尿素產(chǎn)品冷卻器設(shè)備中多孔板平面度的控制

(中國(guó)五環(huán)工程有限公司，湖北 武漢 430223)

尿素產(chǎn)品冷卻器是尿素造粒裝置中冷卻尿素顆粒的重要設(shè)備。設(shè)備中間設(shè)置有多孔板，尿素顆粒進(jìn)入該設(shè)備前，先由鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)設(shè)備下部的空氣進(jìn)口管吹進(jìn)大量的冷空氣。多孔板為波浪型板面，冷空氣出氣噴射孔設(shè)置在波浪型板面的斜錐上(見(jiàn)圖1)，氣體斜側(cè)吹入；尿素顆粒進(jìn)入冷卻器后，足夠的氣量將尿素顆粒吹起，并在多孔板上方300 mm左右上下翻騰，尿素顆粒在浮動(dòng)床上翻動(dòng)時(shí)被冷卻。氣體在斜側(cè)吹入的同時(shí)，又將顆粒向前推行，最終將冷卻后的尿素顆粒吹至設(shè)備出口，進(jìn)入下道工序。

圖1 多孔板開(kāi)孔結(jié)構(gòu)

1 尿素產(chǎn)品冷卻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

該冷卻器為矩形鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備，矩形設(shè)備其內(nèi)部尺寸為：長(zhǎng)13 000 mm，寬3 850 mm，總高8 250 mm。設(shè)備主要功能部件為多孔板，設(shè)置在設(shè)備中間，整塊多孔板長(zhǎng)12 980 mm、寬3 630 mm、板厚1.5 mm。該孔板由60塊小型孔板組成，每塊小型多孔板最大板幅4 250 mm×255 mm，板的四周邊緣向下折邊60 mm，兩個(gè)多孔板下部折邊處用螺栓連接，每?jī)蓧K小的多孔板上折邊接縫處用密封焊填滿(mǎn)；多孔板由設(shè)置在下端的鋼支架支撐著。尿素顆粒的冷卻效果及顆粒均勻程度的好壞，除了與關(guān)鍵的噴射孔有關(guān)外，還與多孔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造精度有很大關(guān)系；同時(shí)與鋼支架固定設(shè)備時(shí)的水平度、塔盤(pán)的安裝平整度有密切關(guān)系。為此對(duì)鋼支架的平面度就提出了相應(yīng)的要求。多孔板和鋼支架支撐結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 多孔板與支撐板的結(jié)構(gòu)

2 多孔板與支架支撐結(jié)構(gòu)組裝后平面度設(shè)計(jì)要求

從設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)看多孔板與支架支撐結(jié)構(gòu)這兩者的平面度直接影響尿素顆粒的質(zhì)量，為此設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)此提出了如下要求：板面安裝完畢后，要求多孔板在175 mm的長(zhǎng)度范圍內(nèi)的最大不平度不超過(guò)2 mm，整個(gè)多孔板平面的最大撓度不超過(guò)3 mm。為此，制造單位按設(shè)計(jì)要求采取了相應(yīng)措施。

2.1 板面平整度控制

多孔板由專(zhuān)業(yè)制造廠制造，將板厚1.5 mm的薄板先用專(zhuān)用壓邊機(jī)折邊，并用四邊夾緊的專(zhuān)用沖孔機(jī)沖出折邊，保證了多孔板平整度。

2.2 支撐支架水平度控制

支撐支架由扁鋼圈及支撐鋼組成，設(shè)計(jì)要求先在制造廠對(duì)支撐支架進(jìn)行預(yù)組裝，扁鋼圈及支撐鋼在預(yù)組裝時(shí)按裝配尺寸點(diǎn)焊在設(shè)備殼體設(shè)計(jì)位置上，然后安裝其余支架零件，安裝后調(diào)節(jié)整個(gè)支撐平面的平整度，為保證多孔板安裝后能達(dá)到設(shè)計(jì)要求做準(zhǔn)備。

3 實(shí)際制造、運(yùn)輸及安裝的誤差

3.1 多孔板制造及運(yùn)輸誤差

單塊多孔板制造完畢后，其平整度、幾何尺寸、開(kāi)孔范圍等在專(zhuān)業(yè)制造廠出廠時(shí)，雖經(jīng)檢驗(yàn)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但在出廠過(guò)程中，由于沖孔加工后多孔板的應(yīng)力釋放，以及未對(duì)多孔板做相應(yīng)的工裝保護(hù)，使多孔板在運(yùn)輸及裝配廠商放置期間，發(fā)生局部塑性變形，水平度超差，這影響下一步多孔板精確組裝。

3.2 支撐支架安裝誤差

支架組裝完畢后，用紅外線水平測(cè)試儀檢測(cè)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)尺寸及公差要求，但進(jìn)行滿(mǎn)焊時(shí)，由于扁鋼及支架為不銹鋼材料，加之板材長(zhǎng)約3 630 mm，板厚較薄僅12 mm，焊接成型后產(chǎn)生較大變形，經(jīng)紅外線水平測(cè)試儀檢測(cè)，誤差達(dá)10～15 mm，經(jīng)過(guò)調(diào)整及加墊塊處理后，支撐架水平度基本滿(mǎn)足圖紙要求。

3.3 組裝的誤差

支撐支架雖然基本符合設(shè)計(jì)要求，但多孔板本身仍存在一定偏差，故在裝配時(shí)，拼接及焊接過(guò)程均產(chǎn)生了局部變形。這樣在組裝時(shí)多孔板難以達(dá)到設(shè)計(jì)撓度為3 mm的要求；多孔板拼裝為成品件時(shí)，對(duì)拼裝處誤差較大的部位采用木槌敲擊，當(dāng)全部校平達(dá)到要求后，采用低電流焊接，焊接順序采用對(duì)稱(chēng)短距離焊接，全部焊接成型后，單片多孔板誤差控制在5 mm左右，整塊多孔板平面度在初步安裝完成后測(cè)量誤差在10 mm左右，偏離設(shè)計(jì)要求值較大。

4 對(duì)誤差的處理

多孔板初步組裝后出現(xiàn)了較大誤差，制造方又作了精心安裝與微調(diào)。調(diào)整結(jié)束后，相鄰孔板折邊處高低偏差不超過(guò)0.5 mm，個(gè)別部位多孔板整體折邊處的高低偏差不超過(guò)5 mm；經(jīng)各方研究及工藝商同意，在不影響設(shè)備生產(chǎn)工藝性能的前提下，可將上述要求作為產(chǎn)品驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

5 今后制造中的改進(jìn)

5.1 采取相應(yīng)工裝

多孔板在專(zhuān)業(yè)制造廠制造完成后，特別是噴射孔試驗(yàn)、板面檢測(cè)合格達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在出廠前，應(yīng)考慮采取相應(yīng)的工裝，保證材料沖壓后，防止應(yīng)力釋放和運(yùn)輸造成的變形，如在多孔板折邊處設(shè)置內(nèi)側(cè)不銹鋼撐板，使單塊多孔板在有剛性支撐的狀態(tài)下放置或運(yùn)輸，以防止板面的塌陷變形。

5.2 安裝支撐架注意事項(xiàng)

安裝支撐架時(shí)，可以考慮支撐支架側(cè)臥安裝，盡量減少支撐扁鋼產(chǎn)生撓度，確保平直；焊接時(shí)，采用低電流，對(duì)稱(chēng)焊接，減少不銹鋼焊接支撐梁的變形，確保支撐架的水平度滿(mǎn)足要求，支撐架水平度是保證多孔板平整度的前提。

5.3 安裝多孔板注意事項(xiàng)

在安裝多孔板時(shí)，控制好相鄰孔板折邊處高低偏差不超過(guò)0.5 mm，多孔板整體折邊的相鄰高低偏差不超過(guò)3 mm，按以上要求組對(duì)后，先將相鄰多孔板折邊處及多孔板與箱體四周的支撐板點(diǎn)焊，再點(diǎn)焊多孔板下方折邊與支撐板缺口；焊接時(shí)先焊接多孔板短邊焊縫，其中十字焊縫處調(diào)整達(dá)到以上要求方可施焊；待所有短邊焊接完成后，再進(jìn)行長(zhǎng)邊的焊接，長(zhǎng)邊由內(nèi)向外焊接；經(jīng)實(shí)地測(cè)量，每條分39段，焊接時(shí)先焊接奇數(shù)段，后焊接偶數(shù)段，直至焊接完成，以此防止板面變形；焊接時(shí)采用小電流、快速焊、強(qiáng)散熱的方式；按以上方法，則整個(gè)多孔板平面的最大撓度基本可以控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。

6 結(jié)語(yǔ)

尿素產(chǎn)品冷卻器中多孔板部件是該設(shè)備的功能性零部件，氣體通過(guò)多孔板起到冷卻造粒及導(dǎo)向的作用，氣體噴射沖出孔口時(shí)，需要?dú)饬烤鶆?、平穩(wěn)、持續(xù)，為了達(dá)到此目的，對(duì)多孔板平面度有較高要求。由于多孔板結(jié)構(gòu)特殊、板幅較大、板厚較薄、剛性較差、成型難、加之不銹鋼材料焊接后易變形等特點(diǎn)，所以在制造過(guò)程中要特別注意圖紙中的各項(xiàng)要求，要嚴(yán)格控制各工序中的尺寸及公差要求，做好各零部件的運(yùn)輸保護(hù)工作，嚴(yán)格按圖紙要求施工，按嚴(yán)格的施工程序，一定能夠做出合格的產(chǎn)品。