10卷第4期VOL 10 NO4神舉技012年7月Jul.2012合成氣換熱器聲振原因分析及處理高海水(中國神華煤制油化工有限京,100011摘要:確定了合成氣換熱器聲振產(chǎn)生的原因,并與設(shè)計方、制造廠共同討論確定了處理方案,在合成油品裝置改造過程中組織實施。處理過程中實行嚴格的過程控制,保證了施工質(zhì)量,實現(xiàn)了合成氣換熱器整改方案確定的目標,消除了聲振現(xiàn)象,使設(shè)備實現(xiàn)正常運行關(guān)鍵詞:合成氣換熱器聲振原因分析處理方案過程控制中圖分類號:TQ2文獻標識碼:B文章標號:1674-8492(2012)04-074-031概述2換熱器振動產(chǎn)生的機理與危害合成氣換熱器是合成油品裝置中重要設(shè)備。合管殼式換熱器在運行過程中,介質(zhì)在殼程橫向成氣換熱器的主要技術(shù)參數(shù)見下表,結(jié)構(gòu)如圖1所沖刷管束,由于工況的變化以及流動狀態(tài)的復(fù)雜性,示,由左右兩個管箱、管束、殼體(含膨脹節(jié))3部分焊換熱管總會產(chǎn)生或大或小的振動。產(chǎn)生振動的振源接組成,屬于管殼式換熱器中的單流程折流杄式換為流體穩(wěn)定流動產(chǎn)生的振動、流體速度的波動,通過熱器。從圖1的結(jié)構(gòu)不難看岀,換熱器的左右管箱與管道或其它連接件傳播的動力機械振動等。橫向流管板的連接不是常規(guī)的螺栓連接,而是釆用焊接結(jié)動是流體誘導(dǎo)管朿振動的主要根源,主要有漩渦脫構(gòu),說明此臺設(shè)備的運行環(huán)境非?？量獭Ｔ摵铣蓺鈸Q落、紊流抖振、彈性激振、聲共振和脈動流誘發(fā)振動。熱器在合成油品裝置建成開車后,換熱器內(nèi)部發(fā)出其中,聲共振是當(dāng)氣體橫向流過平行排列的管束時了刺耳的噪音,并伴有類似換熱管與殼體碰撞的響可能會產(chǎn)生既垂直于管子又垂直于流動方向的聲駐聲。聲振產(chǎn)生的噪音大大超岀了相關(guān)標準的規(guī)定,影波,并在換熱器內(nèi)壁之間穿過管束來回反射。同時氣響了裝置的安全運行體橫掠管朿時,在管子的背側(cè)形成漩渦分離。當(dāng)漩渦在分析合成氣換熱器產(chǎn)生聲振原因之前,先了頻率與換熱器殼程聲駐波頻率一致時,產(chǎn)生耦合,使解換熱器振動產(chǎn)生的危害和機理。流動介質(zhì)所具有的動能轉(zhuǎn)化為聲壓波,從而產(chǎn)生強合成氣換熱器的主要技術(shù)參數(shù)表烈的聲學(xué)共振,引起換熱器振動和強烈的噪音。聲共殼程管程殼程管程振只發(fā)生在殼程介質(zhì)流體是氣體的情況設(shè)計壓力在換熱器運行過程中,隨著介質(zhì)的流動,其內(nèi)部3.5工作介質(zhì)循環(huán)氣合成氣的傳熱元件總會產(chǎn)生一些微小的振動,這并不會導(dǎo)致試驗壓力焊接接頭系數(shù)傳熱元件的損壞。只有當(dāng)介質(zhì)流動誘發(fā)振動的頻率與傳熱元件的固有頻率一致或相當(dāng)接近時,傳熱元件的170220容器類別振幅激增,才會導(dǎo)致破壞。通常,在傳熱元件中,換熱工作溫度換熱面積472管是撓性最大的部件,對振動也最敏感。因此,大多數(shù)(℃)66.7/150120/200振動破壞都是換熱器管束的機械損壞。在實際工程中有5種常見的形式:①撞擊破壞。②折流板損傷。③接頭泄漏。④疲勞失效。⑤冶金失效。3合成氣換熱器聲振原因分析由上述換中國煤化工危害分析可圖1合成氣換熱器結(jié)構(gòu)示意圖知,合成氣換CNMHG描述的現(xiàn)象高海水:合成氣換熱器聲振原因分析及處理基本相同。為了合成油品裝置安全運行,對合成氣換的原因,結(jié)合合成油品裝置區(qū)設(shè)備布置情況、合成氣熱器運行狀態(tài)進行了硏究,結(jié)合合成氣換熱器的結(jié)換熱器結(jié)構(gòu)情況,研究制定出消除聲振的措施為:在構(gòu)型式和技術(shù)參數(shù),發(fā)現(xiàn)存在兩種問題殼程膨脹節(jié)處増加內(nèi)襯筒,在折流圈上增加折流桿。3.1膨脹節(jié)內(nèi)護筒開口方向與殼體循環(huán)氣流向相對為此,先把膨脹節(jié)組件與殼體之間(膨脹節(jié)組件左如圖2所示,合成氣換熱器的殼體由筒體、膨脹側(cè))約835mm的殼體割下并移開(圖2中用雙點劃線節(jié)、2個短節(jié)以及短節(jié)上的進口、岀口組成,為固定管標出的部分),使管束呈裸露狀態(tài)。同時將膨脹節(jié)組板式結(jié)構(gòu),運行中由于管壁與殼壁溫度不同,而兩者件右側(cè)按圖示位置與殼體切割分離(圖2中用雙點線膨脹不同,必然產(chǎn)生熱應(yīng)力,從而對換熱管產(chǎn)生壓劃線標出的切割線)。在將殼體切割移開并將膨脹節(jié)彎和拉脫的破壞,為了減小(或消除)這種應(yīng)力破壞,組件與殼體割開左移后,看到換熱器膨脹節(jié)組件內(nèi)護換熱器的殼體采用了膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)。但是從圖2中心筒的開口方向與殼體進氣氣體流向相對(與設(shè)計圖紙線上部所示和實際的運行中發(fā)現(xiàn),殼體的進氣口氣致),但膨脹節(jié)的安裝方向不符合GB16749-1998體流向與膨脹節(jié)內(nèi)護筒的開口相對,在設(shè)備工作時《壓力容器波形膨脹節(jié)》的規(guī)定。折流圈間距過大,折造成殼體循環(huán)氣對膨脹節(jié)的沖擊,膨脹節(jié)處反射的流桿剛性不足,現(xiàn)場單手指按壓換熱管就產(chǎn)生明顯氣流與殼體進口后續(xù)進入的氣體相互作用,形成了的彈性變形。與確認的聲振原因基本一致。聲共振的條件,極易產(chǎn)生聲響和振動。4.1管束加固將膨脹節(jié)組件向左拉至殼體清除的位置,使膨脹節(jié)組件原來包裹的管束裸露出來。在管束先后裸露部分所呈現(xiàn)的折流桿圈組件上,從上、下、左、右4個位置最大限度的組焊φ6.5m折流桿,加強對換熱管的約束,增加管束的剛性42組焊內(nèi)襯筒圖2殼體組件與循環(huán)氣流向圖用δ=2mm,L=645mm的不銹鋼板(與殼體材質(zhì)3.2折流圈間距過大、折流桿剛性不足相同)卷制成內(nèi)襯筒,組焊在膨脹節(jié)組件上(圖3中心由圖3所示合成氣換熱器的管束規(guī)格為φ1342ⅹ線上部放大圖所示位置)。內(nèi)襯筒右端與膨脹節(jié)組焊,600m,采用折流桿型式支撐。這種支撐是用折流桿左端為自由端,開口方向與殼體進氣氣體流向一致。圈組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)折流板支承換熱管,由4個折流桿5施工過程中的質(zhì)量控制圈按上、下、左、右組成一組,在組內(nèi)4個折流桿圈的彼此相位差為90°,實現(xiàn)對換熱管的4個方向的支(1)由于該設(shè)備曾經(jīng)運行過,在工作溫度200℃、承。兩折流圈的間距為350~370mm,4個折流桿圈之間工作壓力3.5MPa和工作介質(zhì)的作用下,焊縫和殼體距離為1400~148mm,選用的折流杄規(guī)格為d65mm?？赡軙霈F(xiàn)滲氫。為了消除滲氫對后續(xù)焊接質(zhì)量的由于折流圈間距過大,折流桿剛性不足,使管束的整影響,必須對殼體進行消氫處理。體剛性降低,工作時在管程流體和殼程流體作用下,2)要對焊接過程進行質(zhì)量控制,嚴格按焊接工容易產(chǎn)生聲響和振動藝要求査驗焊接材料,確保焊材選用合理、質(zhì)量合格,并保障整個焊接過程處于受控狀態(tài),焊接質(zhì)量合格。樣目(3)對設(shè)備的整改部位在施工過程中做PT、UT無損檢測進行質(zhì)量控制6結(jié)束語圖3折流桿型式支撐結(jié)構(gòu)圖通過合成氣換熱器聲振產(chǎn)生原因的分析以及提出和實施有針對性的處理方案,可以得到如下結(jié)論。4聲振動消除措施(1)合成中國煤化工原因是由設(shè)計針對上述可能造成合成氣換熱器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動者的失誤造團HCNMHG題最好是在事76神舉技第4期前預(yù)防,而不是待振動岀現(xiàn)后再去整改。這就要求點要由施工方、合成油品裝置改造項目組、使用方和設(shè)計者在設(shè)計過程中充分考慮各種因素,只有這監(jiān)理工程師共同確認,確保施工質(zhì)量,為整改后設(shè)備樣才能使設(shè)計的產(chǎn)品更加完善,操作使用更加安全的安全運行打下基礎(chǔ)?？煽?。(2)換熱器振動問題的處理措施要有針對性?？蓞⒖嘉墨I嘗試采取調(diào)整開停工程序、調(diào)整殼程介質(zhì)流體入口[1B151-199,管殼式換熱器[s速度、在介質(zhì)流體入口前增設(shè)緩沖板或?qū)Я魍驳确?]張穎,流體誘發(fā)換熱器管束振動機理與防振[J].化工裝備技術(shù)2008(2).法進行處理。合成氣換熱器聲振問題的處理方案中[3]符興承管殼式換熱器管束振動分析與防振措施[J.化學(xué)工業(yè)與殼體主焊縫的焊后檢驗無法采用RT檢驗,達不到原工程技術(shù),2003(3)設(shè)計要求,對設(shè)備安全運行留下了隱患。因此,要在[4]黃小平準橢圓截面折流桿式換熱器及管束制造工藝[J石油化充分論證的基礎(chǔ)上謹慎采用。工設(shè)備技術(shù),2003(3)(3)對換熱器振動問題的處理。當(dāng)確定采取對殼體等主要受壓元件進行整改時,處理方案實施過程作者簡介:高海水(1956-),高級工程師,國家注冊沒備監(jiān)理的質(zhì)量控制至關(guān)重要。一定要有懂專業(yè)、責(zé)任心強的師,中國壓力容器學(xué)會制造委員會委員,現(xiàn)供職于中國神華煤制油化工有限公司,主要從事石油化工、煤制油化工設(shè)備制造質(zhì)暈臨檢工作監(jiān)理工程師全過程實施監(jiān)控,對施工過程中的關(guān)鍵Analysis and Solution to Acoustic Vibration ofSyngas Heat ExchangerGAO HaishuiChina Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co., Beiing, 100011, China)Abstract: The cause of acoustic vibration of syngas heat exchanger is figured out, and the solution of which is discussed and developed underthe joint efforts with the designer and manufacturer and implemented in revamping synthetic oil product unit. The rigorous process control isapplied so as to ensure construction quality and reach target for revamping syngas heat exchanger, furthermore, the acoustic vibration isKey words Syngas heat exchanger; Acoustic vibration: Cause analysis, solutions; Process control(收稿日期:2012-01-09貴任編輯:楊靜(上接第63頁)Cause analysis and Test study on Lower Rewhat SteamTemperaturefor a 1000MW Tower Type boilerLUO Shaohui LI ChunhongShenhua Zhejiang Guohua Zheneng Power Generation Co. Ltd., Ninghai 315612, ChinaAbstract: Find out the reason by experiment directing against the problem of lower reheat steam temperature existing on a 1000MW toweroiler, and through taking action of combustion adjustment and soot-blowing optimization, the reheat steam temperature greatly increased. Theonomic effect is obvious, and other similar boiler can reference from this experience.Key words: 1000MW: Ultra supercritical; Tower type boiler; Reheat steam temperature(收稿中國煤化工編輯:馬小軍)CNMHG