尿素產品冷卻器設備中多孔板平面度的控制

(中國五環工程有限公司，湖北 武漢 430223)

尿素產品冷卻器是尿素造粒裝置中冷卻尿素顆粒的重要設備。設備中間設置有多孔板，尿素顆粒進入該設備前，先由鼓風機通過設備下部的空氣進口管吹進大量的冷空氣。多孔板為波浪型板面，冷空氣出氣噴射孔設置在波浪型板面的斜錐上(見圖1)，氣體斜側吹入；尿素顆粒進入冷卻器后，足夠的氣量將尿素顆粒吹起，并在多孔板上方300 mm左右上下翻騰，尿素顆粒在浮動床上翻動時被冷卻。氣體在斜側吹入的同時，又將顆粒向前推行，最終將冷卻后的尿素顆粒吹至設備出口，進入下道工序。

圖1 多孔板開孔結構

1 尿素產品冷卻器的內部結構

該冷卻器為矩形鋼結構設備，矩形設備其內部尺寸為：長13 000 mm，寬3 850 mm，總高8 250 mm。設備主要功能部件為多孔板，設置在設備中間，整塊多孔板長12 980 mm、寬3 630 mm、板厚1.5 mm。該孔板由60塊小型孔板組成，每塊小型多孔板最大板幅4 250 mm×255 mm，板的四周邊緣向下折邊60 mm，兩個多孔板下部折邊處用螺栓連接，每兩塊小的多孔板上折邊接縫處用密封焊填滿；多孔板由設置在下端的鋼支架支撐著。尿素顆粒的冷卻效果及顆粒均勻程度的好壞，除了與關鍵的噴射孔有關外，還與多孔板結構設計、制造精度有很大關系；同時與鋼支架固定設備時的水平度、塔盤的安裝平整度有密切關系。為此對鋼支架的平面度就提出了相應的要求。多孔板和鋼支架支撐結構見圖2。

圖2 多孔板與支撐板的結構

2 多孔板與支架支撐結構組裝后平面度設計要求

從設計的結構看多孔板與支架支撐結構這兩者的平面度直接影響尿素顆粒的質量，為此設計時對此提出了如下要求：板面安裝完畢后，要求多孔板在175 mm的長度范圍內的最大不平度不超過2 mm，整個多孔板平面的最大撓度不超過3 mm。為此，制造單位按設計要求采取了相應措施。

2.1 板面平整度控制

多孔板由專業制造廠制造，將板厚1.5 mm的薄板先用專用壓邊機折邊，并用四邊夾緊的專用沖孔機沖出折邊，保證了多孔板平整度。

2.2 支撐支架水平度控制

支撐支架由扁鋼圈及支撐鋼組成，設計要求先在制造廠對支撐支架進行預組裝，扁鋼圈及支撐鋼在預組裝時按裝配尺寸點焊在設備殼體設計位置上，然后安裝其余支架零件，安裝后調節整個支撐平面的平整度，為保證多孔板安裝后能達到設計要求做準備。

3 實際制造、運輸及安裝的誤差

3.1 多孔板制造及運輸誤差

單塊多孔板制造完畢后，其平整度、幾何尺寸、開孔范圍等在專業制造廠出廠時，雖經檢驗均滿足設計要求，但在出廠過程中，由于沖孔加工后多孔板的應力釋放，以及未對多孔板做相應的工裝保護，使多孔板在運輸及裝配廠商放置期間，發生局部塑性變形，水平度超差，這影響下一步多孔板精確組裝。

3.2 支撐支架安裝誤差

支架組裝完畢后，用紅外線水平測試儀檢測，滿足設計尺寸及公差要求，但進行滿焊時，由于扁鋼及支架為不銹鋼材料，加之板材長約3 630 mm，板厚較薄僅12 mm，焊接成型后產生較大變形，經紅外線水平測試儀檢測，誤差達10～15 mm，經過調整及加墊塊處理后，支撐架水平度基本滿足圖紙要求。

3.3 組裝的誤差

支撐支架雖然基本符合設計要求，但多孔板本身仍存在一定偏差，故在裝配時，拼接及焊接過程均產生了局部變形。這樣在組裝時多孔板難以達到設計撓度為3 mm的要求；多孔板拼裝為成品件時，對拼裝處誤差較大的部位采用木槌敲擊，當全部校平達到要求后，采用低電流焊接，焊接順序采用對稱短距離焊接，全部焊接成型后，單片多孔板誤差控制在5 mm左右，整塊多孔板平面度在初步安裝完成后測量誤差在10 mm左右，偏離設計要求值較大。

4 對誤差的處理

多孔板初步組裝后出現了較大誤差，制造方又作了精心安裝與微調。調整結束后，相鄰孔板折邊處高低偏差不超過0.5 mm，個別部位多孔板整體折邊處的高低偏差不超過5 mm；經各方研究及工藝商同意，在不影響設備生產工藝性能的前提下，可將上述要求作為產品驗收標準。

5 今后制造中的改進

5.1 采取相應工裝

多孔板在專業制造廠制造完成后，特別是噴射孔試驗、板面檢測合格達到設計要求后，在出廠前，應考慮采取相應的工裝，保證材料沖壓后，防止應力釋放和運輸造成的變形，如在多孔板折邊處設置內側不銹鋼撐板，使單塊多孔板在有剛性支撐的狀態下放置或運輸，以防止板面的塌陷變形。

5.2 安裝支撐架注意事項

安裝支撐架時，可以考慮支撐支架側臥安裝，盡量減少支撐扁鋼產生撓度，確保平直；焊接時，采用低電流，對稱焊接，減少不銹鋼焊接支撐梁的變形，確保支撐架的水平度滿足要求，支撐架水平度是保證多孔板平整度的前提。

5.3 安裝多孔板注意事項

在安裝多孔板時，控制好相鄰孔板折邊處高低偏差不超過0.5 mm，多孔板整體折邊的相鄰高低偏差不超過3 mm，按以上要求組對后，先將相鄰多孔板折邊處及多孔板與箱體四周的支撐板點焊，再點焊多孔板下方折邊與支撐板缺口；焊接時先焊接多孔板短邊焊縫，其中十字焊縫處調整達到以上要求方可施焊；待所有短邊焊接完成后，再進行長邊的焊接，長邊由內向外焊接；經實地測量，每條分39段，焊接時先焊接奇數段，后焊接偶數段，直至焊接完成，以此防止板面變形；焊接時采用小電流、快速焊、強散熱的方式；按以上方法，則整個多孔板平面的最大撓度基本可以控制在設計要求范圍內。

6 結語

尿素產品冷卻器中多孔板部件是該設備的功能性零部件，氣體通過多孔板起到冷卻造粒及導向的作用，氣體噴射沖出孔口時，需要氣量均勻、平穩、持續，為了達到此目的，對多孔板平面度有較高要求。由于多孔板結構特殊、板幅較大、板厚較薄、剛性較差、成型難、加之不銹鋼材料焊接后易變形等特點，所以在制造過程中要特別注意圖紙中的各項要求，要嚴格控制各工序中的尺寸及公差要求，做好各零部件的運輸保護工作，嚴格按圖紙要求施工，按嚴格的施工程序，一定能夠做出合格的產品。