張慶剛

【摘要】換熱設(shè)備是石油化工、能源等工業(yè)部門應(yīng)用最廣泛的過程設(shè)備之一。管殼式換熱器種類很多，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點的不同，管殼式換熱器主要結(jié)構(gòu)類型有：固定管板式、浮頭式、U型管式和填函式。本文所談的石化企業(yè)換熱設(shè)備冷卻器就屬于固定管板式換熱器。換熱器的管板以焊接的方法與殼體相連，優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、故在工程上廣泛使用，缺點是殼程不易清洗，檢查困難，不能用于有腐蝕性或較臟的介質(zhì)，適宜用于殼體與管子溫差小，或溫差稍大，但殼程壓力不高以及殼程結(jié)垢不嚴(yán)重或能用化學(xué)清洗的場合。

【關(guān)鍵詞】石化企業(yè)；換熱設(shè)備；檢驗；維修

一、換熱設(shè)備的分類

1、按換熱的方式分類

1.1 直接接觸式：冷熱流體直接接觸進行換熱。

1.2 間壁式：熱、冷兩種流體之間被固體壁面間隔開，熱、冷流體分別在固體劈面的兩側(cè)流動，兩種流體不直接接觸，熱量由熱流體通過劈面?zhèn)鹘o冷流體。

1.3 蓄熱器：冷熱流體交替通過填料，利用填料的蓄熱與放熱，達(dá)到交換熱量的目的。

2、按用途分類

2.1 加熱器：用于把流體加熱到所需溫度，被加熱流體在加熱過程中不發(fā)生相變。

2.2 蒸發(fā)器：用于加熱液體，使其蒸發(fā)汽化。

2.3 再沸器：用于加熱己被冷凝的液體，使其再受熱氣化。為蒸餾過程專用設(shè)備。

2.4 冷卻器：用于冷卻流體，使其達(dá)到所需溫度。

2.5 冷凝器：用于冷卻凝結(jié)性飽和蒸汽，使其放出潛熱而凝結(jié)液化。

3、按傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)分類：

3.1 管式換熱器：通過管子壁面進行傳熱的換熱器。

3.2 板式換熱器：通過板面進行傳熱的換熱器。

3.3 特殊形式換熱器：根據(jù)工藝特殊要求而設(shè)計的具有特殊結(jié)構(gòu)的換熱器。

二、換熱設(shè)備結(jié)垢及產(chǎn)生的危害

1.換熱設(shè)備結(jié)垢的危害

換熱設(shè)備結(jié)垢是傳熱中較難解決的問題之一，其結(jié)果可以導(dǎo)致傳熱效率下降，嚴(yán)重時可以造成換熱管的完全堵塞和生產(chǎn)過程的非計劃停產(chǎn)與維修，給工廠帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此，必須找出行之有效的措施來抑制和控制換熱設(shè)備結(jié)垢。

2.檢測結(jié)垢換熱設(shè)備熱效率的方法

檢測結(jié)垢換熱設(shè)備熱效率的方法是在假定傳熱介質(zhì)的物理性能保持為常數(shù)的前提下得出來的，并且沒有對物理性能發(fā)生變化后的介質(zhì)進行研究。因此在將來的研究中，可以重點對傳熱物理性能發(fā)生變化后的介質(zhì)傳熱進行研究，進一步得出更加可靠的檢測方法。

三、換熱設(shè)備的維護與使用

1.日常維護

1.1 裝置系統(tǒng)蒸汽吹掃時，應(yīng)盡可能避免對有涂層的冷換設(shè)備進行吹掃，工藝上確實避免不了，應(yīng)嚴(yán)格控制吹掃溫度不大于200度。以免造成涂層破壞。

1.2 裝置開停工過程中，換熱器應(yīng)緩慢升溫和降溫，避免造成壓差過大和熱沖擊，同時應(yīng)遵循停工時“先熱后冷”，即先退熱介質(zhì)，再退冷介質(zhì)；開工時“先冷后熱”，即先進冷介質(zhì)，后進熱介質(zhì)。

1.3 認(rèn)真檢查設(shè)備運行參數(shù)，嚴(yán)禁超溫、超壓。對按壓差設(shè)計的換熱器，在運行過程中不得超過規(guī)定的壓差。

1.4 操作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，定時對換熱設(shè)備進行巡回檢查基礎(chǔ)支座穩(wěn)固及設(shè)備泄漏等。

1.5 防凍防凝檢查（測溫，低點脫水）。

2.經(jīng)常對管、殼程介質(zhì)的溫度及壓降進行檢查，分析換熱器的泄漏和結(jié)垢

情況。在壓降增大和傳熱系數(shù)降低超過一定數(shù)值時，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)和換熱器的結(jié)構(gòu)，選擇有效的方法進行清洗。

2.1 經(jīng)常檢查換熱器的振動情況。

2.2 有防腐涂層的冷換設(shè)備在操作運行時，應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，避免涂層損壞。

2.3 接管法蘭、前管箱、后頭蓋法蘭無泄漏。

2.4 保持保溫層完好。

2.5 靜電接地完好。

2.6 地角螺栓齊全。

2.7 基礎(chǔ)無變形或下沉。

2.8 有壓力表、溫度計的安裝齊全，指示準(zhǔn)確。

2.9 檢查流體的溫度和壓力。

3.換熱器的投用

3.1 換熱器投用前的檢查準(zhǔn)備工作：確認(rèn)換熱器及所屬管線、閥門、法蘭、壓力表、墊片沒有問題；確認(rèn)相應(yīng)儀表控制系統(tǒng)沒有問題；確認(rèn)安全附件沒有問題。

3.2 熱源端排凝打開匯壓（溫度升高熱脹，壓力升高）。

3.3 冷源端排凝開二扣，稍開打開冷源端入口閥門，確認(rèn)通過排凝閥排凝閥排凈空氣和存液，冷源端換熱器內(nèi)充滿冷流液體，關(guān)閉排凝閥。

3.4 打開冷源端出口閥。

3.5 然后緩慢找開冷源端入口閥，關(guān)閉付線閥。

3.6 確認(rèn)冷源端投入正常。

3.7 全面檢查，確認(rèn)無問題后方可離開。

3.8 熱源端排凝開二扣。

3.9 緩慢打開熱源端入口閥門（開一扣）。

3.10 確認(rèn)通過排凝閥排凈空氣和存液，熱源端換熱器內(nèi)充滿油。

3.11 關(guān)排凝閥。

3.12 確認(rèn)換熱器無泄漏無問題。

3.13 打開熱源端出口閥。

3.14 然后緩慢打開熱源端入口閥，相應(yīng)調(diào)節(jié)付線閥。

4.換熱器的切除

4.1 換熱器的切除前的檢查

4.2 確認(rèn)換熱器設(shè)備及所屬管線、閥門、法蘭、壓力表、墊片無問題；確認(rèn)相應(yīng)儀表控制系統(tǒng)無問題；確認(rèn)安全附件無問題。

4.3 首先將熱源端付線打開。

4.4 然后緩慢關(guān)閉熱流的入口閥。

4.5 再關(guān)閉出口閥。

4.6 再以同樣方法停冷流，將其切除系統(tǒng)。

4.7 確認(rèn)各出入口閥關(guān)嚴(yán)降溫。

4.8 冷、熱源端排凝打開一扣，排油匯壓，熱油排凝時要用冷卻水保護。

4.9 然后關(guān)閉排凝。

4.10 如果換熱器需要檢修，則將油排凈并吹掃，分析合格后交付檢修。

4.11 全面檢查沒有問題后方可離開。

5.換熱器的檢修

5.1管束的清洗：清洗后，讓管束暴晾在露天，任管束自然風(fēng)干，此作法會造成碳鋼管的銹蝕減少。管束清洗完畢后，采用儀表風(fēng)把表面、管內(nèi)水分吹干，防止碳鋼管銹蝕延長管束的使用時間。

5.2 換熱器的水壓試驗：在檢修過程中換熱器試壓，有兩次和三次試壓之分，試壓的成功率關(guān)系著換熱的重裝工時，從以往的施工中發(fā)現(xiàn)，影響試壓合格率的主要有兩個方面：

5.2.1 安裝過程中經(jīng)常導(dǎo)致墊片撕裂而密封不嚴(yán)。

5.2.2 緊固螺栓時多采用順時針或逆時針順序，時常發(fā)生越緊越漏的現(xiàn)象而造成滲漏。

5.3 墊片的安裝

5.3.1 安裝管束前先從管束浮動管析側(cè)套入固定管板墊片，盡量不撕毀墊片塑料包裝膜，在管束放入抽芯機和安裝過程中保護好墊片免遭損壞。

5.3.2 安裝管束后則將墊片套入管束前端，與管束成30度角向下用雙手慢慢向內(nèi)擠壓安裝，特別注意兩邊用力平衡和擠壓的力度，防止墊片的損壞。

5.3.3 兩種方法均要在管束密封面處涂抹黃油，對墊片進行密封和緊固，且設(shè)備口各接口內(nèi)無雜物，各密封面無損壞；換熱器殼體及管束各密封面清理干凈。

5.4 螺栓堅固方法：堅固螺栓的正確方法應(yīng)該為“米”字型，嚴(yán)禁按順時針或逆時針方向逐一緊固，且在緊固前，用記號筆在螺栓位置標(biāo)記上編號，對應(yīng)位置數(shù)字，防止出錯。

結(jié)束語：

換熱設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備，在石油、化工、動力、能源、冶金、航空、車輛、制冷和食品等領(lǐng)域被廣泛使用，是保證加工過程正常順利運行不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備之一，也是重要的節(jié)能設(shè)備。

參考文獻：

[1]GB151-1999《管殼式換熱器》.國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.2000.

[2]GB150-1998 《鋼制壓力容器》. 國家技術(shù)監(jiān)督局.1998.

[3]《化工容器及設(shè)備》.卓震.主編.北京中國石化出版社 .1998.