热交换器制作技术项目建议书.doc

科研项目建议书项目名称： 热交换器制作关键技术攻关 承担单位： 水口山有色公司机电总厂 单位地址： 湖南常宁松柏镇 邮编： 421513 项目负责人： 张红焰 电话：职务职称： 高级工程师 填报日期：2013年 9 月 12 日一、立项依据1. 国内热交换器生产情况：以前，热交换器的换热管一般都使用低碳钢，当热交换器的温度较高时易产生高温氧化，温度低时又会出现露点腐蚀。因此，虽然设计时经常在热交换器的气体进口处设置了保护层，但换热管的使用寿命仍不长，特别是在系统不稳定的情况下，换热管的损坏更快。目前，随着渗铝钢应用的日益普及，在设计新热交换器时逐步把换热管材料改换成低碳钢渗铝，实践证明，采取这种措施能延长使用寿命一倍以上。 2、渗铝钢的优点：硫酸生产装置的特点是高温、腐蚀性强，因此在不同的工段应根据介质的特点选取不同的材料以求得到最好的应用效果。国内同型企业多年的实践表明，渗铝钢在硫酸行业的应用取得良好的效果并有着广阔的应用前景。2.1.耐热性钢材渗铝后，与原来未渗铝的同种钢材相比其使用温度约可提高300。例如：一般碳素钢使用温度上限为500，渗铝后可使用到800。铝和氧有非常强的亲和力，极易形成Al2O3，渗铝钢表面铁铝合金层是当铝浓度大于8%时，在高温下渗层中的铝与空气中氧形成的三氧化二铝，该层三氧化二铝薄膜是致密的，无孔的和连续的，它能阻止氧和其他某些有害气体的侵蚀。因此渗铝钢在高温空气，高温SO2气体、高温S等介质中有较好的耐热性和耐蚀性，此外，铝的存在，还能有效地降低钢材对有机硫化物热分解的催化作用，从而降低其腐蚀率。2.2耐高温硫化物腐蚀渗铝是目前提高钢材耐硫化物腐蚀最有效的手段。 高温H2S中渗铝钢的耐蚀性材料腐蚀量（毫克/厘米2）试验条件母 材 渗铝后 提高倍数低碳钢1.02 0.035 29在6% H2S中480试验24小时18-8钢0.29 0.036 8低碳钢173.5 0.6 290在100% H2S中650试验24小时18-8钢35.5 0.1 3652.3耐磨性渗铝钢表面生成的氧化铝层和铝一铁合金层，具有很高的硬度值，据测定，渗铝钢表面的显微硬度值可达HV900左右。因此，它的耐磨性（例如泥沙磨损、化工过程中的固体物料磨损）很好。渗铝钢力学、物理性能与焊接性能：1、渗铝钢的各种机械性能，均保持原钢材的机械性能。2、钢材渗铝后不影响其导热性能。3、渗铝钢焊接必须使用渗铝钢专用焊条A312SL型。2.4必要性：我公司目前硫酸系统较多，设备、管路众多。渗铝技术的应用既可拓宽我厂产品销路，提升技术含量，亦可缓解各厂矿维修压力，提高系统使用寿命，提高经济效益。3、目前我厂生产的热交换器存在以下主要问题：2.1热交换器内部管路要求使用渗铝管，我厂没有采用。2.2底部筒体和顶棚内壁要求渗铝，由于设备技术限制没有实施。2.3根据多年使用经验，用户要求在所有冷却管下部接1米长的316L管，由于设备技术问题无法有效对接。2.4鉴于本公司热交换器及相关硫酸处理设备较多，本厂建议攻克该项技术难关。二、本项目实施主要内容、技术关键及预期目标1、渗铝技术的学习、引进和推广。1.1、国内通行的渗铝方法：固体粉末包埋扩散渗铝； 液体热浸扩散渗铝； 气体渗铝； 涂刷和喷涂渗铝； 静电喷涂渗铝； 电泳沉积渗铝； 熔融盐电解渗铝； 中频高频料浆快速感应渗铝等多种方法。1.2、根据实用性和方便性原则，我们决定选用涂刷和喷涂渗铝方式。2.热交换器换热管与管板的焊接技术。在硫酸装置中，热交换器的换热管与管板连接大都采用涨接或先涨后焊，效果不错。但当换热管改为渗铝管后，由于渗铝层硬、脆且可塑性差，因此涨接较困难，有时涨接时不得不磨去钢管两端的渗铝层，工作量很大。且涨接时容易破坏渗层外致密的保护层，考虑到硫酸中的换热器都是常压设备（若是压力容器则另当考虑），根据同行业的经验，换热管与管板的连接采用渗铝钢焊条焊接较好。这种结构的换热器已有十年的使用业绩。远高于本企业一到五年的使用寿命。3.换热管与316L管的对接技术：由于换热管数量众多，且焊接后必须穿孔，因此对焊缝要求较高。必须采用管接对焊机。为保证接缝处的高温耐腐性能，必须采用同类不锈钢焊丝焊接。4、预期目标： 4.1、掌握渗铝技术成为我厂核心技术之一，并推广应用到本厂其它产品中去。 4.2、本项目的实施，使用我厂具备生产热交换器的生产技术能力。拓宽产品市场。三、进度安排：1.2013.8月技术摸底及设备咨询。2.2013.9月组织科协相关人员到相关技术单位参观学习。3.2013.10月相关设备采购。4.到2014.6前相关技术、设备到位并使用成功。四、主要研究人员项目主要研究人员登记表项目负责人姓 名性别年龄职务、职称专业在本项目中承担的主要工作工 作 单 位张红焰男47高级工程师机械制造项目负责人技术办主要参加人员姓 名性别年龄职务、职称专业在本项目中承担的主要工作工 作 单 位万小平男38科长机械生产组织生产室李国云男40高级工程师机械技术指导供应室李建军男38科长机械设备选用安环室王飞跃男36组长焊工生产实践金工车间五、经费预算序号预算科目名称经费金额（万元）1仪器、设备费15.92材料费13测试化验加工费0.54燃料动力费0.55技术引进费16差旅费27会议费18出版/文献/信息传播/知识产权事务费9劳务费110专家咨询费111管理费用2.112其他费用0.5合计26.5六、经济、社会效益分析1.我公司热交换器及管路预计在600万元以上，平均使用寿命四年，使用渗铝等技术，可使用寿命提高一半以上。年可创直接经济效益75万元。2.由于新技术的应用，硫酸系统的其它相关设备设施都可以应用提高，减少维护维修时间。同时机电总厂可以提高并开发新的产品平台，拓宽节能环保产品市场，社会效益更为可观