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    機械設備
    02-14

    儲罐:幾種常見(jiàn)儲罐的結構分析

    ? ? ? ?用于儲存液體或氣體的鋼制密封容器即為儲罐,儲罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業(yè)必不可少的重要的基礎設施,我們的經(jīng)濟生活中總是離不開(kāi)大大小小的鋼制儲罐,鋼制儲罐在國民經(jīng)濟發(fā)展中所起的重要作用是無(wú)可替代的。鋼制儲罐是儲存各種液體(或氣體)原料及成品的專(zhuān)用設備,對許多企業(yè)來(lái)講沒(méi)有儲罐就無(wú)法正常生產(chǎn),特別是國家戰略物資儲備均離不開(kāi)各種容量和類(lèi)型的儲罐。我國的儲油設施多以地上儲罐為主,且以金屬結構居多。普遍使用的是拱頂儲罐、內浮頂儲罐以及臥式儲罐。   儲罐的標準:   常用儲罐標準:1.美國石油學(xué)會(huì )標準API650;2.英國標準BS2654;3.日本標準JISB8501;4.德國標準DIN4119;5.石油行業(yè)標準SYJ1016-82;6.石化行業(yè)標準SH3046-92。   儲罐的材料:   聚丙烯儲槽、儲罐工程所需材料分為罐體材料和附屬設施材料。罐體材料可按抗拉屈服強度(бs)或抗拉標準強度(бb)分為低強鋼和高強鋼,高強鋼多用于5000立方米以上儲罐;附屬設施(包括抗風(fēng)圈梁、鎖口、盤(pán)梯、護欄等)均采用強度較低的普通碳素結構鋼,其余配件、附件則根據不同的用途采用其它材質(zhì)。制造罐體常用的國產(chǎn)鋼材有20、20R、16Mn、16MnR以及Q235系列以及其他的新材料等。   儲罐的結構:   拱頂儲罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉,所以在國內外許多行業(yè)應用最為廣泛,最常用的容積為1000-10000m 3,國內拱頂儲罐的最大容積已經(jīng)達到30000m 3。   罐底:罐底由鋼板拼裝而成,罐底中部的鋼板為中幅板,周邊的鋼板為邊緣板。邊緣板可采用條形板,也可采用弓形板。一般情況下,儲罐內徑<16.5m時(shí),宜采用條形邊緣板,儲罐內徑≥16.5m時(shí),宜采用弓形邊緣板。   罐壁:罐壁由多圈鋼板組對焊接而成,分為套筒式和直線(xiàn)式。   套筒式罐壁板環(huán)向焊縫采用搭接,縱向焊縫為對接。拱頂儲罐多采用該形式,其優(yōu)點(diǎn)是便于各圈壁板組對,采用倒裝法施工比較安全。   直線(xiàn)式罐壁板環(huán)向焊縫為對接。優(yōu)點(diǎn)是罐壁整體自上而下直徑相同,特別適用于內浮頂儲罐,但組對安裝要求較高、難度亦較大。   罐頂:罐頂有多塊扇形板組對焊接而成球冠狀,罐頂內側采用扁鋼制成加強筋,各個(gè)扇形板之間采用搭接焊縫,整個(gè)罐頂與罐壁板上部的角鋼圈(或稱(chēng)鎖口)焊接成一體。   浮頂式   浮頂儲罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構成。浮頂隨罐內介質(zhì)儲量的增加或減少而升降,浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置,罐內介質(zhì)始終被內浮頂直接覆蓋,減少介質(zhì)揮發(fā)。   罐底:浮頂罐的容積一般都比較大,其底板均采用弓形邊緣板。   罐壁:采用直線(xiàn)式罐壁,對接焊縫宜打磨光滑,保證內表面平整。浮頂儲罐上部為敞口,為增加壁板剛度,應根據所在地區的風(fēng)載大小,罐壁頂部需設置抗風(fēng)圈梁和加強圈。   浮頂:浮頂分為單盤(pán)式浮頂、雙盤(pán)式浮頂和浮子式浮頂等形式。   單盤(pán)式浮頂:由若干個(gè)獨立艙室組成環(huán)形浮船,其環(huán)形內側為單盤(pán)頂板。單盤(pán)頂板底部設有多道環(huán)形鋼圈加固。其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、好維修。   雙盤(pán)式浮頂:由上盤(pán)板、下盤(pán)板和船艙邊緣板所組成,由徑向隔板和環(huán)向隔板隔成若干獨立的環(huán)形艙。其優(yōu)點(diǎn)是浮力大、排水效果好。   內浮頂式   內浮頂儲罐是在拱頂儲罐內部增設浮頂而成,罐內增設浮頂可減少介質(zhì)的揮發(fā)損耗,外部的拱頂又可以防止雨水、積雪及灰塵等進(jìn)入罐內,保證罐內介質(zhì)清潔。這種儲罐主要用于儲存輕質(zhì)油,例如汽油、航空煤油等。內浮頂儲罐采用直線(xiàn)式罐壁,壁板對接焊制,拱頂按拱頂儲罐的要求制作。目前國內的內浮頂有兩種結構:一種是與浮頂儲罐相同的鋼制浮頂;另一種是拼裝成型的鋁合金浮頂。   臥式   臥式儲罐的容積一般都小于100m3,通常用于生產(chǎn)環(huán)節或加油站。臥式儲罐環(huán)向焊縫采用搭接,縱向焊縫采用對接。圈板交互排列,取單數,使端蓋直徑相同。臥式儲罐的端蓋分為平端蓋和碟形端蓋,平端蓋臥式儲罐可承受40kPa內壓,碟形端蓋臥式儲罐可承受0.2Mpa內壓。地下臥式儲罐必須設置加強環(huán),加強環(huán)用角鋼煨制而成。
    04-19

    氟塑料熱交換器的使用方法

    ? ? ? ?氟塑料是所有塑料中耐腐蝕和耐溫性能較好的一種材料。氟塑料中常用來(lái)制作換熱器的有PFA、PTFE、PVDF、FEP,其中PTFE的各項性能和性?xún)r(jià)比好,也是最早用來(lái)制作換熱器的塑料。PTFE全名為聚四氟乙烯,又稱(chēng)為塑料王,另名有特氟龍或鐵氟龍,是其英文teflon的諧音,其理論耐溫范圍在-200~250℃之間。   氟塑料制作的換熱器一般采用10mm以下的薄壁氟塑料管作為換熱管,能用在各種強酸、強堿和強氧化劑中進(jìn)行熱交換。雖然氟塑料的導熱性能比金屬差,但由于采用小徑薄壁管,因此其管壁熱阻小,加上在換熱過(guò)程中,管內流體大多處于紊流狀態(tài),因此大大提高了氟塑料換熱器的總傳熱系數。   氟塑料熱交換器的使用方法很重要,雖然采用小孔徑管可大大提高其耐壓性能。但由于氟塑料氟塑料熱交換器為塑料材料,加上管壁較薄,其機械強度等物理性能比金屬要差,因此在使用和安裝過(guò)程中需嚴格按照廠(chǎng)家的要求進(jìn)行。首先,使用過(guò)程中必須嚴格控制管內壓力,雖然采用小孔徑管可以耐受較高的壓力,但由于塑料強度的限制,特別是在溫度較高的情況下;其次,保證進(jìn)入管內的流體的清潔度,防止管內堵塞或顆粒對管壁的摩擦;第三,控制管內流速,如果流速太高,阻力大,致使入口處壓力大,而流速太低會(huì )導致管內形成層流,影響換熱效果;第四,由于氟塑料管易刮傷,在使用過(guò)程中需防止與鋒利的物件碰擦;第五,防止換熱器接近周邊高溫熱源,特別是金屬焊接時(shí),防止焊渣濺到氟塑料管壁上。   總之,氟塑料熱交換器在使用過(guò)程中,需要結合實(shí)際使用環(huán)境和工況條件進(jìn)行合理考慮,制定好操作規程,有效延長(cháng)使用壽命。
    07-21

    攪拌反應釜常用的傳熱裝置

    ? ? ? ?攪拌反應釜是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的反應器形式,適用各種相態(tài)物料的反應,反應釜中設有不同型式的攪拌、傳熱裝置??蛇m用不同性質(zhì)的物料和不同熱效應的反應,以保持反應物料在釜內合理的流動(dòng)、混合和料號的傳熱。攪拌反應釜既可間隙操作也可連續操作或半連續操作。既可單釜操作,又可多釜串聯(lián)操作。攪拌反應釜使用性廣,操作彈性大,濃度容易控制。它通常由釜體、換熱裝置、攪拌器和傳熱裝置等構件組成。   攪拌反應釜常用的傳熱裝置是:夾套,蛇管。其它還有電感應加熱,直接蒸汽加熱或外部換熱器加熱等。這里主要介紹夾套和蛇管傳熱。   1、夾套:是反應釜常用的傳熱裝置,整體夾套由圓柱形殼體和下封頭組成。夾套與內筒采用法蘭連接和焊接俄兩種連接方式。法蘭連接用于操作條件差、需定期檢查和經(jīng)常清洗夾套的場(chǎng)合。夾套上設有蒸汽、冷卻水或其他加熱、冷卻介質(zhì)的進(jìn)出口。當加熱介質(zhì)是蒸汽時(shí),進(jìn)口管靠近夾套上端,冷凝液從底部排出;當加熱(冷卻)介質(zhì)是液體時(shí),則進(jìn)口管應設在底部,使液體下進(jìn)上出,有利于排除氣體和充滿(mǎn)液體。   2、蛇管:當夾套傳熱不能滿(mǎn)足要求或不宜采用夾套傳熱時(shí),可采用蛇管傳熱。蛇管置于釜內,浸人反應介質(zhì)中,傳熱效果比夾套好,但檢修困難。蛇管一般由無(wú)縫鋼管繞制而成,常用的結構形狀有圓形螺旋狀、平面環(huán)形、彈簧同心圓組并聯(lián)形式等。當蛇管中心直徑較小、圈數較少時(shí),蛇管利用進(jìn)出口管固定在釜蓋或釜底上;若中心直徑較大、圈數較多、重量較大時(shí),則設立固定的支架支撐。蛇管的進(jìn)出口設在同一端,一般設在上封頭,結構簡(jiǎn)單,裝拆方便。   
    07-20

    分析管殼式換熱器運用中的問(wèn)題

    ? ? ? ?隨著(zhù)現代化建設的步法不斷的加快,作為石油企業(yè)化工領(lǐng)域的重用換熱設備之一,管殼式換熱器在發(fā)揮著(zhù)重大的作用,并得到了廣泛的運用。由于換熱器選材的不同,加工制造不合理,使用不當等多方面的因素的影響,換熱器失效的現象屢見(jiàn)不鮮。換熱器的失效,可能會(huì )給企業(yè)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟損失,因此對管殼式換熱器失效原因、形式、及處理故障的分析很重要。本文將通過(guò)對管殼式換熱器在工程中的實(shí)際運用存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,找出管殼式換熱器最容易失效的敏感部位。   常見(jiàn)的換熱器失效形式   敏感部位之一:換熱器管板和換熱管的連接處。在換熱器管板和換熱管的連接處會(huì )出現幾何形狀的突變,加上外因等因素比如:管板與換熱管的連接不當、焊后處理不及時(shí)合理、兩者之間存在的溫差應力、板管和換熱管所選擇材料之間存在的差異性等,都會(huì )成為管板和管口連接處存在殘余應力、焊接部位出現隱形缺陷(焊接部位出現氣孔、及其他雜質(zhì))的原因。一旦受到殼程流體腐蝕性影響和誘導振動(dòng),都會(huì )使換熱管和管板的連接處出現振動(dòng)疲勞破壞、連接縫隙腐蝕、應力腐蝕開(kāi)裂等現象。這些問(wèn)題交錯連接,共同作用會(huì )對連接處進(jìn)一步的損壞,加快了連接處的損害速度,降低了連接處的使用壽命。   敏感部位之二:折流板和換熱管配合使用處的損壞。   由于使用功能的需要,為了使換熱管的熱膨脹量能夠被充分的吸收和使用,以及加工制造的方便,通常會(huì )在換熱管和折流板的配合使用處留下一定程度的空隙。由于殼流體長(cháng)時(shí)間額沖擊,配合處的縫隙會(huì )不斷的增大,使折流板不斷的切割   換熱管,在折流板的切割作用下設備不但會(huì )產(chǎn)生強大的振動(dòng)噪音,還會(huì )引起換熱管的泄漏實(shí)效。同時(shí)配合處縫隙不斷的增大促使殼程流體內部的流動(dòng)過(guò)程變進(jìn)一步的復雜化,對換熱器的傳熱效率造成了重大的影響。   敏感部位之三:換熱器殼體、管板連接處損壞。   在換熱器的使用過(guò)程中,其殼體和管板都會(huì )受到較大的壓力荷載和溫差應力的長(cháng)期作用。這將直接導致?lián)Q熱器殼體、管板連接處局部應力的形成。分析局部應力出現的原因有:   (1)換熱器殼體載荷的溫度較高,且徑向變形大。而管板恰恰   相反,不僅載荷溫度低,變形小,同時(shí)由于管板的厚度較大對變形剛度的抵抗力較強,因此對與之相連接的換熱器殼體約束力較大。   (2)由于換熱器殼體受到限制,使高溫載荷下的徑向膨脹也受到了一定的限制。加上其他因素的影響,發(fā)生斷裂損害的可能性很大??傮w來(lái)說(shuō),對于上述結構局部應力形成的主要因素是:換熱器殼體和管板之間的溫度分布不均勻,管板較大剛度這一特征的存在。所以在日常的操作中,可根據實(shí)際的需要,在達到結構剛度要求的基礎上,可對管板的厚度進(jìn)行適當的降低。   敏感部位之四:u形彎管。   對不銹鋼管束的使用中,u形管自身的形態(tài)特征決定了它的塑性變形,在對其進(jìn)行運用時(shí)會(huì )產(chǎn)生殘余拉應力。這是由于兩個(gè)直管段熱變形不均勻產(chǎn)生了溫差應力,應力之間相互疊加,促使彎管處拉應力的形成。在腐蝕性介質(zhì)的參與下,加上換熱器工作過(guò)程中產(chǎn)生的扭曲振動(dòng)和彎曲振動(dòng),很容易造成彎管處的疲勞腐蝕破壞,并且影響力很大。   敏感部位之五:小浮頭墊片出現泄漏。   溫差應力的存在是造成小浮頭墊片內漏的主要原因。在小浮頭墊片的使用過(guò)程中,由于溫差應力的存在使螺栓預緊力降低,同時(shí)小浮頭墊片自身不能進(jìn)行自緊密閉,造成換熱器的使用實(shí)效??偠灾?,造成小浮頭墊片發(fā)生泄漏的主要原因就是,預緊過(guò)程中和溫差應力的作用下殘余應力的存在。   
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