半盤管鈦反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)介紹及改進(jìn)

王海波，武風(fēng)雷，童 路，賀旭明

（西部金屬材料優(yōu)耐特公司，陜西 西安 710201）

1 半盤管鈦反應(yīng)釜技術(shù)背景

鈦反應(yīng)釜具有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無環(huán)境污染、勿需鍋爐自動(dòng)加溫、使用方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品、用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程。主要有反應(yīng)釜本體、夾套、支座、攪拌裝置等主要部件組成[1-3]。

夾套形式有多種，主要有螺旋導(dǎo)流板夾套、半盤管夾套、擾流噴嘴和內(nèi)部夾套。其中螺旋導(dǎo)流板及半盤管夾套最為常用。本次是對半盤管結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹改進(jìn)。

半盤管鈦反應(yīng)釜因半圓管局部外壓及半盤管相當(dāng)于筒體外加強(qiáng)圈而能承受較高的壓力，在同等壓力、溫度、直徑下可降低內(nèi)部筒體的板厚。但是半盤管夾套焊接加工的時(shí)候，管與管之間要留有加工、焊接空間，這樣就減少了換熱面積，換熱效率會相對低一些。

從金屬單位重量的價(jià)格來比較，鈦材一般是普通鋼材的50倍～70倍，是不銹鋼的5倍～8倍。所以鈦反應(yīng)釜的造價(jià)成本相對碳鋼設(shè)備成本較高，為了節(jié)約成本需設(shè)置較大換熱面積。但在常規(guī)設(shè)計(jì)中耳式支座部分筒體表面積不能充分利用，造成換熱面積減少[4]。

2 常規(guī)半盤管結(jié)構(gòu)

在常規(guī)半盤管反應(yīng)釜中，耳式支座通常設(shè)置在靠近上封頭部分，在同等筒體長度下盤管的圈數(shù)能增加一部分。耳式支座中間部分通常不布置盤管，耳式支座部分筒體表面的面積不能充分利用，造成換熱面積減少。此外由于耳式支座比較靠近上封頭，客戶在設(shè)備安裝過程中只能增高或降低基礎(chǔ)來保證設(shè)備接管的位置與現(xiàn)場接管的位置，尤其是改造設(shè)備安裝比較麻煩[5]。

對于大直徑鈦反應(yīng)釜由于耳式支座的尺寸較大、數(shù)量較多導(dǎo)致浪費(fèi)的表面積較大，表面積不能夠充分利用，造成換熱面積減少。如圖1和圖2所示：

圖1 常規(guī)半盤管結(jié)構(gòu)

圖2 常規(guī)半盤管結(jié)構(gòu)實(shí)踐圖

以DN3800直徑為例，耳式支座墊板按照NB/T47065.3-2018標(biāo)準(zhǔn)長度為720mm，寬度為600mm，數(shù)量為4個(gè)，經(jīng)計(jì)算有8.6㎡表面積未布置盤管。

3 半盤管結(jié)構(gòu)改進(jìn)

本次改進(jìn)主要是在常規(guī)半盤管結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對耳式支座間的面積進(jìn)行充分利用來增大換熱面積。改進(jìn)后結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 半盤管結(jié)構(gòu)改進(jìn)結(jié)構(gòu)

圖3是盤管在筒體上的展開圖，耳式支座上方一根盤管相當(dāng)于分支管，在分支后從兩耳式支座之間穿過，最后全部通過匯管流出，極大的利用了耳式支座中間部分的面積，從而提高了換熱面積。

同時(shí)能使得筒體受熱均勻。以DN3800直徑為例，改進(jìn)后只有1.7㎡表面積未布置盤管，極大的提高了表面積的利用。

此外半盤管換熱面積的大小與彎管處的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。因若彎管的曲率半徑大就使得相鄰兩管間的間距增加，這樣就減少了盤管圈數(shù)，換熱面積就會減少。

本次半盤管為DN100，采用間距為160mm。在標(biāo)準(zhǔn)GB/T12459-2017中短半徑180°彎頭間距為203mm。相對標(biāo)準(zhǔn)彎頭減少了間距，增加表面積的利用率。故本次采用半管與半管直接焊接。

4 結(jié)論

通過對外盤管結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在同等直徑下極大的利用了筒體表面積、提高了的換熱面積，具有推廣價(jià)值。