长颈对焊法兰与壳体圆筒的对接-炼油与化工2012-6

2012年第6期摘要：容器选用或参照JB/T4703-2000长颈对焊法兰设计时，长颈对焊法兰与壳体圆筒的对接一直是压力容器设计人员所关注的焦点。文中以浮头式换热器中壳体的管箱侧法兰设计为例，结合长颈对焊法兰标准的扩充使用方法，阐述了长颈对焊法兰与壳体圆筒的对接时的设计要点。关键词：长颈法兰；壳体圆筒；对接接头；设计中图分类号：TG441.2文献标识码：B文章编号：1671-4962（2012）06-0031-02长颈对焊法兰与壳体圆筒的对接张光，余刚，王伯（辽阳石油化纤公司机械厂，辽宁辽阳111003）在浮头式或U形管式换热器设计时，经常遇到壳体的管箱侧法兰选用或参照JB/T4703-2000长颈对焊法兰设计问题。尤其是容器制造厂设计部门按照工艺所选的换热器型号进行设计，当换热器型号的公称压力比设计压力高时，设计时将面临长颈对焊法兰与壳体圆筒的对接问题。现通过实例对该问题进行讨论。1设备参数压力容器设计时，碳钢浮头式换热器工艺选型为BES1100-4.0-325-6/25-4I，设计参数见表1。表1换热器的设计参数现以管箱法兰/管箱侧法兰设计的3种方案对管箱侧法兰与壳体圆筒的对接问题进行讨论，而对管箱圆筒由于采用整体开孔补强而加厚，不存在与管箱法兰对接时需要考虑法兰小端直边的削薄过渡问题。2设计方案（1）方案一管箱法兰/管箱侧法兰的结构尺寸完全按JB/T4703的FM1100-4.0［1］确定，法兰材料为16MnⅡ，按JB/T4700-2000表2［1］选配管箱垫片为JB/T4719缠绕垫G53-1100-4.0-4，管箱侧垫片为JB/T4719缠绕垫C53-1100-4.0，相应螺柱材料为JB/T4707的40MnB/螺母为SH3404（Ⅱ）的35。查JB/T4700表7［1］，管箱法兰/管箱侧法兰均能满足设计要求。项目壳程管程计算压力/MPa2.21.5计算温度/℃170200腐蚀裕量/mm33的在线监可以及时发现隐患，杜绝安全事故发生。参考文献：［1］中国国家标准化管理委员会.GB2536-2011，电工流体、变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油［S］.北京：中国标准出版社，2010.［2］王强，沈本贤，凌昊，等.基于碳数分布和族组成分析的脱沥青有加氢异构反应产物［J］.燃料化学学报，2006，34（5）：583-589.［3］王宗宽.电子铝箔轧制基础油成份与性能的研究［D］.长沙：中南大学，2007.［4］于会民.芳烃对变压器油关键性能的影响［D］.青岛：青岛科技大学，2005.［5］蒋晓明，王晓勇，陈月珠.提高变压器油氧化安定性方法研究［J］.润滑油，2000，15（4）：6-8.［6］高善彬，刘和彬，王新苗，等.润滑油基础油组成对其性能的影响［J］.化工科技市场，2010，33（9）：36-39.［7］尹洪波，张娟，张颖.影响变压器油质量因素的研究［J］.石油炼制与化工，2006，37（9）：59-62.［8］张辉.润滑油抗氧剂的现状与发展趋势［J］.石油商技，2008，26（6）：44-47.［9］陈丽华，张有序.金属减活剂改善变压器油使用性能的探讨［J］.石油学报（石油加工），2003，19（2）：62-69.［10］辛立军，韦淑兰.浅谈变压器油的析气性［J］.变压器，2004，41（2）：8-9.［11］王健一，凌愍，刘雪丽.变压器油性能指标解读［J］.石油商技，2009，27（5）：26-29.［12］王乾，杨立新.变压器油电气性能的影响因素分析［J］.电力建设，2008，29（8）：61-65.［13］赵艳丽，王雪梅.变压器油击穿电压影响因素探讨［J］.石油商技，2011，29（4）：45-47.收稿日期：2012-11-12作者简介：张美琼，女，中国石油大学化学工程专业在读研究生，研究方向为化学反应工程。炼油与化工REFININGANDCHEMICALINDUSTRY31炼油与化工REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第23卷按JB/T4703取与管箱侧法兰对接的壳体圆筒最小厚度为20mm，即能满足GB151［2］的圆筒最小厚度14mm（考虑腐蚀裕量3mm）要求，同时又能满足壳体接管开孔补强的需要。该方案虽方便设计，不需作长颈法兰与壳体圆筒对接问题的进一步考虑，只需按JB/T4700中图1［1］从法兰的锥颈直边拐点（即锥颈小端处）削薄至壳体圆筒厚度增加3mm即可，但管箱侧法兰与壳体圆筒的厚度过于保守，增加了设备制造成本。该方案的管箱侧法兰主要结构尺寸见表2。（2）方案二管箱法兰/管箱侧法兰选型、法兰材料、管箱/管箱侧垫片及螺柱/螺母同方案一，只是将与管箱侧法兰对接的壳体圆筒厚度取为16mm。此时对管箱侧法兰颈部小端直边的处理方法有3种。①直接按JB/T4703表3将方案一中表2的法兰高度H定为220mm，将小端直边削薄至19mm即可；②将方案一的管箱侧法兰颈部小端厚度取为19mm，经SW6强度计算软件［3］校核计算通过，管箱侧法兰主要结构尺寸见表3；表2方案一管箱侧法兰结构尺寸/mm法兰厚度δ104法兰颈部高度h48法兰高度H195法兰大端厚度δ242法兰小端厚度δ128壳体圆筒厚度δ020③将管箱侧法兰颈部小端厚度直接取为壳体圆筒厚度16mm，则表3需增加法兰厚度为108mm。此方案虽在方案一的基础上减小了壳体圆筒厚度，并相对而言其方法二可取，但按设计条件要求，尚有强度余量。（3）方案三将方案一的壳体圆筒厚度取为14mm，因圆筒厚度已超出JB/T4703表3所列值，故管箱法兰/管箱侧法兰的结构尺寸需经SW6计算校核后确定。按设计条件计算结果［4］得出管箱法兰/管箱侧法兰厚度为59mm，考虑与所夹持的固定管板厚度协调，取为85mm。该方案较方案二更为节约经济，但需要考虑管箱侧法兰与壳体圆筒对接时法兰直边段因削薄过渡而应增加的长度［5］。该方案的管箱侧法兰主要结构尺寸见表4。表3方案二管箱侧法兰结构尺寸/mm法兰厚度δ108法兰颈部高度h48法兰高度H220法兰大端厚度δ242法兰小端厚度δ119壳体圆筒厚度δ0163法兰直边段的削薄长颈法兰与壳体圆筒对接时，法兰直边段削薄方案有2种。方案A：按JB/T4700图1从锥颈直边拐点削薄至壳体圆筒厚度加3mm。方案B：从锥颈直边端面与壳体圆筒等厚点按斜度1∶3削薄。对于长颈法兰与壳体圆筒的对接接头采用外坡口的焊接接头，宜采用方案A的削薄形式。4结论（1）参照法兰标准设计时，长颈对焊法兰颈部小端厚度不宜直接取为对接圆筒厚度，可先按标准法兰的颈部尺寸确定，经SW6计算校核通过后，再应用“长颈对焊法兰标准的扩充使用方法”，考虑与圆筒厚度对接时是否因法兰直边段削薄过渡而需要增加直边段的长度。（2）长颈对焊法兰小端直边不宜为满足与壳体圆筒对接的需要而随意进行削薄处理，应考虑法兰直边段因削薄过渡而需要加长的可能性，并采用JB/T4700图1从锥颈直边拐点削薄至壳体圆筒厚度加3mm的削薄形式。（3）GB150（含SW6）及JB/T4703对“容器法兰与圆筒对接问题”没有相应提示性要求及计算方法，致使设计人员难以领会JB/T4703表3“扩充使表4方案三管箱侧法兰主要结构尺寸/mm法兰厚度δ85法兰颈部高度h48法兰高度H205法兰大端厚度δ242法兰小端厚度δ128壳体圆筒厚度δ014322012年第6期摘要：阐述了自动控制系统在西北地区污水处理场的应用，主要包括工艺原理及流程、控制方案以及现场仪表和控制系统的选型及配置。关键词：控制系统；污水处理；控制方案；仪表设备中图分类号：TP273.5文献标识码：B文章编号：1671-4962（2012）06-0033-03自动控制系统在污水处理场的应用徐京（中国石油工程建设公司华东设计分公司，北京100101）近年来随着经济的快速发展，环境及水资源的保护日益重视，尤其是大中型炼油厂陆续新建了污水处理工程，将炼油厂排放的污水经过三段处理后，再排放到江河，确保处理后外排水的水质达到国家排放标准，减少周边环境及水资源的污染。文中对西北地区某污水处理场采用的自动控制系统进行了分析。1工艺流程该污水处理场的工艺流程主要包括物化处理段、生化处理段、三泥脱水段［1］。其中生化处理段曝气生物滤池（简称BAF）属推流式生物膜工艺为主，每个BAF池设有进水、进气、出水、反冲洗等切断阀。2自控系统的控制方式污水处理场的控制形式油3种：集中式控制；分布式控制；分散式控制。2.1集中式控制现场工艺设备的状态、控制对象的各种参数是实施自动控制的依据，通过大量的一对一的布线，将所有现场仪表信号通过电缆连接至1个控制计算机，由1个控制器来集中进行数据采集和处理，这就构成了集中控制方式［2］。由于控制计算机只配置1个控制器，自控系统构筑简单、维护方便，检测仪表只提供标准的模拟值和开关量，因此自控系统的总体造价较低。适合于测控点少、设备位置布局相对集中的控制对象。大量的电缆集中在一起互相干扰，所有的控制集中在1个控制计算机上，数据采集和处理速度相应慢，如果某一控制模块发生故障就可能导致整个自控系统无法正常工作。2.2分布式控制根据现场工艺设备的状态、参数要独立控制及设备位置布局的要求，分别由不同的PLC来就近控制，即现场控制站。现场控制站主要负责完成现场数据采集、处理、工艺过程控制、程序控制等，以及现场总线信号与中心控制站信号的接收和传输。现场控制站由PLC控制器及现场总线、信号传输电缆、电缆连接件等必要设备构成，此构成为分布式控制方式。由于现场采用不同的PLC来就近控制对象，既分散了控制风险，又减少了电缆的敷设量（干扰也相对减少），实现了优化控制。2.3分散式控制由控制计算机、现场控制站及现场总线、信号传输电缆等主要设备构成分散式控制方式。用”的真正含义，对此相关标准应作修订完善。参考文献：［1］国家机械工业局、石油和化学工业局.JB/T4700～4707-2000压力容器法兰［S］.云南：云南科技出版社，2000.［2］国家质量技术监督局.GB151-1999管壳式换热器器［S］.北京：中国标准出版社，2000：19-24.［3］全国化工设备设计技术中心站.SW6-1998过程设备强度计算软件［M］.上海：［出版者不详］，2002.［4］桑如苞.U形管等型式换热器管板两侧不同设计压力的成对法兰的设计［J］.石油化工设备技术，1998，19（4）：1-6.［5］桑如苞.长颈对焊法兰标准（JB4703-92）的扩充使用方法［J］.压力容器，1994，11（6）：33-35.收稿日期：2012-11-07作者简介：张光，男，高级工程师，1983年毕业于沈阳化工学院化工机械专业，现从事压力容器建造工作。炼油与化工REFININGANDCHEMICALINDUSTRY332012年第6期atmosphericandvacuumdistillationunit/2012，23（6）：26-28WangChong1，TangBin2，WangXinhua1（1.PLAMilitaryDelegateOfficetoDaqingPetrochemicalCompany，Daqing163711，China；2.DaqingPetrochemicalCompanyOilRefinery，Daqing163711，China）Abstract：ThehomemadeYF-97Binhibitorwasusedforcorrosionprotectiontestofprimaryandatmosphericoverheadsystemofatmosphericandvacuumdistillationunit.ThecorrosionprotectionmechanismofYF-97Binhibitorwasanalyzed.Thepracticalapplicationresultshowed，thehomemadeYF-97Binhibitorhastheeffectofreducingcorrosionofprimaryandatmosph