螺纹锁紧环换热器制造

螺纹锁紧环式换热器制造工艺摘要：随着石油工业的飞速发展和国家对环境保护要求，螺纹锁紧环式换热器已经成为加氢裂化装置中的核心设备，针对螺纹锁紧环式换热器的结构特点对零部件装配、重点零部件加工、焊接、设备水压等方面进行简单地介绍，重点讲述了螺纹锁紧环式换热器在制造中的工艺难点及要注意的问题。

关键词：换热器、螺纹锁紧、组装、加工Abstract: with the rapid development of the oil industry and state environmental protection requirement, thread lock loop heat exchanger has become the core equipment of hydrocracking equipment, in view of the thread lock ring the structure characteristics of heat exchanger for parts assembly, key parts processing, welding, hydraulic pressure equipment in simply introduces, focuses on the thread lock ring heat exchanger in manufacturing process of the difficulty and the problems.Keywords: heat exchanger, thread lock, assembly and processing1前言随着石油工业的飞速发展和国家对环境保护要求的提高,加氢装置的需求量越来越大,给化机装备企业带来了更大的发展机遇。

螺纹锁紧环式换热器已经成为加氢裂化装置中的核心设备之一, 其特点为结构紧凑，泄漏点少，密封可靠，占地面积小，节省材料;一旦运行过程中出现泄漏，也不必停车，只须紧固内、外圈顶紧螺栓既可达到密封要求。

螺纹锁紧环式换热器的制造更新时间：2011-06-02 15:05:34来源: 工业360核心提示：螺纹锁紧环式换热器的制造吴淳,张永梅(抚顺机械设备制造有限公司,辽宁抚顺113006)摘要:介绍了螺纹锁紧环式换热器的结构型式、制造工艺及关键部位的加工控制。

关键词:换热器;螺纹锁紧环;制造;焊接;热处理中图分类号: TQ 051·501文献标志码: B文章编号: 1000-7466(2007)增刊-0050-03螺纹锁紧环式换热器是用于高温、高压工况下的热交换设备,国内外大型炼油企业在加氢裂化及重油加氢脱硫装置中均采用这种型式的换热器。

它不仅具有耐高温、耐高压、结构紧凑、泄漏点少及密封可靠的特点,而且还具有设备占地面积小、节约材料的优点。

螺纹锁紧环式换热器在操作运行过程中,如果出现了泄漏现象,不需要停车,只需紧固内、外压紧螺栓即可达到密封效果。

但该种设备也存在结构复杂、内件较多、机加工量大、装配困难和拆卸时需要专用工具的不足之处。

其结构见图1。

1.垫片2.管板3.盘根压环Ⅱ4.盘根5.盘根压环Ⅰ6.箱内套筒7.顶压螺栓8.分合环9.压环10.支架11.外密封圈12.密封盘13.内压圈14.外压圈15.螺纹承压环16.外压杆17.内压杆18.外压紧螺栓19.内压紧螺栓20 .压盖图1H-H型螺纹锁紧环换热器结构简图1·设计参数及结构特点螺纹锁紧环换热器适用范围较广,据不完全统计,其管程设计压力为9.0~20.0 MPa,壳程设计压力为2.5~20.0 MPa。

管、壳程的设计温度均在220~435℃。

管、壳程的操作介质一般为H2、油气(含H2S)等。

设备公称直径一般在Φ600~Φ1 600mm,设备主体材料通常选用2.25Cr-1Mo、1.25Cr-0.5Mo-Si、15CrMo和16Mn,换热器管束部件通常选用0Cr18Ni10Ti或15CrMo。

螺纹锁紧环换热器的管板置于管箱筒体内,管箱压盖由螺纹承压环固定,筒体上的开孔采用整体补强结构,管束采用U型管结构可以减少密封点,管程和壳程介质是纯逆向流动,壳程的密封是通过紧固内圈压紧螺栓—内压杆—内压圈—压环—顶压螺栓—分合环—管箱内筒—盘根压环I—盘根—盘根压环II—管板—垫片的顺序逐渐进行传递至压紧,从而保证设备的密封性;管程密封是通过紧固外圈压紧螺栓—外压杆—外压圈—密封盘—外密封垫圈的顺序逐渐进行传递至压紧,从而保证设备的密封性。

- 23 -第1期螺纹锁紧环换热器制造技术探析程志科（北京燕华工程建设有限公司， 北京 102502）[摘 要] 螺纹锁紧环换热器在加氢装置中使用的数量越来越多。

与其它结构换热器相比，螺纹锁紧环换热器具有耐高温高压、安全高效、维修简单、结构紧凑、密封可靠、占地面积小等优点。

一旦运行中出现泄漏，不用停车修理，只要紧固内、外圈顶紧螺栓就可起到密封作用。

但它也存在缺点，主要是结构复杂，制造周期相对较长，制造过程繁琐，其中焊接工作量大，机加工工作量大，各零部件间配合精度及制造装配技术要求较高，批量生产难度大，在拆装时，需要整套的专业工装，费时费力。

目前国内只有少数几家公司掌握此类设备制造技术。

[关键词] 螺纹锁紧环；换热器；制造；质量控制作者简介：程志科（1983—） 男，河北邢台人，河北工业大学机械工程及自动化专业毕业，学士学位，工程师，一级建造师，质量工程师，PMP。

现从事石油化工设备制造技术工作。

1-垫片；2-管板；3-盘根压环Ⅱ；4-盘根；5-盘根压环Ⅰ；6-管箱内套筒；7-顶压螺栓；8-分合环；9-压环；10-支架；11-外密封圈；12-密封盘；13-内压圈；14-外压圈；15-螺纹承压环；16-顶杆；17-内压杆；18-外压紧螺栓；19-内压紧螺栓；20-压盖图1 螺纹锁紧环换热器结构示意图1 螺纹锁紧环换热器简介螺纹锁紧环换热器主要由管箱、壳体、管束、螺纹锁紧环、盖板分程箱、压环、密封板等零部件组成，如图1。

螺纹锁紧环换热器结构比较复杂，机加工件较多。

尤其是管箱组件及螺纹锁紧环为设备制造的关键零部件。

螺纹质量的好坏，直接影响到密封的可靠性及产品的安全性。

管束与管箱筒体及内件的装配关系要求制造中要有很高的加工精度，以提高密封的可靠性及装配的顺利进行。

换热器的壳体和管箱焊为一体，由内压引起的轴向力通过管箱盖和螺纹由壳体本体承受，因此，加给密封垫片的比压小，所需要的螺栓预紧力小。

其特点是无法兰及主螺栓，压紧垫片的压力由装在螺纹承压环上的压紧螺栓专门提供，设备内部的压力载荷发生波动时，不影响垫片密封，同时压紧垫片面向的螺栓受力是压缩方向的，更有利于弥补垫片回弹作用，因此密封可靠。

螺纹锁紧环式换热器介绍螺纹锁紧环式换热器介绍目录一、概述二、螺纹锁紧环式换热器制造简述三、螺纹锁紧环式换热器简明工艺流程图一、概述1．简要说明螺纹锁紧环式换热器是当前世界先进水平的热交换设备, 国内外大型炼油企业在加氢裂化和重油加氢脱硫装置中一般均采用此种形式换热器。

它具有结构紧凑, 泄漏点少,密封可靠, 占地面积小, 节省材料的特点. 一旦运行过程中出现泄漏点, 也不必停车,紧固内、外圈顶紧螺栓即可达到密封要求。

但结构复杂,机加工量大, 装配复杂,拆卸需要借助专用工装,随着炼油规模及装置大型化及其装置的更新、增加,对此类设备的年需求量日增。

以往此类设备, 均依赖从日本、美国及意大利进口, 国家每年需支付大量外汇, 故早在“七五”期间, 国家将其列入国产化攻关项目, 由中石化总公司、原机械部组织, 洛阳设计院与兰石厂联合攻关。

最初,通过引进、吸收、消化国外技术及意大利IMB公司合作生产的方式, 为镇海炼厂“80万吨/年加氢裂化装置”生产出两台(重叠为一组) “H--H”型螺纹锁紧式换热器。

在此基础上,又进行了联合攻关的第二步, 即完全国产化一台, 此台也用于此装置中。

这三台换热器, 在镇海炼厂未停车运行三年多后进行设备检修至今运行正常, 证明其质量是有保证的。

此三台换热器的制造成功, 标志着此类换热器整体制造功关目的已基本达到, 从设计到制造, 已具备国产化的条件。

双壳程螺纹锁紧环高压换热器为九十年代国外新一代高科技产品。

八十年代中期,各制造厂家就在开发研究“双壳程螺纹锁紧环高压换热器”上投入了较大的人力、物力, 从材料的采购，结构设计，制造工艺及质量控制等方面进行了大量的工作, 并制定出科学合理可操作的制造工艺方案。

此类设备主体材料的焊接和内壁不锈钢层的堆焊,其工艺已相当成熟。

单个筒体环缝坡口均采用立车加工，以保证组装后的直线度。

为了保证两大段组装后达到图纸的要求, 在两大段对接端口设计了自动定心工装, 大螺纹加工是本设备制造非常重要的一环,各制造公司设计了专用测量工具及样板,编制了专用加工工艺和检检方法,采用了大型数控镗铣床加工, 保证大螺纹一次加工成功,换热管与管板贴胀,采用新开发出的液压涨管技术进行涨结,管壁无机械损伤和减薄, 提高了管壁抗腐蚀能力, 并且大大便利了内部施工,降低了劳动强度. 安装管箱内件, 采用新设计旋螺纹工装旋入大螺纹, 确保螺纹环旋到位.这充分说明国内制造厂有条件，有能力制造开发更高参数更新结构的双壳程螺纹锁紧环高压换热器。

螺纹锁紧环式换热器雷永飞加氢车间摘要：螺纹锁紧环式双壳程换热器以其较高的换热效率、可靠的安全系数和简单的在线修理功能，非常适合在高温、高压和临氢环境下使用。

本文主要介绍了中国石化股份有限公司上海高桥分公司炼油事业部“十五”二期重点建设项目140万吨/年加氢裂化装置选用的螺纹锁紧式双壳程换热器的结构、材料、制造过程以及检验方法等特点。

关键词：螺纹锁紧环式换热器 2.25Cr-1Mo 双壳程加氢裂化1序言换热设备在炼油和化工生产中占据着重要的地位，它不仅能为生产过程提供必要的工艺条件，而且为减少能源消耗、降低生产成本起到了重要的作用。

可是随着生产技术的发展，人们对设备安全运行和换热器的换热效率的要求逐步提高。

传统的管壳式换热器已经逐渐不能满足在高温、高压条件下的生产需要。

中国石化上海高桥分公司炼油厂1400kt/a加氢裂化装置在设计阶段，根据同类型装置的考察和本装置的生产需要选用了具有较高换热效率、优良在线修理形式的一种新型换热器——螺纹锁紧环双壳程换热器。

中石化高桥分公司炼油事业部1400kt/a加氢裂化装置是该厂适应生产需要和市场需求而建设的“十五”二期重点项目之一，该装置采用中石化集团抚顺石油化工科学院（FRIPP）开发的3936和3976单段双剂串联一次通过的加氢裂化工艺，由北京设计院设计。

装置计划于2004年4月建成，2004年6月正式投产。

该装置共选用了6台螺纹锁紧环式换热器（都为高压换热器）。

其中，E3101/A、E3101/B 和E3103都采用了壳程筒体和管程筒体整体高压的整体式，而E3102、E3104和E3107因为管程压力较高而壳程压力较低采用了壳程筒体和管箱筒体采用螺栓连接、管板和管箱一体的分体结构形式。

2介绍2.1结构特点2.1.1整体式螺纹锁紧环换热器这种换热器适用于管程和壳程同为高压的介质，管箱同壳程介质共用一个壳体，壳程侧顶端为封头，管箱端部用螺纹承压环旋入，就像一个大的丝堵旋入管箱内。

螺纹锁紧环式加氢换热器的换热管束结构与优化设计引言：换热器是一种常用的热交换设备，用于在不同介质之间传递热量。

螺纹锁紧环式加氢换热器是一种具有高效换热性能和可靠性的换热设备。

本文将讨论该换热器的换热管束结构，并提出其优化设计方法。

一、螺纹锁紧环式加氢换热器的换热管束结构1. 换热管束的构成螺纹锁紧环式加氢换热器的换热管束由一串管子组成，这些管子被固定在一个支架上，并与进出口管道相连。

每个管子都有一系列的螺纹，形成螺纹管束。

管束中的每个管子都充分接触，以优化热量传递。

2. 螺纹结构设计在螺纹锁紧环式加氢换热器中，螺纹结构的设计起着至关重要的作用。

合理的螺纹设计可以增加管子的表面积，提高热传导效率。

一般来说，螺纹的深度、间距和形状都会影响热量传递的效果。

3. 管束固定方式为了确保管束的稳定性和安全性，螺纹锁紧环式加氢换热器通常采用螺纹锁紧环来固定管束。

螺纹锁紧环可以有效地防止管束松动和位移，保证换热器的正常运行。

锁紧环的设计需要考虑到管束的尺寸和材料的选择。

二、螺纹锁紧环式加氢换热器的优化设计方法1. 管束材料在螺纹锁紧环式加氢换热器的优化设计中，选择合适的管束材料非常重要。

材料的选择应考虑到其耐腐蚀性、导热性和强度等因素。

常见的材料包括不锈钢、铜合金等。

2. 管束间距管束间距的选择对换热器的换热效率有着重要影响。

过小的管束间距可能导致管束堵塞和流动不畅，而过大的间距则会降低换热效果。

因此，需要根据具体的换热需求和流体参数来确定合适的间距。

3. 螺纹形状螺纹锁紧环式加氢换热器的螺纹形状应根据流体特性和换热要求进行设计。

一般来说，螺纹的形状可以是圆形、方形、三角形等。

通过合理设计螺纹的形状可以增加管子的有效换热面积，提高换热效率。

4. 锁紧环的设计为了确保管束的固定和安全，锁紧环的设计也需要考虑到多个因素。

合适的锁紧环尺寸、材料和结构可以增加管束的稳定性，并减少运行过程中的振动和松动现象，从而延长换热器的使用寿命。

螺纹锁紧环式加氢换热器的压降与换热量分析螺纹锁紧环式加氢换热器是一种常用于化工工艺中的重要设备，它可以实现高效的热能传递和加氢反应。

在工业生产中，了解螺纹锁紧环式加氢换热器的压降和换热量对于工艺优化和设备性能提升至关重要。

本文将对螺纹锁紧环式加氢换热器的压降和换热量进行分析，并探讨其相关影响因素。

首先，我们需要了解螺纹锁紧环式加氢换热器的工作原理。

该换热器主要由内外两层壁管组成，内壁管为加氢介质流动通道，外壁管为加热介质流动通道。

加氢介质在内部管道中流动，通过外部管道的加热介质散发热量，从而实现加氢反应和换热过程。

螺纹锁紧环式结构的加氢换热器在加氢介质流动中形成环形螺旋状的流动路径，使流体更好地与换热面接触，提高传热效率。

对于螺纹锁紧环式加氢换热器的压降分析，压降主要受到流体流动阻力和流道结构等因素的影响。

流体通过螺纹锁紧环式结构时，会发生摩擦和阻力损失，导致压降的产生。

为了减小压降，一种常见的方法是优化流道结构，例如增加流道的宽度，减小螺旋线间距等，以减小流体在流动过程中的阻力损失。

此外，流体的流速也是影响压降的重要因素，较低的流速可以减小阻力损失，但也可能降低传热效率。

因此，在设计螺纹锁紧环式加氢换热器时，需要综合考虑流体流速、流道结构和传热效率等因素，以找到最佳的平衡点。

除了压降，换热量也是评估螺纹锁紧环式加氢换热器性能的重要指标。

换热量取决于加热介质的温度、流速和传热面积等因素。

加热介质的温度差是影响换热量的主要因素之一，较大的温度差可以提高传热效率，但也增加了能量损失。

此外，加热介质的流速和传热面积也会对换热量产生影响。

较高的流速和较大的传热面积可以增加热负荷和传热效率，但也会增加设备的体积和成本。

因此，在设计螺纹锁紧环式加氢换热器时，需要综合考虑加热介质的温度差、流速和传热面积等因素，以找到最佳的设计方案。

此外，螺纹锁紧环式加氢换热器的材料选择也会对其性能产生一定影响。

传热面的材料应具有良好的热传导性能和机械强度，以确保换热器的高效运行和长期稳定性。