螺旋纏繞管式換熱器繞管機(jī)的設(shè)計

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1、螺旋纏繞管式換熱器繞管機(jī)的設(shè)計張慶生開封東京空分集團(tuán)有限公司河南開封475001摘要：簡介了螺旋纏繞管式換熱器繞管機(jī)的工作原理、技術(shù)參數(shù)和使用性能，分析了它在螺旋纏繞管式換熱器生產(chǎn)中所起的重要作用。關(guān)鍵詞：螺旋纏繞管式換熱器繞管機(jī)螺旋纏繞管式換熱器的發(fā)展與壓力容器的發(fā)展密切相關(guān)，最早是由德國的林德公司于1898年制造，我國一些化肥廠引進(jìn)了該公司生產(chǎn)的換熱器。它結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效率高、單位體積換熱面積大，可實現(xiàn)多股流換熱，具有很好的熱補(bǔ)償能力，適合深冷系統(tǒng)的換熱。螺旋纏繞管式換熱器是大型化工工藝過程的重要設(shè)備，而且是一個高效節(jié)能的設(shè)備，主要用于凈化流程的低溫甲醇洗裝置以及空分裝置、大型化

2、肥廠、乙烯工程等，在我國目前主要應(yīng)用于大化肥合成氨裝置(美國德士古工藝)中甲醇洗工段。但其制造工藝較復(fù)雜，主要由繞管體和殼體兩部分組成，繞管體由中心筒、換熱管、墊條及管卡等組成，換熱管緊密地繞在中心筒上，用平墊條及異形墊條分隔，對材質(zhì)的要求相對較高。此外，設(shè)備的清洗也比較困難。螺旋纏繞管式換熱器與常規(guī)形式相比，具有以下優(yōu)點：（1）降低了溫差應(yīng)力，對于降低管子與管板連接區(qū)的峰值應(yīng)力、防止破裂和疲勞起到很大的作用；（2）由于換熱器工作時約束緩解，管板與管子連接區(qū)的局部應(yīng)力和總體應(yīng)力均降低，大大減少了高事故率的管板與管子結(jié)合區(qū)的破壞現(xiàn)象，提高了運行的可靠性；（3）減小了主體結(jié)構(gòu)件如管板、殼

3、體的厚度（這對于采用昂貴材料制造的換熱器具有很大的意義）。螺旋纏繞管式換熱器在制造過程中設(shè)置緩沖應(yīng)力，使換熱器工作時由溫差和壓差所引起的內(nèi)應(yīng)力得到有效削除，從而改善換熱器的工作條件，提高了換熱器的使用壽命及可靠性。為了保證螺旋纏繞管式換熱器的技術(shù)要求和加工質(zhì)量，設(shè)計了大型專用工裝設(shè)備——螺旋纏繞管式換熱器繞管機(jī)，結(jié)構(gòu)見圖1。-4-它由大齒圈、傳動箱、調(diào)速及減速裝置、操縱站及電氣箱、傳動箱底座平板、滾輪架、1工作原理螺旋纏繞管式換熱器繞管機(jī)由傳動箱、調(diào)速及減速裝置、操縱站及電氣箱、首部托架座平板、調(diào)整墊鐵、尾部托架座平板等組成，其工作原理：通過無級調(diào)速電機(jī)帶動傳動機(jī)構(gòu)（調(diào)速及減速裝置，

4、由制動器、減速器、齒輪、調(diào)整塊組成，要求兩軸中心線的鈄度≤0°30″，允許的徑向位移0.10mm），其輸出端的齒輪和大齒圈相嚙合帶動主軸與設(shè)置在首、尾部托架平板支承滾輪架上的中心筒一起旋轉(zhuǎn)，用激光水平儀沿中心筒中心線找正，使中心筒在繞制中不出現(xiàn)偏心。繞制時將換熱管從一端沿順時針方向開始，用平墊條和異形墊條支承，用管卡固定，由里到外逐層繞制而成，中心筒的轉(zhuǎn)速由無級調(diào)速電機(jī)控制。支承結(jié)構(gòu)采用前、后兩自制鋼結(jié)構(gòu)滾輪架（由滾輪、底板、支承板組成，結(jié)構(gòu)見圖2）支撐，螺旋纏繞管式換熱器繞管機(jī)組裝后要求各運轉(zhuǎn)部分靈活，無異常響聲，且電機(jī)無級調(diào)速時靈敏可靠。-4-2主要技術(shù)參數(shù)（參照圖1）繞管體最大

5、直徑/mm2800繞管體最大質(zhì)量/t≤83繞管轉(zhuǎn)速/r.min-11～4繞管中心距平板面距離/mm1000繞管中心距車間地坪面距離/mm1428繞管最大扭矩/N·M26392對接支承法蘭直徑/mm1000主電機(jī)功率/kW11尾部托架最大調(diào)整移動量/mm30003設(shè)備的優(yōu)點該繞管機(jī)可保證繞管體在重力作用下仍可順利轉(zhuǎn)動，能承載最大載荷83t。性能優(yōu)于同類設(shè)備，能在同一設(shè)備上繞制φ1000～2800mm（見圖1）的繞管換熱器，實現(xiàn)了自動控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，它的優(yōu)點：1）由于傳動箱（由大齒圈、主軸、圓盤、滾子軸承等組成，結(jié)構(gòu)見圖3）兩端、主軸前后都采用相同型號的雙列圓柱滾子軸承，主要承受徑

6、向載荷，使其承載能力增大，繞制繞管體的噸位增加。2）大齒圈后置（見圖3）可使主軸受力均衡，降低主軸的旋轉(zhuǎn)速度，并向主軸傳遞扭矩，在繞制中，保持繞管體具有大的旋轉(zhuǎn)慣性和穩(wěn)定性。3）由于大齒圈作為二級變速，省去了龐大的變速機(jī)構(gòu)，使繞管機(jī)體積變小，結(jié)構(gòu)更加合理（見圖1）。4）繞管機(jī)由無級調(diào)速電機(jī)實現(xiàn)無級變速。該繞管機(jī)可正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時還能進(jìn)行激光定位誤差分析，還兼顧了設(shè)備中其他零部件結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，滿足了設(shè)備的加工精度要求。在螺旋纏繞管式換熱器制造中，保證了繞管體繞制中的低速重載的要求，采用無級變速和加粗主軸直徑，既使對于大型繞管換熱器，繞管體無論繞制第

7、一層或至最外層時，仍可以實現(xiàn)較低的線速度，使繞管體的轉(zhuǎn)速保持在較為理想的狀態(tài)，從而排除了繞制中通常出現(xiàn)的每層速度不均的狀況，繞管繞制質(zhì)量穩(wěn)定，并且為了提高生產(chǎn)效率，采用了快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，縮短了輔助時間。4結(jié)束語2007年該螺旋纏繞管式換熱器繞管機(jī)已為開封東京空分集團(tuán)有限公司-4-給河南義馬開祥化工（25萬噸低溫甲醇洗項目）生產(chǎn)的DR8700系列螺旋纏繞管式換熱器繞制了5臺，最大的單臺生產(chǎn)重量（72t），為東京空分在螺旋纏繞管式換熱器生產(chǎn)領(lǐng)域占有一席之地