1、任务来源与背景：为大庆石化公司响应习总书记油头化尾重要指示，根据炼化生产装置装备发展需要而开展的自选研发项目，项目名称为螺纹锁紧环式换热器。 2、研究目的与意义：螺纹锁紧环式换热器在国内外大型炼油企业的加氢裂化、加氢精制、重油加氢脱硫装置中应用广泛，是炼油装置核心静设备，该设备能否长期运行不泄漏是生产装置平稳运行的关键。它具有结构紧凑，泄漏点少，密封可靠，占地面积小，节省材料等优点；同时若在运行过程中若出现泄漏点，也不必停车，直接紧固内、外圈螺栓即可实现再次密封的优点。为此，黑龙江省相应习总书记油头化尾工程，逐步满足国内炼化企业扩建、新建炼油装置对该设备的升级需求，大庆石化公司集中专业人员对螺纹锁紧环式换热器制造技术进行自主研究与攻关，提升企业在该类型设备上的制造能力，促进炼化企业炼油装置的长期稳定运行与节能降耗。 3、主要论点与论据：螺纹锁紧环式换热器运行在高温、高压、氢脆、氢腐蚀、硫化物腐蚀、Cr－Mo钢回火脆化等一系列复杂、苛刻的工况中，为反应进料、出料提供热交换场所。其特殊的密封形式可以有效的解决上述苛刻工况下的密封问题。结构特点具体如下：采用管箱大型螺纹锁紧环承担全部操作过程中管、壳程压力，省掉了传统换热器两个大型法兰和相应的一套重型螺栓、螺母；其管板置于管箱筒体内，管箱压盖由螺纹承压环固定，筒体上的开孔采用整体补强结构。与同规格设备相比，有效利用壳体空间，增加换热面积。若运行过程中出现泄漏，也不必停工检修，只需紧固内、外圈的螺栓即可实现密封要求，其优点在炼化企业加氢装置中发挥着重要作用。 4、创见与创新：螺纹锁紧环式换热器制造的难点在于主体材料的焊接、内壁不锈钢层的堆焊、螺纹承压环的机械加工及其公差尺寸的选择、组装工序的优化等方面。通过实际攻关过程中对各项工艺数据的摸索并修正，创新内容如下：（1）可靠的材料性能指标要求。针对螺纹锁紧环式换热器高温、高压、临氢的实际工况，通过控制母材杂质元素含量、非金属夹杂物数量级以及J系数、焊缝金属的X系数，实现原材料优良的抗氢、抗回火脆性损伤的性能。（2）专有的螺纹锁紧环式换热器制造技术。经过对12Cr2Mo1材料焊接性能、大规格矮牙爱克母螺纹加工、镍基合金堆焊、小直径筒体及小直径接管堆焊等先进工艺的研究；摸索出螺纹锁紧环装配、安装工艺；优化大直径薄板金属密封盘等内件加工工艺，获得准确的内件几何尺寸和安装精度，从而大大提高了设备的可靠性。水压试验过程中，采用阶次增量对管、壳程同时加压，保证管程和壳程的压差的绝对值满足图纸要求。(3）先进的成套组装工具。制造过程中，发明了铬钼不锈钢复合钢板的切割方法、换热器焊接固定装置、用于换热管的热处理装置、平面修复装置、用于不同倒角尺寸的管板及折流板加工装置、矮牙爱克母螺纹专用测量工具及样板、大直径薄板密封盘加工装置、单管试压快速接头、尾部防震杆压制装置、筒体圆度检测工具、一种用于螺纹锁紧环拆装的分体式扭矩分体机构、螺纹锁紧环换热器内件拆装组合工具以及压差试验专用工具，有效解决了加工、制造、组装过程中的难题。通过技术创新该成果总体技术水平达到国内先进水平。 5、社会经济效益：螺纹锁紧环式换热器作为加氢装置的核心静设备，应用非常广泛。中石油所属炼化企业加氢装置不论是新建，还是设备更新和装置升级均需要同类型设备，每年需求量在几十台以上。随着日益严峻的环境形势，汽柴油品质要求逐步提高，螺纹锁紧环式换热器需求量也随之日益增大，在全国各大炼油装置中有很好的应用前景。主要用户有中石油、中石化、中海油、地方炼化企业及煤化工企业，根据市场调研，螺纹锁紧环式换热器在国内每年至少有5亿元的市场空间。该设备自主研发并成功制造后，单套设备可为中石油节省几千万元的采购费用。研制的螺纹锁紧环式换热器投入运行后各项技术指标符合设计要求，运行情况良好，达到预期目的，节能效果显著，使用户获得了较好的经济效益。 6、获奖情况：该成果获得“2018年度中国石油天然气集团有限公司科技进步奖三等奖”,2017年通过“中国石油天然气集团公司科技管理部科学技术成果鉴定”；2017年作为换热器产品分类列入“中国石油天然气集团有限公司内部优势产品目录”；2018年列入“中国石油天然气集团有限公司自主创新重要产品目录”。取得了国家专利7项，发表论文2篇。

中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司

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