探讨大型列管式干燥机换热管与管板的连接方式

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1、探讨大型列管式干燥机换热管与管板的连接方式1概述　　大型列管式干燥机是一种应用较成熟的干燥设备，广泛应用于发酵、淀粉、化工、轻工、食品和粮食、饲料、酿酒、酒精等行业物料的干燥。目前大型列管式干燥机面积可达2000m2，总重250t，仅转子就达150t。干燥机主要有以下几部分组成:(1)转子，此为干燥机的核心部件，由管束(换热管和管板)、进气封头、排气封头、轴承及轴承座、刮板装置;(2)壳体(干燥室);(3)进、排气装置，由旋转接头、进、排气管、旋转接头、金属软管、疏水阀等组成;(4)主传动系统，由主电机、减速系统组成(标准减速器和齿轮减速二级

2、);(5)进出料装置;(6)抽气集尘系统。其工作原理是主传动系统带动转子旋转，蒸汽从封头轴中心孔进入封头，再分配到换热管中，冷凝水从另一侧封头的空心轴孔通过旋转接头、金属软管、疏水阀排出。物料由螺旋输送机送入干燥室，被刮板抄起，在换热管中穿行，通过与换热管的接触达到换热的目的，同时物料在刮板的翻炒下逐渐被推向出料口，最后有出料口排出，完成干燥过程，干燥过程中产生的蒸汽由抽气集尘系统排出干燥室外。其优点是物料在换热管间穿行，换热效果好、干燥均匀、处理量大、水分蒸发量大，物料干燥弹性大(能视不同的物料性质及水分要求对干燥时间进行调整)可连续生产(

3、自动化程度高)，亦可间隙操作(适合于特殊生产工艺);物料在呈负压状态的封闭内腔被干燥，作业环境清洁，无污染，噪音小。缺点是粘管后不易清理，不适合粘度较大的物料。　　列管式换热器换热管与管板的连接一般有以下种连接方式:(1)强度胀接;(2)强度焊接;(3)胀焊并用，分为强度焊加贴胀和强度胀加密封焊。列管式干燥机转子管板采用低合金钢锻件，换热管选用高压无缝钢管，管板和∮513的换热管采用强度焊加贴胀方式连接，最高工作压力0.7MPa，最高工作温度164℃，对于一般换热器采用以上连接方式，完全可以满足密封强度要求，但对于旋转的干燥机转子，由于受力情

4、况比较复杂，密封强度满足有一定困难。　　2干燥机转子换热管接头所承受载荷　　运行中的干燥机转子换热管接头所承受载荷主要有以下几种载荷附加而成:　　2.1重力状态下的拉伸和压缩载荷　　自然状态下列管式干燥机管束处于自然下垂状态，管束的上侧换热管处于受压状态，下侧换热管处于拉伸状态，随着干燥机的转动换热管始终处于拉压的交变载荷的作用下。　　2.2旋转过程中转子所承受的扭矩，使换热管附加一个拉伸载荷　　同时在工作中，主动端封头通过管板和换热管带动从动端管板和封头，换热管特别是外侧换热管又附加了一个拉伸载荷。物料进出干燥室的均匀性、物料的干湿度以及运

5、行中的振动也会对载荷产生影响。　　2.3运行过程中，干燥机的热胀冷缩导致转子轴向位移，使换热管接头附加拉伸或压缩载荷　　大型干燥机管束部分在工作时受热伸长量△L=1210-6[164-(-5)]7000=14.2mm，再考虑两封头的受热膨胀(参照换热管估算伸长量2.6mm)，总伸长不会低于17mm。干燥机转子运转时两侧封头上的空心轴靠两端轴承支撑:主动端为固定轴承，从动端可以自由游动、补偿热膨胀。在干燥机开机和停机加热，使用中蒸汽压力和温度的波动，都会使管子和封头热胀冷缩从而推动干燥机从动端游动，使换热管接头附加了拉伸或压缩载荷。　　2.4制

6、造原因附加在换热管管接头上的内应力　　管接头的焊接和胀接以及施工顺序使管接头产生附加的内应力。由于各种载荷的附加，使管接头承受了复杂的交变载荷。对于小型干燥机由于其重量、长度和直径较小，换热管所受的载荷相对较小，在相同制造条件下出现问题的可能性较小，而对于大型干燥机换热管，尤其是外侧换热管在交变载荷下经常会出现换热管焊接接头开裂或换热管管孔内部分被拉裂的问题。　　因此，要保证干燥机使用的可靠性，首先必须保证管板和换热管的材料质量，换热管的材料硬度应低于管板的硬度外，还必须保证管孔加工和管接头焊接和胀接质量的稳定。针对干燥机使用中换热管管接头出

7、现的问题，公司组织设计、工艺、制造、设备和质量等有关部门人员进行分析讨论。　　3分析造成制造质量不稳定的原因　　(1)管孔加工质量有问题，管孔直径超差，管孔与管板端面的垂直度超差，管孔内表面粗糙度不符合要求，都会对换热管的胀接质量、换热管的拉脱力有影响;　　(2)虽然采用电动胀管机进行胀接，但由于车间内其他大型设备的使用，造成车间内电压不稳，胀接质量稳定性无法保证;　　(3)强度焊加贴胀顺序不利于质量控制，因为采用先焊后胀，焊接后会造成换热管管壁与管板管孔间隙不均匀，出现偏胀现象;另外换热管管头未除锈，管板与管子焊接处未清理，氩气纯度不够，焊

8、接时出现气孔等;　　(4)由于主从动轴不同心，使设备运转不平稳，从而使管接头承受额外的载荷变动，增大了接头开裂或换热管被拉裂的可能性。　　换热管与管板的连接方式贴胀