Destilační věž je důležité zařízení běžně používané v petrochemické výrobě, které umožňuje těsný kontakt mezi fázemi plyn-kapalina nebo kapalina-kapalina, čímž je dosaženo účelu přenosu hmoty a tepla mezi fázemi. S rozvojem čínského petrochemického a rafinérského průmyslu se zvyšuje používání vysoce korozivních médií a požadavky na materiály jsou stále vyšší. Materiály odolné proti korozi, jako jsou neželezné kovy a jejich vybavení z kompozitních desek, se stále více používají. Tento článek používá destilační věž v projektu PTA jako příklad pro vysvětlení problémů, s nimiž se setkáváme v procesu návrhu destilační věže, a doufá, že v budoucnu poskytne nějaké reference pro podobné zařízení.
1. Hlavní parametry
A výběr pracovního média destilační věže je: kyselina octová, voda atd.; Návrhový tlak je 1,4 MPa/FV; Návrhová teplota 245 stupňů @ 1,4MPa/100 stupňů C @ FV. Základní tlak větru je 500N/㎡; Seismická intenzita je 7 stupňů; Základní seismické zrychlení je 0,10g; nastavit
Seismické seskupení je první skupinou; Typ půdy lokality je třída IV a kategorie drsnosti země je A. Schematický diagram rozměrů konstrukce zařízení je znázorněn na obrázku 1. Médium v závodě PTA má silnou korozivnost a titanový materiál může lépe splňovat požadavky na odolnost proti korozi . Vzhledem k vysoké ceně titanového materiálu a jeho nevhodnosti pro výrobu velkých tlakových nádob může použití kompozitních desek z titanové oceli k výrobě tlakových nádob výrazně snížit náklady na zařízení. TA1 má nižší pevnost, lepší houževnatost a menší zbytkové napětí po výbuchu. Pevnost spojení kompozitní desky je vyšší. Proto při výběru TA1+Q345R jako hlavního kompresního komponentního materiálu a kompozitní deska z titanové oceli, opláštění není zahrnuto do pevnosti a pouze uvažováno
S ohledem na pevnost základní vrstvy je nutné navrhnout požadavky na uhlíkový ekvivalent, tvrdost, rázové zkoušky, zkoušky ultrazvukem atd. pro Q345R použitý v základní vrstvě pro zajištění mechanických vlastností základní ocelové desky. Aby bylo zajištěno pevné spojení mezi potaženým titanovým materiálem a základní ocelovou deskou, měla by být kompozitní deska z titanové oceli výbušně spojena v souladu s ustanoveními NB/T47002.3-2019 Úroveň B1 a dodávána v odlehčujícím pnutí stav žíhání. Pevnost ve smyku kompozitní desky by měla být větší nebo rovna 180 MPa při dodání.
V důsledku výrobních procesů, jako je válcování válců, tvarování hlavy a tepelné zpracování po svařování během výroby zařízení, se může smyková pevnost kompozitních desek snížit. Aby byla zajištěna bezpečnost zařízení, po dokončení výroby zařízení by měla být také zajištěna pevnost ve smyku kompozitních desek, která nebude menší než 140 MPa.
2. Hlavní konstrukční řešení zařízení
2.1 Konstrukce svařovaného spoje ve tvaru T z kompozitní desky z titanové oceli
Struktura spoje ve tvaru T na podélných a obvodových svarových spojích kompozitní desky je znázorněna na obrázku 2. Na spoji ve tvaru T se obvykle používá samostatná krycí deska ve tvaru T se zaobleným rohem. Pro pohodlí ochrany argonem na zadní straně během svařování a detekce netěsnosti překrývajícího se spoje krycí desky by měly být na těsnění každého podélného a obvodového svarového spoje vyvrtány alespoň 2 Φ 6 otvorů pro detekci netěsností a umístění otvory pro detekci netěsností by měly být co nejblíže k hornímu a dolnímu bodu podélného svaru a ke dvěma koncům obvodového svarového spoje. Aby bylo možné včas detekovat místa netěsností a snížit spotřebu argonového plynu pro ochranu zadní strany během svařování, nejsou kanály detekce netěsností mezi každým vložkovým válcem vzájemně propojeny. Proto by měla být podložka pod krycí deskou ve tvaru T utěsněna stříbrným pájením, když je připojena k podélnému svaru jiného úseku obložení válce.
2.2 Převzetí příruby
Kvůli velkému zatížení ústí procesní trubky, aby byla zajištěna bezpečnost spojení mezi spojovací trubkou a pláštěm, používá spojovací trubka silnostěnnou kovanou trubkovou konstrukci pro celkové vyztužení. Vnitřní stěna spojovací trubky má titanovou výstelkovou strukturu, která by měla zajistit těsné uložení mezi titanovou výstelkou a vnitřkem spojovací trubky. Vzhledem k různým materiálům přejímací skořepiny a obložení vzniká napětí vyvolané tepelnou roztažností
Podobně může superpozice napětí snadno vést k poškození na spoji spojovací trubky a obložení pláště. Spojovací konstrukce mezi vložkou připojovací trubky a skořepinovou vložkou by proto měla zajistit dostatečnou pružnost na spoji a zamezit výraznému namáhání svarového spoje. Spojení mezi pláštěm a spojovací trubkou by mělo mít přírubovou strukturu, aby byl zachován hladký přechod. Pro kontrolu netěsností v titanovém obložení během provozu zařízení a jako výstup plynu mezi spojovací trubkou a obložením by měly být na zadní straně každého obložení spojovacího potrubí instalovány dva otvory pro detekci netěsností o průměru 6 mm, umístěné na hrdle spojovacího potrubí. příruba potrubí a nejnižší bod blízkého pláště. Struktura lemu obložení a struktura otvoru pro detekci netěsností přejímací příruby jsou podrobně popsány na obrázku 3.
Konstrukce těsnící plochy příruby je klíčovým faktorem ovlivňujícím utěsnění příruby. Destilační věž má dlouhou integrální kovací přírubu s vysokým hrdlem a těsnicí plocha příruby je vyrobena zkompozitní deska z titanové oceli. Detailní konstrukční typ je znázorněn na obrázku 4. Základní vrstva kompozitní desky těsnící plochy příruby je pevně přivařena k výkovku příruby a titanové obložení uvnitř spojovací trubky je přivařeno k opláštění kompozitní desky těsnicí plochy pomocí plně svařeného rohu spoj s opěrnou deskou. Tento typ těsnící plochy značně zvyšuje bezpečnost těsnění příruby. Kvůli snadnému úniku těsnicí plochy příruby by měly být otvory pro šrouby příruby také vyloženy titanovou strukturou, aby se zabránilo rychlé korozi části příruby z uhlíkové oceli a zajistilo se bezpečné používání zařízení.
