加氢反应器密封包装的技术改进

赵晓辉/中国第一重型机械股份公司核电石化事业部

加氢反应器密封包装的技术改进

赵晓辉/中国第一重型机械股份公司核电石化事业部

加氢反应器是石油炼制的关键设备，在运输过程中需采取充氮防锈措施防止设备锈蚀。在降本增效的基础上，本文详细的阐述了加氢反应器密封包装的技术改进。

加氢反应器；充氮；防锈

加氢反应器是石油炼制的关键设备，它在10～25MPa高压、400～480℃高温、临氢及硫化氢等条件下工作，为防止氢脆、氢腐蚀、硫化物腐蚀、Cr－Mo钢回火脆化以及堆焊层的剥离等严重损伤，加氢反应器设计要求高，制造工艺复杂、难度大，对材料、焊接技术以及焊接质量都有很高要求。加氢反应器由内衬非金属隔热层的冷壁结构发展成为壳体内壁堆焊不锈钢层的热壁结构即热壁加氢反应器。热壁加氢反应器具有有效体积利用率高、施工周期短、生产维护方便、器壁不易过热及安全可靠等特点，因此为世界各国普遍应用。

一般整体发运的反应器水压试验完毕后、包装发货前将其各法兰口用盲板进行封闭，然后向设备内充入 0.02～0.05MPaG的氮气，氮气是一种无色无味无臭的气体，通常情况下无毒，氮气是空气的主要成份，因此氮气价格非常便宜，而且氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，利用其惰性来保护反应器的堆焊层。随着对加氢反应器性能的要求越来越高，对反应器密封包装也提出了新的要求，故反应器包装的技术改造尤为重要。

一、加氢反应器充氮密封的结构及充氮方法

1.密封的结构。人孔法兰是加氢反应器产品上直径最大的法兰口，通常情况下充氮装置都设计在此法兰盲盖上。此盲盖的密封结构为：四个小挡块均布焊接在盲板上，利用四个挡块固定不锈钢丝，利用不锈钢丝来固定圆形橡胶绳，利用橡胶绳的压缩量来达到密封效果。

2.充氮方法。将反应器所有的法兰口用盲板密封后，向反应器内部充入氮气，主要目的是在反应器内部形成正压力，防止反应器在运输过程中海上的盐雾（盐雾是指大气中由含盐微小液滴所构成的弥散系统）进入容器内部对不锈钢层造成氯离子腐蚀。虽然反应器内部的正压力也可阻止空气中的水蒸气进入反应器内部，但是由于反应器包装发货前内部湿度较大，甚至可能有残余水存在，因此这种方式并不能很好的防止反应器内部铁锈的产生。

二、改进措施

为了使密封效果更好，在降本增效的基础上进行以下步骤改进。

1.真空充氮。已往盲板法兰上没开抽真空口，只有压力表装置及充氮口。为了达到更好的防锈效果，增加一抽真空口。真空充氮法的原理是常温水在真空下会迅速沸腾汽化，因此，利用真空可以将反应器内部残余水及水蒸气迅速排出容器以外。

具体操作流程如下：将足够量的干燥剂放置在反应器内部适当位置后，将反应器与真空泵及氮气管路连接。启动真空泵将容器内空气抽出形成真空至10～1mbar （abs。）。由于10mbar时水沸腾的温度为6.9℃，因此该真空度下反应器内部残留水会迅速汽化，并被抽出容器外，使得反应器内部的湿度非常低，再向反应器内充入经过空气过滤器过滤的干燥洁净的氮气至0.05MPaG，在反应器内形成正压力，防止运输过程中外部的水汽、盐雾进入反应器内对设备造成腐蚀，详见图（一）。

图（一）

图（二）

2.充氮装置及其相对应盲板的合理改进

（1）为了使充氮装置简单合理化，结构美观化，将充氮装置进行技术改进。

将图（一）法兰盖板上的三个孔径用一个焊接三通代替，三通分别与盖板、球阀及压力表相连接。球阀代替原来的单向阀，球阀的一端与三通相连，另一端作为充氮孔和抽真空孔，首先用真空充氮的方法进行充氮，等达到所需的压力值时，再用螺堵进行密封，如图（二）所示。为了准确定位球阀的把手方向，首先将无缝钢管（序号○2）与球阀（序号3）进行螺纹连接，螺纹连接处缠绕密封胶带，连接好后再加工序号○2上的孔，再将序号○1和序号○2进行焊接。为了达到保压效果，将序号○1、○2和球阀组成的球阀组件整体做气压实验，压力0.1MPaG，保压10分钟无明显降压为合格。

（3）干燥箱。在人孔法兰包装盲盖上焊接一干燥剂箱，干燥剂的用量以每立方米容器容积1Kg计算，干燥剂箱为一圆筒和端盖组成，在圆筒及端盖上加工适当数量及大小的矩形。将干燥剂装入圆筒内后再将端盖用螺栓把合牢固。

（4）紧固件。将把合包装盖板紧固件上的弹簧垫圈改为双螺母防松；另外人孔法兰的螺栓孔比较大，采用的包装螺栓直径小，在包装盖板0°及180°方向上设计两个定位套，来防止在装配过程中包装盖板串动影响密封效果；垫圈与法兰接触部分用石棉橡胶板隔开，防止把合后机件与垫圈接触处油漆脱落。

三、结语

经过上述改进和完善，加氢反应器的密封包装可以满足安全可靠的要求，防锈效果得到显著提升，并在实际产品中得到有效的运用，得到了用户的认可和好评。