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折流杆换热器管束的制造工艺及组装
张建秀
(河北正元化工集团股份有限公司)
摘 要：介绍了折流杆换热器管束(以碳钢材质为例)的制造和组装工艺过程,目的是从结构上更多地了解这一类型的换热器。
关键词：折流杆换热器 管束 制造工艺
中图分类号：TQ051·5 文献标识码：B 文章编号：0254-6094(2009)06-0619-03
折流杆换热器虽是一种高效能换热器,但它的强化传热作用有一定的限制范围,最佳强化效果是气与气之间的换热。河北正元化工集团股份有限公司设计制做的折流杆换热器主要用在变换工段中的热交换,介质都是气体,传热效果明显,已经在实际应用中得到了证实,如今有几十家化肥企业使用且反映良好。为此,笔者就折流杆换热器管束的制造和组装工艺过程作一介绍。
1·管束零部件下料
折流杆换热器管束的各部件下料过程如下:
a.管板。领料→划线→下料→车工→钳工(钻换热管孔和拉杆孔)。
b.换热管。下料时,注意清除毛刺及管端焊接处的氧化物、油污等。
c.折流栅。领料→划线→下料(对圆钢要清除毛刺和氧化物,且要光滑)→车工(车折流环)。
d.拉杆。领料→下料→车工(拉杆两端按图纸尺寸要求车螺纹)。
e.定距管。领料→下料(清除毛刺及管端的氧化物)。
2·组装工艺
折流杆换热器的组装包括3个关键步骤:折流环和管板的定位;折流栅的组装;管束的组装。
2.1 折流环和管板的定位
穿管前,要将管板和折流环垂直地面竖起。为了防止穿换热管时折流环和管板沿圆形滚动,影响组装,在组装前先做一个定位架(图1),它是用槽钢组成的,两根长槽钢是架子,用短槽钢来固定长槽钢以防止其活动。槽钢的长度和间距根据换热器的大小来定,槽钢之间点焊牢固即可,定位架要平整,以便管板和折流环架在两根长的槽钢上悬空放置后稳定且平整,有利于穿管和后面调两管板的不平度。
2.2 折流栅和管束的组装
折流栅的折流环和圆钢不能先组装好,否则就同折流板式换热器一样了,甚至比折流板的更不好穿管,稍有一点偏差就穿到旁边的孔了。下面的组装方法既能使圆钢与管子的间距接近最小,起到夹持换热管达到防振作用,又能在穿管过程中省时省力。这个方法是折流栅在穿管过程中组装,而且折流栅的圆钢是横竖交错布置的,放置的位置也有要求,符合这一组装要求,才能使这种换热器在使用过程中充分体现它的优点。
2.3 穿管组装
将准备好的带拉杆孔的管板放在定位架上将拉杆装在这块管板上,再将定距管套在拉杆上套一组定距管然后套一块折流环,如此反复将定距管和折流环都安装好,用螺母拧紧拉杆和折流环。在定位架上将管板、拉杆、定距管和折流环都安装完毕后,开始穿最外圈换热管(图2)。
将折流环内圆以外的换热管穿好后,在已穿好的换热管间焊折流栅上的圆钢。从已经固定的管板这端数起,在第1、2块折流环上焊接竖直垂直地面的圆钢,按图3所示在折流栅同一横排上每隔两根换热管焊一根圆钢,即第1、2块折流环上圆钢的焊接位置要错开一根换热管(图4),第3、4块折流环先不焊(留在后面处理),第5、6块折流栅与第1、2块组焊相同,第7、8块与第3、4块一样,暂时也不焊,依此类推,将其他折流栅组装好(此法有利于穿管,也有利于焊接圆钢)。垂直地面的圆钢焊接完毕,在距折流环内圆最近的且是最底部的一横排换热管上表面水平放一根圆钢,并且焊在第3、7、11、15等块折流环上。这些圆钢焊好后,开始穿其余的换热管。
换热管在管板上的布置是正方形排列的,穿管时要按一定的顺序,这样既不会使一些孔漏掉不穿,也不会漏焊圆钢。按竖起的管板,从下向上以一横排为一组穿换热管,穿完第1排后,在这些换热管上表面水平放一根圆钢分别焊在第4、8、12、16等块折流环上;再穿第2排换热管,而后在第2排换热管上表面水平放一根圆钢分别焊在第3、7、11、15等块折流环上;再穿第3排换热管,并在第3排换热管上表面水平放一根圆钢分别焊在第4、8、12、16等块折流环上;再穿第4排换热管,并在第4排换热管上表面水平放一根圆钢分别焊在第3、7、11、15等块折流环上。如此反复进行,直到最后一排管穿好和最后一根圆钢焊好。组装效果如图5所示,在该组装过程中,换热管和折流栅都很直观,穿管自如。
将此管束装入准备好的壳体内,组对另一块管板,穿好换热管,换热管在两管板外伸出长度按GB151-1999或图中相应规定。调整两管板不平度,直到符合相应要求为止。将换热管与管板点固,壳体与管板找正后点固。将管束竖起,焊接管板与换热管(如果管束太长,则将管束镗平,分成4份进行旋转焊接,每次都将所要焊接处转到正上方),这样焊接看起来美观,也容易施焊。两端管板和换热管都焊接完毕把管束镗平。将壳体与管板焊好并做相应的无损检测检验。
对壳程通入0. 3MPa的压缩空气进行气压试验。在管板与换热管的所有焊接接头处涂上肥皂水,如有气泡处则说明有漏焊,或未焊牢,减压对其进行补焊。补焊完毕,再进行一次0. 3MPa的气压试验,并用肥皂水检查,直到没有气泡为止。再经质检部门进行水压试验前的总检验和检查后,按图纸要求进行水压试验,检查管板与换热管焊接接头的焊接质量,无泄漏为合格。
3·结束语
折流杆换热器制造时比折流板形更容易穿换热管,折流环的组焊是在穿换热管过程中进行的,每根圆钢的焊接位置要保证,以达到夹持换热管的作用。这种换热器的制造特点是折流栅和管束的组装是同时进行的,组装后所形成的管束结构以4个折流栅为一组来看,圆钢的横竖交错布置使每根换热管都被4根圆钢在上下左右4个方向夹持着,以这样的方式来起到防振的作用。
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