专科化工设备安装与修理.ppt
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1、第一章第一章 换热器的安装与修理换热器的安装与修理 1-1、管壳式换热器的总体结构管壳式换热器的总体结构一、固定管板式换热器一、固定管板式换热器换热器两端管板和壳体是连为一体的。换热器两端管板和壳体是连为一体的。壳体、管箱、管束、管板、膨胀节、折流板和定距管等。壳体、管箱、管束、管板、膨胀节、折流板和定距管等。 第一页,编辑于星期六:十四点 三十八分。二二.浮头式换热器浮头式换热器该结构一端管板与壳体固定,而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。浮头端该结构一端管板与壳体固定,而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。浮头端设计成可拆结构,使管束可以容易地插入或抽出,这样为检修和清洗提供了方设计成可拆结
2、构,使管束可以容易地插入或抽出,这样为检修和清洗提供了方便。特别适用于管壳体温差应力较大,且都要进行清洗的工况。缺点是结构复便。特别适用于管壳体温差应力较大,且都要进行清洗的工况。缺点是结构复杂,价格较贵,且浮头端小盖泄漏不易发现。杂,价格较贵,且浮头端小盖泄漏不易发现。除前面结构外,还有浮头等。除前面结构外,还有浮头等。第二页,编辑于星期六:十四点 三十八分。三三. U形管式换热器形管式换热器该结构的换热管弯成该结构的换热管弯成U U形,管子两端固定在同一块管板上。壳形,管子两端固定在同一块管板上。壳体与换热管无温差应力。结构较简单,管束可从壳体内抽出,体与换热管无温差应力。结构较简单,管束
3、可从壳体内抽出,壳侧便于清洗,但管内清洗壳侧便于清洗,但管内清洗稍困难,所以管内介质必须清洁且稍困难,所以管内介质必须清洁且不易结垢。用于高温高压情况下,尤其是壳体与换热管金属壁温不易结垢。用于高温高压情况下,尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时差较大时。第三页,编辑于星期六:十四点 三十八分。1-2、管壳式换热器的零部件管壳式换热器的零部件一、筒体一、筒体碳钢和低合金钢壳体的最小壁厚碳钢和低合金钢壳体的最小壁厚/ /mmmm二、管箱二、管箱公称直径公称直径400400700700700700100010001000100015001500浮头式、浮头式、U U形管式形管式8 810101212
4、固定式管板固定式管板6 68 81010第四页,编辑于星期六:十四点 三十八分。三、换热管与管板的连接三、换热管与管板的连接 形式:胀接、焊接和胀焊接。形式:胀接、焊接和胀焊接。 胀接:是用胀管器将管板孔中的管子胀大到塑性变形胀接:是用胀管器将管板孔中的管子胀大到塑性变形并与弹性变形的管板孔紧密贴合,借助于胀后管板孔的并与弹性变形的管板孔紧密贴合,借助于胀后管板孔的收缩产生的残余应力箍紧管子实现管子与管板的连接。收缩产生的残余应力箍紧管子实现管子与管板的连接。胀接使用温度胀接使用温度300300,p 4MPap 4MPa。 焊接:管板孔加工精度低,抗拉脱强度高,密焊接:管板孔加工精度低,抗拉脱
5、强度高,密封性好,但管子维修不方便,且焊接带来的残余封性好,但管子维修不方便,且焊接带来的残余应力可能产生腐蚀和疲劳破坏。应力可能产生腐蚀和疲劳破坏。第五页,编辑于星期六:十四点 三十八分。第六页,编辑于星期六:十四点 三十八分。第七页,编辑于星期六:十四点 三十八分。1-3、换热器安装基础知识换热器安装基础知识 1、安装前的准备、安装前的准备 充分做好换热器安装前的准备工作,可使安装工作充分做好换热器安装前的准备工作,可使安装工作顺利进行,达到安装各项技术指标,确保安装质量。顺利进行,达到安装各项技术指标,确保安装质量。 (1) 施工的现场准备根据施工的现场平面布置图,施工的现场准备根据施工
6、的现场平面布置图,对现场的其他各方面进行实际勘查,测量确定运输对现场的其他各方面进行实际勘查,测量确定运输路线,停车位置,卸车位置及周围环境是否影响设路线,停车位置,卸车位置及周围环境是否影响设备的运输和安装,协同有关各方面满足吊装的工况备的运输和安装,协同有关各方面满足吊装的工况要求。疏通运输道路,必须保证道路平整坚实,使要求。疏通运输道路,必须保证道路平整坚实,使车辆能平稳通过,安全地将换热器运至现场。安装车辆能平稳通过,安全地将换热器运至现场。安装场地宽度应满足安装的要求。场地宽度应满足安装的要求。第八页,编辑于星期六:十四点 三十八分。 (2) 换热设备的验收按设备的图纸进行认真仔细的
7、检查,包括设备的型号、质量、几何尺寸、管口方位、技术特性等。查阅出厂合格证、说明书、质量保证书等技术文件。检查设备是否有损坏、缺件(包括垫铁、螺栓、垫片、附件等)。做好检查、验收记录。 (3) 基础的验收换热器安装前必须对基础进行认真的检查和交接验收。基础的施工单位应提交质量证明书、测量记录及有关施工技术资料。基础上应有明显的标高线和纵横中心线,基础应清理干净,如有缺陷应进行处理。 第九页,编辑于星期六:十四点 三十八分。(4) 吊装的准备 吊装部门应准备好全部机索具,如吊车、抱杆、钢丝绳、滑轮组、导链、卡环等,并按安全规定认真做好检查工作。对大型换热器,因直径大、加热管多,起吊重量大,因此起
8、吊捆绑部位应选在壳体支座有加强垫板处,并在壳体两侧设木方用于保护壳体,以免壳体在起吊时被钢丝绳压瘪产生变形,如图1-1-4所示。(5) 编写施工方案 为了使安装工作有序地进行,安装前应编写施工方案,施工方案的内容包括编制说明、编制依据、工程概况、施工的准备、施工方法和措施、技术措施和技术要求、施工用机具、施工用料、施工人员调配、施工进度计划图等。第十页,编辑于星期六:十四点 三十八分。2、换热器的安装(1) 换热器的安装顺序安装一般按下列顺序和要求进行。 检查换热器各部尺寸的偏差是否符合标准的要求,国家标准GB 151规定的换热器标准如图1-1-5所示。 基础上活动支座一侧应预埋滑板,地脚螺栓
9、两侧均有垫铁。设备找平以后,斜垫铁可以和设备底座点焊牢,但不得与下面的平垫铁或滑板焊死,且垫铁必须、光滑、平整,以确保活动支座的自由伸缩。 第十一页,编辑于星期六:十四点 三十八分。 活动支座的地脚螺栓应装有两个锁紧的螺母,螺母与底板间应留有l3mm的间隙,使底板能自由滑动。 换热安装以后的允许偏差应符合下列要求。 a标高3mrn。b垂直度(立式)11000且不大于5mm,水平度(卧式)l1000且不大于5mm。c中心位移5mm。 与换热器相连接的管线,为避免强力装配,应在不受力的状态下连接,并应不妨碍换热器的热膨胀。第十二页,编辑于星期六:十四点 三十八分。 3压力试验 换热器的压力试验(以
10、固定管板式为例),不同类型的换热器,其试验方法略有差异。 首先拆下换热器的封头,对壳程进行液压(一般采用水)试验。当达到试验压力时,除了检查换热器壳体之外,应重点检查换热管与管板的连接接头(以下简称接头),检查接头胀接或焊接处是否有渗漏。若少数接头有渗漏,可做好标记,卸压后进行重新胀接或焊接,然后再做压力试验,直到合格为止。壳程试压合格后,加垫片安装封头,再进行管程压力试验。第十三页,编辑于星期六:十四点 三十八分。1-4、列管式换热器的检修、列管式换热器的检修 列管式换热器在使用过程中,最容易发生故障的零件是管子。介质对管子的冲刷、腐蚀等作用都可能造成管子的损坏。 一、管壁积垢的清除 在列管
11、式换热器管子的内外壁上,由于介质的经常存在,很容易形成一层积垢。积垢的形成会直接降低换热器的换热效率,因而,应及时进行清除。对管子内壁积垢的清除方法,可采用机械法和化学除垢法进行修理(详见塔类设备工作表面积垢的清除方法)。第十四页,编辑于星期六:十四点 三十八分。二、泄漏的修理常用的检查管子泄漏的方法是:在冷却水的低压出口端设置取样管口,定期对冷却水进行取样分析化验。如果冷却水中含有被冷却介质的成分,则说明管束中有泄漏。然后再用试压法来检查管束中哪些管子在泄漏。检查时,先将管束的一端加盲板,并将管束浸入水池中,然后使用压力不大于1105Pa的压缩空气,分别通人各个管口中进行试验。当压缩空气通人
12、某个管口时,如果水池中有气泡冒出,则说明这个管子有泄漏,即可在管口作上标记。以此方法对所有管子进行检查,最后根据管子损坏的多少,运用不同的修理方法。 第十五页,编辑于星期六:十四点 三十八分。1、对少量管子泄漏的修理方法如果管束中仅有一根或几根管子泄漏时,考虑到对换热器的换热效率影响不大,可采用如果管束中仅有一根或几根管子泄漏时,考虑到对换热器的换热效率影响不大,可采用堵塞的方法对泄漏的管子进行修理。用锥形金属塞在管子的两端打紧焊牢,将损坏的管子堵死不用。锥形金属塞的锥度以35为宜,塞子大端直径应稍大于胀管部分的内径。第十六页,编辑于星期六:十四点 三十八分。 2、对较多管子泄漏的修理方法 如
13、果产生泄漏的管子较多,采用堵塞的方法进行修理,将会大大降低换热器的换热效率(通常情况下,堵塞管子的数量不能超过总管数的10)。这时,则应采用更换管子的方法修理。(1) 拆除泄漏的管子管子的拆除就是将管子从管板上抽出的过程。拆除管子时,对于薄壁的有色金属管可采用钻孔或铰孔的方法,也可以用尖錾对管口进行錾削的方法来拆除。使用钻孔或铰孔的方法拆除管子时,钻头或铰刀的直径应等于管板上孔口的内径。钻孔或铰孔时,把管子在管板孔口内胀接部分的基本金属切削掉,则管子即可从管板中拆除出来。 第十七页,编辑于星期六:十四点 三十八分。利用錾削的方法拆除管子时,可使用尖錾把胀接部分的管口向里收缩,使管子与管板脱开,
14、将管子从管板的孔口中拆除下来。对于壁厚较大的管子,可利用氧一乙炔火焰切割法拆除管子,即先在管子的胀接部分切割出24个豁口,并把管口向里敲击收缩,使管子与管板上的孔口脱开,然后用螺旋千斤顶将管子顶出或用牵拉工具拉出。无论使用哪种方法拆除管子,应将管子的两端都进行拆除,并应注意,在拆除时不要损坏管板的孔口,以便更换新管子时,使管子与管板有较严密的连接。第十八页,编辑于星期六:十四点 三十八分。(2) 更换新管并进行胀接 损坏的管子从管板中抽出来之后,就可将新的管子插入管板的孔中。更换上的新管子,规格与材质应与原来的管子相同。穿入管子时,应对正相应的管板孔口,使管子位于正确的位置上。然后就可以把管子
15、与管板连接起来。管子与管板的连接方法有胀接法和焊接法两种。 胀接法。胀接法是利用胀管器,对伸入管板孔内的管端部分进行滚压,使管壁扩胀、管径增大,管子外径完全贴合在管板孔内壁上,管板孔把管端紧紧抱住,从而达到两者严密不泄漏和牢固连接的目的。管子胀接前后的示意如图1-6所示。第十九页,编辑于星期六:十四点 三十八分。焊接法。当介质温度和压力较高或者要求更严格时,可采用焊接法把管子固定在管板上。管子与管板的焊接结构有如图1-9所示的几种形式。图1-9(a)中管板孔口上不开坡口,管子突出管板表面少许。然后实行自接焊接。这种连接形式强度较差,主要适用于压力较低、管壁较薄的场合。图1-9(b)中在管板孔口
16、上开有60的坡口,焊缝强度较大,连接强度较高,使用比较普遍。图1-9(c)中管端低于管板平面,管板上开有45锥形孔口,能对流体起导向作用,但焊接质量不易保证,连接强度差。图1-9(d)中在管板孔口的周围开有环形沟槽,这样,可以减小焊接时的热应力,主要适用于薄壁管以及焊接后不允许产生较大变形的场合。 第二十页,编辑于星期六:十四点 三十八分。三、管子振动的修理方法 列管式换热器中管子产生振动是常见故障的另一种形式。管子的振动,将使管端的胀接处松动,使管子与折流板的接触处产生磨损,降低管束的使用寿命。因而,应对管子的振动及时采取措施进行修理,以免造成不应有的事故。管子产生振动,不外乎是由于管子与折
17、流板之间的间隙过大,加上介质脉冲性的流动而引起的。 对于管端胀接处的松动,可以用焊接的方法来修理。焊接时,为了减小焊接应力,应使用小电流的电弧焊。对于管子与折流板之间的间隙过大而产生的振动,造成管子与折流板之间。 第二十一页,编辑于星期六:十四点 三十八分。的磨损,应视其磨损的程度采取不同的修理方法。如果管壁磨损严重时,可采用更换新管子的方法进行修理。如果管壁磨损轻微,应想办法减小管子与折流板之间的间隙,比如增加折流板的块数,或用木楔楔在管子与管子之间,以便减小和消除管子的振动对于因介质脉冲性流动而引起管子的振动,应从消除介质的脉冲性流动方面着手,以减少管子产生振动的可能性。比如,在管路中设置
18、缓冲器等,使得介质流动趋于平稳,消除管子因此而产生的振动。第二十二页,编辑于星期六:十四点 三十八分。图2-21板式塔总体结构1-气体出口;2-回流管;3-进料管;4-塔盘;5-保温层;6-出料管;7-裙座;8-气体人口;9-壳体;10-人孔;11-平台;12-除沫装置13-吊柱;14-液流;15-气流;16-塔板;17-受液盘;18-降液管;19-溢流堰第二十三页,编辑于星期六:十四点 三十八分。第二章 塔类设备的安装与修理塔类设备是化工生产中特有的静止设备。它担负着化工生产中一些介质的精馏、吸收、干燥、冷却、气体增湿等作用。塔类设备大多具有高大的塔体和圆形的截面积,其底座与混凝土基础依靠地
19、脚螺栓进行牢固地连接。第一节第一节 化工生产中常用的塔类设备化工生产中常用的塔类设备 塔类设备的塔体有整体式和分段式两种。塔体的下部多设支撑塔体的裙座。塔体自上到下设有若干个供人进出的人孔,通常情况下,人孔用盲板进行封闭。为了生产工艺的要求,塔体上还要开出气、液介质的出口、塔底蒸汽进口以及回流口等。第二十四页,编辑于星期六:十四点 三十八分。 一、板式塔 板式塔的总体结构如图2-1所示,塔的顶部是气液分离部分,由一定的分离空间和除沫装置组成,气体由塔顶出口流出。塔的底部是塔釜,具有较高间距,上部是气体入口,下部釜底用于储存部分液体并不断排出釜液。塔的中部是由塔盘、溢流堰、降液管、受液盘、支撑圈
20、等部分组成的。小直径塔的塔盘由整块式塔板组成,大直径塔的塔盘由多块塔板组成。塔板根据其位置和安装方法不同又分为弓形板、矩形板和通道板等。常用的板式塔有浮阀塔、泡罩塔、筛板塔、舌形塔、斜孔塔等。第二十五页,编辑于星期六:十四点 三十八分。第二十六页,编辑于星期六:十四点 三十八分。第二十七页,编辑于星期六:十四点 三十八分。二、填料塔填料塔的结构较板式塔简单。这类塔由塔体、喷淋装置、填料、再分布装置、栅板等组成。如图2-15所示,气体由塔底进入塔内,经填料上升,液体则由喷淋装置喷出后,沿填料表面下流,气液两相得到充分接触,从而达到传质的目的。第二节第二节 塔类设备的安装塔类设备的安装 塔类设备的
21、安装工作包括塔体和内件的安装两部分。一、塔体的安装 (一) 安装前的准备工作 第二十八页,编辑于星期六:十四点 三十八分。1、基础的验收塔类设备属直立设备,塔体高、重量大,因此,对基础的要求也高,安装施工前须经正式交接验收。基础施工单位应提交质量合格证书、测量记录及其他施工技术资料,基础上应明显地画出标高基准线、纵横中心线,相应的建筑(构筑)物上应标有坐标轴线;设计要求作沉降观测的基础,应有沉降观测水准点。基础的尺寸及允许偏差要求见表2-1。第二十九页,编辑于星期六:十四点 三十八分。2、塔类设备的验收 塔类设备及其附件的验收必须附有出厂合格证明书、安装说明书等技术文件。对塔的名称、类别、型号
22、、规格、外形尺寸、管口方位等应进行全面核对和检查,是否有缺件、损坏、变形及锈蚀的情况,并填写“验收、清点记录”。 塔身较长的设备,运至现场应注意放置方向,减少二次搬运。如需停放较长时问,则不得妨碍交通及其他工程的施工,并选择适当支撑点垫上枕木。易损件应拆除,进行专门保管,管孔、人孔等应封闭,防锈漆脱落之处应补刷。第三十页,编辑于星期六:十四点 三十八分。3、安装前的注意事项 安装前应按设计图样或技术文件要求画定安装基准线及定位基准标记,对相互间有关联或衔接的设备还应按要求确定共同的基准。 有内件装配要求的塔,在安装前要检查内壁基准圆周线,基准圆周线应与塔轴线相垂直,并以基准圆周线为准,逐层检查
23、塔盘支持圈的水平度和距离。 核对塔底基础环上螺栓孔距离尺寸,应与基础地脚螺栓位置相一致。如采用预留孔,其应和塔底基础环螺栓孔位置相一致。第三十一页,编辑于星期六:十四点 三十八分。 安装前对塔体及附件进行全面检查,检查塔的纵向中心线是否清楚,应在塔身上、中、下三点有明显标记;检查塔的方位标记、重心标记及吊挂点,对不能满足要求者,应予补充。 未经设计批准,不得在塔上焊接吊耳、临时支撑件等附加物,不得以塔体管口代替吊耳进行吊装。 塔体和裙座的组装要求如下。 筒体分段组装后,应在内壁和外壁上画出相隔90。四条纵向组装线和基准圆周线,作为整体组装及安装内件的依据。第三十二页,编辑于星期六:十四点 三十
24、八分。 塔内件和筒节焊接的焊缝边缘与筒体环焊缝边缘的距离应不小于简体壁厚,且不小于50mm,所有被覆盖的焊缝及塔盘、填料支撑、密封结构处妨碍安装的焊缝或突出物均应打磨至与母材平齐。 支座、裙座的组装应符合下列要求。 a裙座的中心线应与塔体中心线相重合,其允许偏差为5mm。 b支座、裙座与塔体相接处,如遇到塔体拼接焊缝时,应在支座、裙座上开出豁口。 c裙座的基础环应垂直于座圈(或塔体)中心线。第三十三页,编辑于星期六:十四点 三十八分。 d基础环上的地脚螺栓孔应垮中均布,中心圆直径、相邻两孔弦长和任意两孔弦长的允许偏差均不得大于2mm。 筒体等部件组装后,施焊前,应将坡口表面及其内侧边缘不小于1
25、2mm范围内的油污、漆垢、锈、毛刺等清除干净。对不预热的焊接接头区域内的湿气,焊前应清除。对奥氏体不锈钢塔,焊接时应采取措施(如涂白垩粉),防止焊接飞溅物溅到焊件表面。 塔组装时的点固焊应符合以下规定。a塔体等部件组装的点固焊焊接工艺应与G BJ 263 -82对正式焊接的要求相同。第三十四页,编辑于星期六:十四点 三十八分。b塔体组装时焊缝点固焊的焊道长度应在3050mm,焊道应有足够的强度,点固焊焊接宜采用回焊法,使引弧和熄弧点均在焊道内。对不清根的焊缝,由点固焊引起的缺陷,应及时处理。 c焊接要求预热的场合,点固焊焊接必须按相同要求进行预热,其预热温度应取要求预热温度的上限,其预热范围在
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