单位文秘网 2021-07-04 08:23:08 点击: 次
【摘要】结合沈阳石蜡化工有限公司,介绍在本公司内常见的换热器折分类、结构特点和常用的维修方法。
【关键词】炼油厂;换热器;分类;结构;检修程序
一 概述
“换热器”是热交换器的简称。它不仅是石油、化工、动力、轻工、食品和原子能等许多工业部门所广泛应用的工艺设备,而且也是重要的节能设备之一,例如沈阳石蜡化工有限公司催化分厂E2208油浆发生器的多余热量就可以给催化供暖,节约了大量能源。在停车检修过程中,换热器检修的完成意味着停车检修进行了一大半,因此有必要对换热器进行进一步的了解和学习。
二 换热器的分类
1按换热器所使用的材料种类对换热器进行分类。1)金属材料换热器:这种普遍应用于石化行业。2)非金属材料换热器:多用于一些特殊场合。
2按换热器传热方式对换热器进行分类。1)混合式换热器:有时也称作直接接触式换热器。它是将冷热两种流体通过直接接触进行热量交换而实现传热的。2)蓄热式换热器:一般设有由耐火砖构成的蓄热室。在传热过程中,冷热两种流体交替通过蓄热室。当热流体通过时,蓄热体吸收了热流体的热量而升温,热流体放出热量而降温;然后再让冷流体通过蓄热体,蓄热体把热量释放给冷流体而降温,冷流体吸收热量而升温。如此反复进行,以达到换热的目的。3)间接式换热器:有时也称作表面式换热器。所谓间接式换热器,就是冷热两种流体被一固体壁隔开,不能直接接触,而热量的传递是通过固体壁进行的。这种换热器在工业上特别是在石油和化工行业中应用最为广泛,如管壳式换热器、板式换热器等。4)管壳式换热器:它是石油炼制和化工生产中应用最广泛的一种结构形式按其结构特点又分为以下常见的几类:A)固定管板换热器。其两端管板用焊接的方法固定在壳体上,换热管则采用胀接、焊接等方法与管板联接。结构相对简单,造价也比较低,不方便清洗。B)浮头管板换热器。有时也被称作浮头式换热器。它的突出特点是当换热器壳体与换热管之间存在温差而热膨胀量不同时,管束可以在壳体内沿壳体轴线自由伸缩移动。其次,由于管束可以抽出壳体之外,方便清洗。C)U型管式换热器。它的换热管呈“U”形。因此,U型换热管两端是装在同一块管板上的,其管束的热膨胀由U型弯管部分的变形来吸收,不受壳体的约束。可以抽出进行清洗,但是换热管弯管区清洗比较困难,建议让比较清洁的介质走管程。
三 常用换热器的结构
1 固定管板换热器。由于管内、外是冷热两种不同温度的流体,致使管子与壳体的壁温不同,从而使换热管与壳体之间产生热膨胀差,而壳体与管板为焊接,换热管与管板为胀接、焊接或胀接加焊接,换热管、壳体和管板彼此约束,限制了管束的自由膨胀。其结果将在管壁的总截面和壳壁截面上产生应力。此应力是由于管壁与壳壁的温度不同而引起的,所以通常被称之为温差应力。管壁与壳壁的温度差越大,温差应力也越大。温差应力有可能造成管子与管板连接接头泄漏,甚至造成管子从管板上拉脱,破坏整个换熟器。为了克服这种温差应力,可以在换热器上加设膨胀节,依靠膨胀节的弹性变形来吸收热膨胀量,从而减少由温差应力造成的破坏。
2浮头式换热器及冷凝器。浮头式换热器,当管束与壳体的金属温度不同,即有温差存在时,管束连同浮动管板可在壳体内自由伸缩移动,从根本上避免了温差应力的产生。这个能自由滑动的管板以及与其相关的组合称为浮头。
3 U形管式换热器。此种换热器是将换热管弯成U形。管子两端固定在同一管板上,与浮头式换热器相比省去了浮头,但管束仍然可以自由伸缩,管束与壳体间不会有温差应力产生。此换热器的特点是结构简单,节省材料。
四 管壳式换热器的检修程序
换热器检修的主要任务是对管、壳程清洗,检查换热管胀口及其它连接处的严密性,对损坏的换热管和零件进行修复和更换,以及更换法兰垫片等。
1检修顺序。 以浮头管壳式换热器为例:其检修顺序如下:停工吹扫、准备工具→拆外浮头盖、管箱及法兰→拆小浮头→抽管束→外观检查和无损检验、清扫。准备垫片、盲板及试压胎具→安装管束→安装管箱,安装试压胎具及试压法兰,壳体接管法兰加盲板→向壳程注水,装配试压管线→试压(A)检查管口及换热管→拆试压用浮头,安装小浮头及盲板盖。管箱接管法兰加盲板→向管程注水,装配试压管线→试压(B)检查小浮头垫片及管束→安装外头盖→向壳程注水→试压(c)检查壳体密封→拆除盲板,填写检修卡片。
2用试压法检查。
1)浮头式管壳式换热器的试压: (1)初步检查试压法。此法比较简便,对于换热器渗漏较小或检查换热器是否有渗漏,可用此法。其具体步骤如下:拆卸外头盖→打开管箱端出人口上法兰,以下法兰口做试压进口,接通试压泵进水管→向管程注水,水满后将上法兰盲死→开始升压,检查浮头处渗漏情况。此法只适用于初步检查,对介质比较干净,腐蚀不严重的换热器,利用此法可检查小浮头的密封情况,经验表明此类换热器管束的其他部位不易出问题,只是浮头垫片易漏。但对易渗漏的换热器不能用此法检查。 (2)试压用浮头试压法。此法不用抽管束,而用一试压法兰把管板与壳体夹持密封,通过壳程加压,可检查管束是否渗漏。并可做到一次试压即可检查渗漏情况,不需反复拆卸浮头。如管束及壳体内需进行清扫时,则应先抽出管束清扫后再进行试压。试压步骤如下:拆卸外头盖和管箱→安装带有填料密封的试压胎具→安装试压法兰在管箱侧与壳体大法兰夹持管板→向壳程注水升压,检查两块管板处胀口有无渗漏及松动。
2)固定管板式换热器的试压:固定管板式换热器的试压比较简单,将两端头盖拆卸下来,向壳程内注水升压,即可检查管束胀口处有无渗漏。
3清洗。换热器在选型上对换热面积的富裕量和泵的能力均有所考虑。但由于设备结构造成的流通方向变化,流道截面改变,流体介质的流态物性改变,机械杂质含量的变化以及腐蚀的危害等,均会造成换热器管程不同程度的堵塞,壳程死角区域的增加。尤其在壳程,由于流道骤变形成涡流,使得沉积物大量聚积并结垢。所有污垢粘附都会使换热器热阻增加,传热效率下降。由于换热设备结垢的产生,导致许多能源的浪费和生产问题,主要表现在:1)污垢的存在,致使换热器传热阻力增加,传热量减少,使换热器的传热效率降低或能耗增加。2)污垢的存在减少了流体的流通面积,导致输送动力增加。3)污垢的存在造成传热量降低,导致达不到工艺生产要求,有时甚至会导致非计划停工。4)增大检修的清洗工作量,延长设备检修时间。5)污垢的存在,可能引起换热管的垢下腐蚀穿孔,直接威胁到生产的正常运行。
国内目前清洗冷换设备的方法主要有四种:1)人工清洗。通常是用长金属杆将管内积聚物疏通。这种方法效率低,劳动强度大。且只能起到打通管孔的作用,不能将紧贴附于管壁的垢层清除。用这种方法清洗管束时,应谨慎进行,注意不要因敲打管子而造成管子胀接处的松脱、开裂或损坏。2)机械清洗法。一般采用中、低压水力清垢,水压力7~12MPa,清洗过程仅能保证管板两端清洗效果明显.不能根除整段换热管内壁垢层,对于清洗一般难度的介质和常规冷换设备,清洗后尚可维持其运行效率。3)化学清洗。4)超高压水射流清洗。
五 小结
综上所述,本文结合沈阳石蜡化工有限公司的实际情况,介绍了在本公司内常见的换热器折分类、结构特点和常用的维修方法。希望能为以后的工作提供参考。
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