖板间的焊缝型式
６焊后热处理
由于与管箱管板相焊的换热管采用的材料为０８Ｃｒ２ＡＩＭｏ，焊后消除应力热处理温度定为６７５℃，而１６ＭｎＲ（ＨＩＣ）材料的管箱焊后消除应力热处理温
度为６２０℃，为此，按实际热处理过程对母材进行了模拟热处理试验，即切取三块１００ ｍｍ ｘ １５０ ｍｍ ｘ ３９
ｍ的１６ＭｎＲ（ＨＩＣ ）钢板，分别的编号为１＃，２＃，３＃，其中１“为钢板原始态（正火态），２＃ ，３＃进行６２０℃
ｘ ８ｈＰＷＨ＇Ｉ，处理，处理完毕后，再将３“板进行６７５℃ｘ ２ｈＰＷＨＴ处理，其试验结果见表３． 从实验结果看，１６ＭｎＲ （ＨＩＣ）钢材经６２０＇Ｃ ｘ８ｈＰＷＨＴ＋６７５＇Ｃ ｘ ２ｈＰＷＨＴ两次热处理后，其强度虽
有下降，但仍高于标准抗拉强度的下限，说明采用的热处理工艺在保证管子与管板焊缝要求的同时，也
能满足管箱的性能要求。７见证件的试制
为了掌握高压空冷器的关键制造技术，设计了一台高压空冷器的模拟产品，其设计压力尸设＝
１８．６ ＭＰａ结构与实际产品完全一样，仅是尺寸缩小，一端管箱的材质为１５ＣｒＭｏＲ （Ｈ），另一端为
１６ＭｎＲ（ＨＩＣ ），管束钢管材质为０８Ｃｒ２ＡＩＭｏ，根据
ＪＢ４７０８－２０００规定和设计技术条件要求，就管箱部分做了７项焊接工艺评定，见表４。工艺评定的结
果见表５． 根据试制结果，证明所设计制造的高压空冷器完全达到了技术条件的要求，其焊接、热处理工艺是
适合的，能够确保产品质量。
８ １６ＭｎＲ（ＨＩＣ）接头的抗氢诱导裂纹（ＨＩＣ）试验
从焊接工艺评定ＳＡＷ， ＳＭＡＷ试板上各取一组（三件拉棒）试样进行抗氢诱导裂纹试验，方法按
ＧＢ８６５０－８８，取样部位为Ｔ ｘ Ｔ／２，按横向制取试样，试样尺寸为２０ ｎｕｎ ｘ ２０ ｍｍ ｘ １００ ｎｕｎ。具体要求
如下： ｐＨ ＝３．０一４．０， ＨＺＳ饱和０．５％醋酸＋５％ ＮａＣｌ混合溶液，试验温度２０一２７℃，试验压力０．０８４５
ＭＰａ． 其试验结果为：
（１）试样表面未发现氢鼓包；（２） ＣＬＲ＝２．５２％，ＣＴＲ二０．７１ ％， ＣＳＲ ＝０．０５１％，按要求满足：ＣＬＲ ＝
加氢裂化装置高压空冷泄漏原因分析及整改措施
墨盏堡 中国化工贸易
Ｃｈｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｒａｄｅ 益祷
加氢裂化装置高压空冷泄漏原因分析及整改措施
范冰
（天津石化炼油部联合六车间。天津３００２７１）
摘要：中石化天津分公司１８０万吨／年加氢裂化装置２００９年１２月投产，高压空冷在气密过程中管箱丝堵大批量发生泄漏，致使装置反复泄
压。在３年后的装置检修中对高压空冷进行了整改修复，大幅度降低了高压空冷管箱丝堵泄漏率。
关键词：高压空冷泄漏丝堵措施
一、高压空冷器的简介
高压空冷器系统是加氢裂化装置中的关键设备之一，具有高温、
高压、临氢的特点，属于特种设备。中国石化天津分公司炼油部１８０
万吨，年加氢裂化装置（以下简称２＃加氢裂化）是由中石化北京设计
院（ＳＥＩ）进行设计。Ａ一１０１是高压空冷器，总共８台，由哈尔滨空
调股份有限公司（以下简称哈空调）承接制造。Ａ一１０１产品型号为
ＧＰ１０．５ ｘ ３—６—２２３—１６．６ＳＦ一２３．４／ＤＲ一１１１ｔ。其设计压力为１６．６ＭＰａ，
设计温度为２２０℃，空冷器结构为水平鼓风式，管束为丝堵式，管箱
采用分解管箱。主题材质（包括管箱、管板、管束）及管束丝堵均为
ＵＮＳ Ｎ０８８２５，丝堵垫片选用３１６Ｌ，在２０１２年８月２拌加氢裂化首次
检修，根据工艺生产需求，中石化北京设计院设计增加４台高压空冷
器Ａ一１００，与Ａ一１０１形成串联。管束丝堵材质选用变更为３１６，其他
材质不变。介质均为热高分气（含高硫油气、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、Ｈ２等）。
这种材料具有高镍、中铬、含钼成分，在高压空冷器管束内介质含硫
氢化胺、氯化铵腐蚀环境下，具有较好的耐腐蚀性。
二、高压空冷管箱丝堵泄漏及处理
１．高压空冷气密过程发生泄漏
２００９年ｌ２月，２＃加氢裂化首次开工，２样加氢裂化进入气密阶
段，第一阶段反应系统进行４．０ＭＰａ氮气气密，Ａ一１０１丝堵尚未发现
泄漏。随后进行第二阶段６．０ＭＰａ氢气气密，发现有４２个管箱丝堵泄
空冷器样本
空冷式换热器
1
空冷式换热器
1.空冷器型号的说明
为方便用户，我公司空冷器型号均参照GB/T15386-97《空冷式换热器》编制。
1.1管束
1.1.1管束型号的表示方法：
□ □ □ □ □ □ □/□ □□□
翅片管基管材料（见1.1.2）
法兰密封面形式（见表1）
管程数（用罗马数字表示）
翅片管形式（见表3）
翅化比（见表2）
管箱型式（见表1）
设计压力
管束换热面积
管排数
管束公称直径：长×宽m
管束型式（见表1）
1.1.2管束型式与代号见表
表1 管束型式与代号
管束型式 代号 管箱型式 代号 接管法兰密封面型式 代号 翅片管型式 代号
柴油加氢装置高压空冷器泄露原因分析
柴油加氢装置高压空冷器泄露原因分析
摘要：针对华北石化公司220万吨/年柴油加氢精制装置高压空冷器开工过程中管束管头焊接接头发生开裂引起介质泄露的现象，各相关单位从设计、制造、检验、安装、开工使用等方面进行了调查分析。采用金相分析、化学成分分析、拉伸试验、断口能谱分析等测试手段，分析了接头处开裂原因。结果表明，管头焊缝在催化剂硫化过程中发生了硫化物应力腐蚀开裂，焊后消除应力热处理并没有起到降低焊接接头硬度和有效消除焊接残余应力的作用。
关键词：柴油加氢装置，高压空冷器，焊接接头，泄露，原因分析
Cause analysis of high-pressure air cooler leakage in diesel
hydrotreating unit
Qi WeiWei1，Liu JianLong2，Zhang LingYu1
(1.PetroChina North China Petrochemical Industries Co. The fourth
joint operation department, Renqiu 062550, China; 2.PetroChina North
China Petrochemical Industries Co. Quality safety and environmental
protection pision, Renqiu 062550, China)
Abstract: In view of the phenomenon of medium leakage caused by
cracking of tube bundle head welding joint in high pressure air cooler
of 2.2 million tons / year diesel oil hydrofining unit in PetroChina
空冷器技术问答
- 1 - 空冷器技术问答
一． 结构原理
1. 什么是空冷器？
答：空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，简称“空冷器”，也称“空气冷却式换热器”。空冷器也叫做翅片风机，常用它代替水冷式壳－管式换热器冷却介质，水资源短缺地区尤为突出。
2. 空冷器主要由哪几部分设备或部件构成？
答: 空冷器主要由管束、风机、构架及百叶窗所组成。
3. 空冷器与传统水冷器相比有何优点？
答：空气冷却器与水冷器相比有如下优点
表4.1 空气冷却器与水冷器相比的优点
空冷的优点 水冷的缺点
a) 对环境没有热污染和化学污染；
b) 空气可随意取得，不需任何辅助设备和费用；
c) 选厂址不受限制；
d) 空气腐蚀性小，使用寿命长；
e) 空气的压降仅有10～20毫米，故空气的操作费用低；
f) 空冷系统的维护费用，一般情况下仅为水冷系统的20～30%；
g) 一旦风机电源被切断，仍有30～40%的自然冷却能力。 a) 对环境污染严重；
b) 冷却水往往受水源限制，要设置管线和泵站等设施；
c) 选厂址时必须考虑有充足的水源；
d) 水腐蚀性强，需要进行处理，以防结垢和脏物的淤积；
e) 循环水压头高（取决于冷却器和冷水塔的相对位置），故水冷能耗高；
f) 由于水冷设备多、易于结垢，在温暖气候条件下还易生长微生物，附于冷却器表面，常常需要停工清洗；
g) 电源一断，即要全部停产
4. 空冷器有那些基本类型？
答：空冷器的基本类型有水平式，直立式和斜置式这几种结构型式
5. 水平式的空冷器有什么特点？
答：水平式的结构型式空冷器适用场合、特点及缺点 - 2 - 适用场合及特点 缺点
a.管束及风机叶轮呈水平状放置。 a.占地面积较大。
b.结构简单，安装方便。 b.管内阻力比其他型式为大。
c.管排常有一坡度(0.5%—1%)
6. 直立式的空冷器有什么特点？
异构脱蜡高压空冷器腐蚀分析
异构脱蜡高压空冷器腐蚀分析 王国智 （大庆炼化公司 黑龙江大庆 １ ６３８１ ３） 工业技木
摘要：高压空冷在异构装置生产中起重要作用，本装置空冷器自１９９９年装置建成投产，本文对异构脱蜡反应器腐蚀原因进行分析论证 保证空冷器器的安全运行。 关键词：异构脱蜡 高压空冷器 中图分类号：ＴＱ４１ ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７ ２－３７ ９１（２Ｏ１１）¨（ｂ）一００６２—０２ １ 高压空冷器在异构脱蜡装置生产中作 用 异构脱蜡生产中共有两台高压空冷器， 分别为ＨＤＴ热高分气体空冷器ＥＣ５２００、ＩＤＷ 热高分气体空冷器Ｅｃ ５３００。 其中ＨＤＴ热高分气体空冷器ＥＣ５２００的 作用是从加氢反应器（ＨＤＴ）出来的反应产 物先与反应器进料换热，温度降至２１ ３℃后 进入热高压分离器。从热高压分离器分出 的气体先与混合氢换热，再与注入的用于 溶解铵盐的脱氧水混合一起进空冷器（ＥＣ一 ５２００），冷却到４９℃后去冷高压分离器进行 气一油一水三相分离。 ＩＤＷ热高分气体空冷器ＥＣ ５３００作用是
＼ 鲁 岛 Ｕ 《 ｒ山 】 鲁 鲁 ＼ ０ ［ 从加氢（ＩＤＷ）精制（ＨＤＦ）反应器出来的反应 产物，先与ＩＤＷ系统进料换热，再与常压塔 进料进行换热，再经空冷（ＥＣ－５３００）冷却后 进入冷高压分离器进行气一油一水三相分 离。 ２ Ｅｃ５２００／Ｅｃ５３００的工艺条件 ２．１ ＥＣ５３００的工况条件 工艺介质：氢气（流量２００００ＮＭ ／Ｈ），润 滑油基础油（６０％），少量的石脑油（５％），柴油 （１Ｏ％）和除氧水（１．５ｔ／ｈ，溶解硫化氢和氨）。 操作压力：１１ＭＰａ～ｌ２ＭＰａ，操作温度：空冷 器入口ｌ ｌ０℃～１ ２０℃，出口４０℃～５０℃ ２．２ ＥＣ５２００的工况条件
ｘ／ｍ 图１ 冲刷腐蚀速率和位置的关系
ｘ（ｍ） 图２ 不同入口速度的冲刷腐蚀速率和位置的关系 ６２ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 工艺介质：氧气（流量１ ５０００～２００００ ＮＭ ／Ｈ），除氧水（１．５ｔ／ｈ，溶解硫化氢和 氯），少量硫化氢１０００ｐｐｍ左右，极少量的氨。 操作压力：ｌ２ＭＰａ左右，操作温度：空冷器入 口ｌ４０℃～１ ５０℃，出口温度４０℃～５Ｏ℃。 ２．３ Ｅｃ５２００／Ｅｃ５３００设计条件 异构脱蜡装置空冷器ＥＣ５２００管束ｌ片， ＥＣ５３００管束４片。 型号：ＧＰ９ Ｘ ２－４—８５一ｌ６．０Ｓ｝ 一２３．４／ Ｇ—ＩＶｔ 设计温度：２５０℃，最大操作温度：２１ ５℃。 设计压力：１６ＭＰａ，最大操作压力：ｌ３．８ＭＰａ， 主要受压件材料：管箱２０（ＪＢ４７２６—２０００）三 级锻件，法兰２０（ＪＢ４７２６—２０００），换热基管 １０，人口衬管３１６Ｌ，螺栓３５ＣｒＭｏＡ。 ３异构脱蜡高压空冷在生产中腐蚀原因 分析 为分析异构脱蜡空冷器管束腐蚀的原 因，对碳钢在不同管道形状的流动冲刷腐 蚀进行模拟分析，其分析计算情况如下。 ３．１突扩管条件下碳钢在不同流速、位置 的冲刷腐蚀速率计算结果 本装置高压空冷器在管束入口处账接 ３ １６Ｌ衬管，在衬管末端和换热基管处形成突 扩管位置，本文主要对突扩管位置进行实验 分析。图１给出了在流体入口速度为０．１ｍ／ｓ 时的突扩管段入口衬管处突扩管段位置冲 刷腐蚀速率与位置关系图。很明显，在突扩 管口附近的冲刷腐蚀速率最大。 图２、图３分别是在不同流体入口速率 条件下的突扩管冲刷腐蚀速率和位置的关 系图、最大腐蚀速率和流速关系图。可见， 随流体流速增加，突扩管冲刷腐蚀速率增
空冷式换热器介绍
空冷式换热器介绍 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
空冷式换热器是炼油化工、冶金、电站等行业大量使用的冷却设备。用于冷却各种工业介质。 与其它冷却设备相比： 优点，空冷式换热器使用空气作为冷源，节能、节水效果非常显著； 缺点，占地面积大，一次性投资大。 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所） 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
空冷器分类：
按冷却介质分为： 干空冷器 湿空冷器 表面蒸发空冷器 按传热元件分为： 列管式换热器 板式空冷器等 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
空冷器应用范围：
干空冷器 可以把介质冷却到高于环境温度200C； 湿空冷器 可以把介质冷却到高于环境温度3~50C； 表面蒸发空冷器 可以把介质冷却到接近环境温度，在特殊情况可以冷却到比环境温度低。可以代替水冷器。
表面蒸发式空冷器是一种将水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的新型空冷器；它是一种传热效率高、投资省、操作费用低、结构紧凑、节能、节水的高效冷凝冷却设备，在炼油、化工、电力、冶金、制冷、轻工等行业中大量使用。 到目前为止蒸发空冷在全国各大石化企业的酮苯装置、气分装置、烷基化装置、丙烷脱沥青装置、焦化装置、蒸馏装置、催化装置、重整装置、硫磺回收装置、轻烃回收装置等得到了广泛的应用。
表面蒸发空冷器简介 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
组成： 风机、翅片管、喷淋系统、光管管束、水箱 特点： 风机-引风式风机;翅片管-双金属轧片管;喷淋系统-不锈钢、双水泵 光管管束-表面热侵锌、丝堵管箱;水箱-表面玻璃钢防腐
表面蒸发空冷器结构 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
传热机理： 在光管表面形成水膜，靠水膜的 蒸发带走热量。既有空气的温升
和水的温升带走热量，也有水的
气化潜热带走热量。 适用范围： 用于进口温度160-80℃左右的 低温工艺介质的冷凝冷却，可 将介质出口温度冷到接近环境 湿球温度。 可以代替后水冷器和湿空冷器。 表面蒸发空冷器机理 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 （兰州石油机械研究所）
空冷器方管箱焊接变形的控制
焊接２００２（１１） ・４１・
（３）在送给焊丝（机头）距离跨中线３０ ｍｍ爬坡处 引弧，使形成焊缝的金属在垂直地面水平处凝固，保证 焊缝外观成形良好。同时，为了机头送丝一次引弧完
成，依据焊机的使用程度，焊丝伸出高度与坡口垂直应 相距１５ ｍｍ。 （４）设定焊接速度与转胎同步同向，与简体异向，
使小车始终保持与地面静止垂直状态。
（５）操作过程中要注意焊接安全与防护问题，保证 操作者的人身安全。
３焊后检验
以凝缩油罐为例，焊后对合拢口焊缝１００％Ｘ射线
探伤，共拍３２张片，只有３张片有超标气孔和夹渣，没 出现未熔合，未焊透、裂纹等容器制造不允许的缺陷，
合格率达到９０％左右，可以说该焊缝的焊接质量是非 常可靠的，即此种焊接方法是切实可行的。
４结 论
采用埋弧自动焊完成容器内环缝的施焊方法，通
过多年的实际应用，取得了非常好的成果和一定的经 济效益。大大提高了生产效率，降低了材料消耗，缩短
了操作时间，减轻了焊工劳动强度，净化了施工环境，
保证了工人的身心健康，具有在容器制造行业推广使
用的价值。 （收稿日期２００２ ０９ ２３）
作者简介： 佟秀平，１９６４年生，大学本科，工程师。
空冷器方管箱焊接变形的控制
张家口冶金制氧机备件厂（０７５０００） 李桂花 张家口拖车总厂（０７５０００） 付智慧
空气冷却器管束中有固定方管箱和浮动方管箱两 缩变形。
个组件，它们都是由管板、侧板、顶底板（其上带有接管 （２）通过点固焊，将 及接管法兰）及方法兰焊接组成的，见图１。管箱材质 固定管箱和浮动管箱背
为１６ＭｎＲ，厚度ｌ２～３０ ｍｍ不等。为保证整个管束的 靠背固定在管板上（见 穿管、安装及正常使用，必须控制方管箱的焊接变形， 图２），增大结构整体的 为此，采取了相应的措施。 刚性，构件的刚性越大，
它对变形的抗力越大。
方法 １ ｌｌ Ｉ．＿－什 ¨ 川●ＩＨ０ｔｌ－０●
图１ 方管箱结构
１ 增大构件的刚性 铰链
空冷器工艺设计
浙江工业大学毕业设计（论文）
本科毕业设计(论文)
题目： 空冷器工艺计算软件开发及200kCal/h空冷器设计
学 院： 机 械 工 程 学 院
专 业： 过程装备与控制工程
班 级： 2011级 01 班
学 号： 201102060125
学生姓名： 严培杰
指导老师： 张玮 陈冰冰
提交日期： 2015年 6月 日
浙江工业大学毕业设计（论文)
I
姓 名：严培杰 指导老师：陈冰冰、张玮
浙江工业大学机械工程学院
摘 要
本文主要介绍了空冷器的发展以及空冷器工艺计算软件的开发。通过Visual.Basic
6.0编写了空冷器工艺计算软件，其中包含了常用冷却液体的物性参数数据，可实现传统空冷器的工艺计算。其中软件的设计思路和特点尤为重要，本文还采用软件计算和人工计算进行比较的方法，对算例进行了对比，其结果表明该软件操作方便，功能完善，可有效进行空冷器的工艺计算。
关键词：空冷器；工艺计算；翅片管；软件开发
浙江工业大学毕业设计（论文）
II
浙江工业大学毕业设计（论文)
II
The development of air cooler's Process Calculation Software and
200kcal/h air cooler's Design
Student: peijie yan Advisor:Dr.Bingbing chen Dr.wei zhang
College of Mechanical Engineering
Zhejiang University of Technology
Abstract
This article mainly introduced the development of air cooler and the development of air
03蜡油加氢裂化装置
1 3蜡油加氢裂化装置预评价报告
3.1装置概况
根据总加工流程安排，需建设一套220×104t/a加氢裂化装置。加工原料为苏丹混合原油的减压蜡油，所用氢气由PSA装置提供。采用一段全循环流程，最大限度生产中间馏分油，作为全厂产品调合组份。少量的加氢裂化尾油去重油催化裂化作为原料，冷低分气脱硫后去PSA装置进行氢气提浓，含硫气体和不稳定石脑油至轻烃回收装置。
3.1.1装置名称
中国石油天然气股份有限公司广西石化分公司蜡油加氢裂化装置。
3.1.2装置规模及设计能力
装置规模为220×104t/a，实际加工量为219.78×104t/a。年操作时数8400小时。
3.1.3原料及产品
3.1.3.1原料来源
装置加工原料油为常减压蒸馏装置的减一、减二和减三线蜡油219.78×104t/a。
3.1.3.2产品及去向
产品品种及去向见表3.1-1。
装置产品：石脑油、航煤、柴油和尾油。
副产品：冷低分气脱硫后去PSA氢提浓装置，汽提塔顶气至轻烃回收装置。
产品品种及去向见表3.1-1。
2 表 3.1-1 产品品种及去向
序号 产品品种 产量(104t/a) 产品去向
1 冷低分气 1.65 脱硫后去PSA氢提浓装置
2 汽提塔顶气 9.93 去轻烃回收装置
3 汽提塔顶液 9.96 去轻烃回收装置
4 分馏塔顶液 54.95 去石脑油加氢分馏部分
5 航煤 31.87 产品出装置
6 柴油 115.38 柴油出装置
7 尾油 1.10 去重油催化裂化装置
3.1.3.3物料平衡
装置物料平衡见表3.1-2。
表3.1-2 装置物料平衡
序号 物料名称 数 值
w% kg/h 104t/a
一 原料
1 减压蜡油 100.00 261643 219.78
2 氢气 2.52 6593 5.54
合计 102.52 268236 225.32
二 产品
1 H2S 0.02 52 0.04
空冷器管束腐蚀原因及防护措施
空冷器管束腐蚀原因及防护措施
1 概述
空冷器作为一种大型换热设备，广泛应用于石油化工行业，然而对于空冷器管束经常用于高温、高压、高腐蚀工况状态下，因此对其腐性能具有较大考验，直接影响设备安全、稳定运行，因此对管束常见腐蚀类型进行分析，提出保护措施，以提高产品使用寿命。
2 空冷器管束常见腐蚀种类
（1）点腐蚀，空冷器管束承压材料在含有溶解氧和危害性阴离子（主要为CL离子）的介质中，经过一定的时间后，大部分表面不发生腐蚀或腐蚀较轻，但在表面上个别点或微小区域内出现孔穴或麻点，随着时间的推移，蚀孔不断向纵深方向发展，形成小孔状腐蚀坑，即为点蚀，由于蚀点严重时可使设备穿孔，因此又称为小孔腐蚀或孔蚀。
在空冷换热器管束设计制造中重要影响因素包括：
a.热处理时效温度的影响：对于不锈钢管束来说一般主承压件焊后不进行热处理，但是奥氏体不锈钢经固熔处理后具有最佳的耐点蚀性能。对于其它不锈钢材料来说在某些温度下进行退火或回火等热处理会产生沉淀相，从而增加点蚀的倾向。
b.随着管束金属材料表面光洁度的提高，其会使耐点蚀性能增强，但是在冷加工使金属表面产生冷变加工硬化时，会导致耐点蚀能力下降。因此对于非常用材料与使用工况一般进行点腐蚀试验评定：一般可分为化学浸泡法、电化学测量法和现场试验法三类，耐点腐蚀性能评定的内容包括：点蚀深度、点蚀密度、腐蚀速率、腐蚀面积等。并将腐蚀速率与蚀孔分布、形状、尺寸、密度、深度等结合起来。
（2）间隙腐蚀，是由于金属之间或金属与非金属形成微小的间隙（一般在0.025～0.1mm），换热介质滞留在间隙内，而且这种介质中存在具有危害性的阴离子时所产生的一众腐蚀形式，其腐蚀结果会导致材料强度降低、局部附加应力增大、材料承载力降低。
在空冷式换热器中通常在板材搭接处、法兰密封面连接处、垫片密封处、基管与衬管之间或锈层产生间隙腐蚀，其中基管与衬管之间最容易产生间隙腐蚀。因此在产品设计中往往将基管与衬管采用全程胀接已消除两者之间的间隙。