聚合反應器內冷管組與殼體的組裝

2011-07-25 10:28:24馬維麗趙家煒曹文輝

壓力容器 2011年10期

馬維麗，趙家煒，曹文輝

(中石油第二建設公司，甘肅蘭州 730060)

0 引言

聚合反應器是某石化公司5萬噸/年丁腈橡膠裝置的核心設備之一，由殼體、內冷管組及攪拌系統三大部分組成，殼體主體材質為16MnR+304L復合板，結構尺寸?2800 mm×9763 mm;內冷管組由4組環管組成，結構尺寸?2600 mm×9044 mm，材質0Cr18Ni9;攪拌系統由國外成套采購［1－2］。

該設備不僅結構復雜，而且要求設備殼體內表面、內冷管外表面及接觸物料的其他構件的表面均需進行拋光處理，要求表面粗糙度Ra≤0.05 μm［3］。設備簡圖見圖 1。

1 聚合反應器制造難點分析

內冷管組固定在殼體內部，由四圈管束(?2600/?2320/?2040/?1760 mm)和上、下兩端的兩組集合管組成，每圈管束由上、下兩圈環管［4］和22 根均布的列管(?89 mm ×6570 mm)組焊而成。因此，在廠房內采用何種科學有效的施工方案將內冷管組裝入殼體，使內冷管支架以及導向支架墊板定位準確，并保證內冷管組不與殼體內壁發生接觸而劃傷拋光面，是組裝的難點之一。

圖1 聚合反應器結構示意

2 內冷管組與殼體組裝的技術措施

2.1 內冷管組與殼體組裝方案的確定

根據聚合反應器的制造工藝安排，內冷管組需在組對封頭之前整體與殼體組裝。反應器殼體內徑?2800 mm，內冷管組最外圈環管外徑?2689 mm，環管外壁與殼體內壁的間隙僅55.5 mm。同時由于內冷管組結構尺寸?2600 mm×9044 mm，重量7.4 t，將其整體組裝入殼體的最大難點是確保內冷管組不與殼體內壁發生接觸而劃傷拋光面(無法返修)。由于廠房、設備等條件限制，經過認真研究和分析，最后確定采用內冷管組與殼體整體臥裝的方案，即通過設計制作滑車，在內冷管組兩端的環管上安裝負重滑車及導向滑車，然后用橋吊將內冷管組整體滑入殼體內。

2.2 滑車的設計制作

由于內冷管組的體積大、重量重、剛性差，環管與殼體內壁的間隙僅為55.5 mm，因此，設計制作的滑車必須確保內冷管組能在與殼體內壁不接觸的前提下順利滑入殼體。根據這種需要，設計并制作了兩套滑車，每套滑車由1組負重滑車和2組可徑向調節的導向滑車組成。兩套滑車分別安裝在內冷管組兩端的環管上，滑車在內冷管組兩端的環管上的布置如圖2所示。

2.2.1 負重滑車

負重滑車主要用來承載內冷管組的自重，其負重輪是并列的2只單列向心球軸承，阻力小、成本低。為了避免負重輪在殼體內表面壓出壓痕，損傷殼體內壁拋光面，必須在負重輪與殼體內壁間敷設保護層，保護層由上到下分別是鋼板、橡膠板及保護膜。負重滑車設計圖及安裝方法如圖3，4 所示。

2.2.2 導向滑車

導向滑車的主要作用是:保證內冷管組向殼體內部滑行時的軌跡為直線;防止內冷管組在滑行時左右晃動。這就要求兩側導向滑車的滾輪既不能同時與殼體內壁直接接觸，也不能有太大間隙。

圖4 安裝在環管上的負重滑車

由于殼體存在直線度偏差且每臺設備殼體的橢圓度偏差不同，因此，其間隙大小應略大于殼體的直線度極限偏差。為了滿足這種要求，將導向滑車滾輪設計為徑向可調，即滾輪的伸出長度可調。為了防止導向滑車滾輪在殼體側壁內壓出壓痕(雖然滾輪對殼體側壁壓力很小)，選擇非金屬材料來制作滾輪，同時在滾輪的運行軌跡上對殼體側壁進行貼膜保護。導向滑車結構設計圖及安裝方法如圖5，6所示。