板式烘干机加热板结构设计优化

板式烘干机加热板结构设计优化

王雪健

江苏丰尚油脂工程技术有限公司，江苏扬州   225127

摘要：主要介绍了夹套式加热板在干燥方面的应用，该结构类型适用于大型油脂厂干燥物料的设备，按GB/T150.3-2011《压力容器第3部分：设计》标准进行设计，提出一些新结构设计思路以及焊接注意事项。

关键词：夹套；结构设计；焊接变形

1概述

全球范围内，目前大型油脂加工厂采用蒸脱机用于油料浸出后的溶剂脱除工段，采用加热工艺，使得油料中的溶剂汽化与粕粒分离，混合气体进入后续的冷凝以及蒸发等设备回收溶剂，降低溶剂消耗；蒸脱机采用圆形筒体结构，一般分为多层夹套，还可根据产量和工艺指标要求，增减相应的夹套数量。为了强化粕中溶剂的分离，通常会采用直接蒸汽，微负压和搅拌等措施。蒸脱机中心有根搅拌轴，每层夹套上设置有搅拌翅，翻动油料，均匀受热。提出夹套上平面的平面度控制在5mm以内。故对夹套平板以及拉撑结构进行优化设计。

2加热板结构基本类型与适用条件

蒸脱机目前夹套使用的拉撑结构分为拉管和拉杆，分别用在不同的夹套上。拉管用在透气层上，下层气体可以通过该层进入上一层；拉杆用在预脱层上，该层设置有专门的出气接口。

2.1拉管结构介绍

因上板面需要通气，所以该层夹套选用拉管结构，在拉管的内部区域，可以布置一定数量的透气孔。

     图1  拉管焊接节点图

1上面层 2拉管 3下面层

2.1.1适用条件

按GB/T150.3-2011 5.12拉撑结构章节表5-13典型拉撑结构型式及参数，序号1 K=2.2，适用条件：（1）夹套设计压力P≤1.6MPa，（2）夹套板厚≤12mm，（3）角焊缝根部完全熔合，焊脚尺寸不小于夹套壁厚。

2.1.2结构特点

该拉管直径一般选用φ219，内部提前按图纸要求钻透气孔，拉管可定位焊接，焊接下层面板时，需设置一定数量的定位钉，确保两层板面的距离一致，方便后续矫形整平。该结构下层板面环焊缝，第一道焊缝可氩弧焊打底，确保焊接质量。拉管与板面之间有间隙，冷凝水会一致存在排不出去，加速了改焊缝的腐蚀速率，故下层面板开孔处倒角，打底焊确保内部无焊接裂纹有效保障焊缝质量。

2.2拉杆结构介绍

该加热层油料需要热量多，采用拉杆相对于拉管增大了换热面积，可满足工艺换热量的需要。

        图2 改进型拉杆结构焊接节点图       图3  典型栏杆结构焊接节点图

1上面板 2拉杆 3下面板

2.2.1适用条件

按GB/T150.3-2011 5.12拉撑结构章节表5-13典型拉撑结构型式及参数，序号2 K=2.2，适用条件：适用于焊接棒状或板状拉撑，且板厚≤30mm；角焊缝的轴向受剪面积不小于拉杆横截面积的1.4倍。

2.2.2结构特点

拉杆长度方便加工，带有定位台阶，方便夹套厚度的控制，图3是常用典型结构，图2是在图3的基础上改进的结构。为保证上下面板拉杆孔不错位；通常加工面板采用摇臂钻钻孔方式，上下面板先点焊同时钻孔，后进行扩孔倒角，也可以采用激光下料的方法减少钻孔时间，再进行扩孔。直径φ5000mm的夹套差不多拉杆布置500根，采用扩孔方式进行加工需要很长的制作周期。故对改焊接结构进行改良，采用图2焊接结构，板面不需要扩孔，只需要在拉杆的端部进行机械倒角，留出足够的空间方便焊接，焊缝根部保证焊透，焊接强度满足标准上的要求。

3制作加工

3.1板材平面度控制

板材下料前，在钢制平台上进行预整平，使其平面度达到工艺要求，一般误差控制在2mm以内。

3.2下料拼缝

按图纸尺寸进行排版，切割板材，注意拼接缝尽量避让开板面接管，先定位焊接，采用埋弧焊工艺进行焊接，焊接时注意采用防变形措施，尽量减小焊后板片的变形量，为后续夹套整形提供有力条件。

3.3焊接工序的安排

焊接圆形夹套，采用径向方向，均布分配的方式，同时对称施焊，焊完一面，应把面板翻过来，焊接相同的位置拉杆。整块板面均匀受热，可降低焊缝焊接应力，最大程度地降低板面的变形量。及时进行拉线测量平面度，在焊接过程中控制变形量，减少焊后矫形工作，更加有利于平面度的控制，例下图。

图4 面板焊接顺序图

3.4夹套面板的整形

焊接完成后，采用大型压力机逐点进行压平，将变形量控制在10mm以内，然后使用改装的龙门架和液压千斤顶对局部不平位置进行加热矫形，最终把平面度控制在设计要求范围内。

4 改善传热措施

正常设计时，0.9Mpa的饱和蒸汽由进汽管进入，进行保压换热。饱和蒸汽与低于其温度的上面板接触，大部分蒸汽可直接接触到冷壁，将凝结成液体，同时释放出汽化潜热。当冷凝水的颗粒较大时，就会落在下层面板上。如果下层面板排水不畅，就会导致冷凝水覆盖在下层面板上，形成水膜。导致下层蒸汽的冷凝只能在该水膜表面上发生，冷凝时释放的潜热必须通过这层液膜才能传递给冷壁，所以，下层面板上冷凝给热过程的热阻较大。因此，如何减少膜状冷凝，提高传热效率，是设计的关键。按照工艺要求，常规做法是增加一定量的排液口，使得冷凝水及时排除，通过排的途径解决冷凝液的聚集。合理布置进汽口的位置，减少加热空间的死角。

5 结果与讨论

在新市油脂厂蒸脱机夹套按此法进行制作，目前工艺效果良好，满足了客户对于粕残溶的要求。通过对拉杆结构的改进，不仅换热效果达到预期效果，而且夹套变形小，后期整形时间短，制作周期减少了近一半，相对于以前提高了经济效益。

参考文献：

[1]贾友苏，蔡金贵，王斌等.新型高效平板烘干机的研制［J］.中国油脂,1998,23(3):19-21.

[2]王宏平.湿粕脱溶烘干机设计探讨［J］.粮食与油脂,2001,(1):34-35.

[3]李里特.粮油主材加工工艺学［M］.北京：中国农业出版社，2002邮寄信息 ：

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