[实用新型]一种三套管预热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及氧化铝生产技术领域，特别涉及一种三套管预热器。 

背景技术

近年来，三套管预热器由于其高效的换热性能被广泛用于拜耳法生产氧化铝的高压溶出系统中。中国铝业重庆分公司使用的三套管预热器熔盐加热段出口管单管全长近100米（如图1所示），设计压力15.0MPa，材质为20＃钢，公称直径DN300，工作温度近275℃。该管道整体安装在无固定支架的管架上，自2011年投用以来，每次开、停车均出现泄漏现象。经过反复的思考和分析，发现每次开、停车时管道都有较大的轴向位移，每次从常温升到约275℃或者从275℃降温到常温，法兰连接处最大时可以拉扯出上毫米的缝隙，引起法兰连接处的自动卸料。上述泄漏产生的原因在于，长达近100米的高压高温管道热补偿不足，致使管道升降温时轴向大幅度膨胀或收缩，造成管道轴向截面受力。 

实用新型内容

为了解决高温高压管道因热补偿不足所引起的法兰连接处泄漏的问题，本实用新型提供了一种三套管预热器，所述三套管预热器的熔盐加热管进出口之间设置有方形膨胀弯管，所述方形膨胀弯管的进口端与所述熔盐加热管的进口端通过法兰连接，所述方形膨胀弯管的出口端穿过管架平台与所述熔盐加热管的出口端通过法兰连接。 

所述方形膨胀弯管由三根直管煨制而成；其中，一根直管煨制成“U”形结 构，另外两根直管煨制成弯形；两根弯形管的一端与“U”形管的两端分别焊接，两根弯形管的另外一端分别焊接有法兰。 

本实用新型的三套管预热器，通过在三套管预热器的熔盐加热管进出口之间设置方形膨胀弯管，消除了三套管预热器熔盐加热段出口管单管的膨胀余量，从而避免了管道升降温时轴向大幅度的膨胀或收缩，解决了法兰连接处的泄漏问题，提高了开、停车过程的安全性及生产效率。 

附图说明

图1是现有三套管预热器的熔盐加热管进出口的连接方式示意图； 

图2是本实用新型实施例增加方形膨胀弯管的熔盐加热管进出口的连接方式示意图； 

图3是本实用新型实施例的方形膨胀弯管的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。 

参见图2，本实用新型实施例提供了一种三套管预热器，该三套管预热器的熔盐加热管进出口之间设置有方形膨胀弯管1，方形膨胀弯管1的进口端与熔盐加热管的进口端通过法兰3连接，方形膨胀弯管1的出口端穿过管架平台2与熔盐加热管的出口端通过法兰4连接。 

如图3所示，本实施例中的方形膨胀弯管1由三根直管煨制而成；其中，一根直管煨制成“U”形结构，另外两根直管煨制成弯形；两根弯形管的一端与“U”形管的两端分别焊接，两根弯形管的另外一端分别焊接有法兰。方形膨胀弯管加工中的焊接采用单面焊双面成型工艺，主要包括如下工序： 

a)管材下料； 

b)根据管厚、材料的不同，开坡口； 

c)进行工件形状（如滚圆等）加工； 

d)工件点焊对接、固定； 

e)CO₂焊打底1-2层； 

CO₂焊相对于手工焊，其更节能、高效，无需除渣，焊接质量更容易控制，对焊工的技能要求更低； 

f)埋弧自动焊盖面或CO₂焊盖面； 

g)进行焊接质量检查（外观、无损探伤）； 

采用上述焊接工艺具有以下优点： 

1）焊接效率高：无需再进行背面除渣、清根，大大减少了焊材和人工的使用； 

2）焊缝外观成型光滑均匀，充分保证余高和外观质量； 

3）焊缝内部质量稳定，能够达到Ⅰ、Ⅱ类焊缝的要求； 

4）降低工人的劳动强度； 

5）降低对焊工技能的依赖，降低加工成本； 

6）节约电能，如采用CO₂单面焊工艺，可以节约电能50%以上； 

7）提高工件的加工效率，缩短在线时间； 

8）无需增加昂贵的焊接设备；手工焊或CO₂焊均可； 

9）综合成本（人工、焊材、电费等）节约50%以上。 

在实际应用中，方形膨胀弯管与法兰之间的焊缝必须经过退火热处理，以消除应力。具体热处理工艺为：工件接收→固定加热板/绳→固定热电偶→保温包裹→检查各连线→送电→加热→记录→断电→拆除各连线 →拆除热电偶、加热板/绳→硬度测试→资料整理。该热处理的优点是改善焊接接头组织为主要目的的焊后热处理温度，同时也消除了焊接残余应力，防止脆性断裂失效。