中压废热锅炉密封结构改进.pdf

第12期 ．49．． 中压废热锅炉密封结构的改进 杨军利 (北京航天万源煤化工公司兰州分公司，甘肃 兰州 730050) [摘 要]对中压废热锅炉密封失效的原因进行了分析，介绍了无垫片焊接密封结构Q密封环在中压废热锅炉设计中的应用。 [关键词]换热器；中压废热锅炉；法兰密封；无垫片焊接密封；Q密封环 我 国石油化工和化肥企业 中普遍使用 中压废 不能 自由膨胀 ，必然产生附加的温度差载荷，设 热锅炉 (简称 中压废锅)进行热量 回收利用，在 备法兰产生挠 曲，引起工作介质泄漏 。 变换工段 中普遍使用的中压废锅，经常发生介质 1．4进出口介质温差引起管板翘 曲 泄漏，或正常操作时不漏，在升温、降温 中泄漏 由于管程分为上下两程 ，管箱进 出口介质温 严重。这些都对环境造成了污染，同时给化工设 差较大 (最大可达200℃)，管板上下侧膨胀不一 备的安全运行留下了隐患。 致，造成管板翘 曲变形，产生泄漏。 某企业变换工段的中压废锅，采用釜式U管换 此类泄漏 国内已有多起报道。 热器即BKu型换热器，直径1000／2000mm，管程 1．5制造加工的变形 设计压力4．0MPa，设计温度450~C，管程工作介质 为变换气，壳程工作介质为锅炉水和蒸汽，采用 中压废锅管板通常采用Cr-Mo钢锻件堆焊不锈 常规两设备法兰夹持管板的管箱可拆结构，密封 钢结构，虽然在堆焊不锈钢后进行了焊后消应力 垫片采用不锈钢缠绕垫片。安装后在装置试车阶 热处理，可消除堆焊变形，但随后换热管与管板 段即发生管板处工作介质一变换气泄漏，引起管 的焊接，虽然能采取各种防止焊接变形的工艺措 箱侧设备法兰着火。 施 ，可始终存在一定的焊接变形 。此时如管束整 体再去热处理，会造起不可避免的热处理变形， 1介质泄漏原因分析 同时还影响不锈钢管的耐腐蚀性能，后续还需进 1．1工作介质强渗透性 行必要的机械加工，这都是制造工艺和后续使用 管程工作介质为变换气，其组成为H 、CO、 所不允许的。 CO等，其中主要成分H：为强渗透性介质，极易形 如果试 图通过对管束 中管板密封面进行加 成泄漏。 工，以消除管板的焊接变形，一方面众多制造厂 1．2高温蠕变 缺乏大型机加设备无法实现，另一方面该机械加 低合金钢 的高温蠕变温度范围在400～450℃ 工的费用相当高昂。据调查DN1400管板密封面的 以上 。此设备管程设计温度为450~C。由于开车调 机加工费用接近30万元 。更关键 的是不经焊后热 试阶段操作不稳定 ，温度发生波动 ，短时可能达 处理的机械加工无法从根本上消除密封面的焊接 到约500℃，造成Cr-Mo钢设备法兰以及紧固螺柱 变形。 的弹性模量降低，金属垫片塑性增加，回弹性能 对于高压或高温法兰及较大直径U管