换热器图片
管壳式换热器设计
铝制板翅式换热器
新闻动态
循环水换热器泄漏故障分析以及对策点击：2174 日期：[ 2014-04-26 21:53:42 ] |
| 循环水换热器泄漏故障分析以及对策 况 莉 (河北金牛化工树脂分公司,河北 沧州 061108) 摘 要：对金牛化工EVCM厂冷冻单元循环水换热器运行以来出现的几次故障进行了总结分析,提出具体对策并进行了相应改造,实施效果良好,可供今后类似换热器的改造与维修进行参考。 关键词：固定管板式换热器;泄漏;分析;对策 金牛化工EVCM厂换热器VE-1101是裂解装置中冷冻单元的重要生产设备之一,此设备的状态直接关系到整个装置能否正常运行。该换热器于2002年7月投入运行,在随后两年多的运行中,换热效果下降并多次发生泄漏,造成大量氟利昂进入循环水系统,不仅极大地影响了装置的稳定运行,大幅增加了生产成本,也形成了对环境污染的潜在影响。临时的解决办法是补焊漏点、直至更换设备。文中对此进行了故障分析并提出了相应的改造措施。 1 设备简介 VE-1101冷冻单元换热器设备型号为NJN固定管板式换热器。管程介质为循环水(由深井水和部分海水淡化水混合加药剂制成),质量流量440000kg/h,设计压力1. 0MPa,设计温度100℃,材质16Mn;壳程介质氟利昂,质量流量130316kg/h设计压力为2. 0MPa,设计温度100℃,材质16MnR;换热管规格为19mm×2mm,根数1425材质10#钢。 2 故障概述 2003年5月,换热器出现了管程泄漏。拆检设备发现,管箱内积存有很多泥沙和小块石棉板等杂物。70%的管束被污物不同程度地堵塞。换热管管束与管板焊接处有明显磨蚀痕迹。为了了解换热管的实际情况,我们从换热器的不同部位投出三根换热管并多段纵向剖开以观察换热管内外部的情况,发现换热管外表面状况良好,而内表面有被冲刷磨蚀的痕迹,但没有穿孔和泄漏发生,可见管段部分并不是泄漏发生的地方。将投出换热管从两侧管板封堵,对换热器进行气密试验发现管子与管板焊接处存在较多微小泄漏点,临时将管板漏点补焊处理,整台设备继续使用。至2004年8月又出现了2次同类故障,更换一台新设备之后7个月再次发生泄漏,拆检情况与上述情况相同。VE-1101换热器管束由1425根管子组成, L=7500mm,换热器管板与换热管采用强度胀加密封焊的连接形式。上半部806根是循环水流入通道,下半部619根是循环水流出通道。拆检发现管束中大部分管子被循环水中的污泥堵塞,不仅大大降低了换热效果,更造成了循环水以更大的流速通过没有堵塞的管子,加大了泥沙和杂物对管板以及管子内部的冲刷磨蚀,从而导致换热器发生泄漏。 3 原因分析 3.1 设备构造原因 从历次拆检情况分析,此设备的材质选择并无问题。表观看似乎是换热管与管板的焊接质量问题,但相同厂家同期制作了多台相类的设备,而其它设备并未出现此等情况,而由不同厂家制作的此台设备在使用中都出现了相同的泄漏情况,看来还存在其它因素。 从设备图纸中我们可以看到: VE-1101换热管的材质为10#钢,规格为Φ19×2,数量为1425根,换热面积为640m2;换热管的孔桥宽度为24mm,属于密排结构(一般为25mm)[1],换热器管板与换热管采用强度胀加密封焊的连接形式。我们认为,通常换热管孔桥的密排会减少设备的体积和净重,从而节省安装空间和安装费用,这是一种非常经济的设计方案;但这种设备要求的使用工况较严格,管程、壳程的物料都要求非常洁净,而我厂的现实工况还不能达到。而这种设计也加大了设备的制作难度,较易形成管头焊缝叠加,造成应力集中,增加泄漏机率。 另外,采用Φ19×2的换热管,在冷却水含泥沙较多的情况下,也较易造成管内堵塞而使换热效果下降,从而影响装置的稳定运行。 3.2 泥沙的侵蚀 循环水系统粗滤器因隔离阀腐蚀生锈,不能有效隔离粗滤器,致使粗滤器不能定期拆检而得到清洗。直径较小的泥沙和杂物经破损滤网和循环水泵进入循环水系统。这一因素也造成了换热器的堵塞和管头焊缝的冲刷磨蚀;综上所述,换热器的设计结构与实际工况的不相适应和循环水系统泥沙、杂物的冲刷磨蚀是造成换热器发生泄漏的主要原因。 4 改造对策 (1)改变换热管的密排结构:将HE-1101换热管规格改为Φ25×2. 5,孔桥宽度为普通型32mm[2]。如果设备本体尺寸不变,换热面积将减少至483m2,按原始设计要求640m2将不能满足生产需求。根据现场可安装空间实测,将换热器本体尺寸由DN1200mm扩大至1400mm,其它尺寸不变,从而换热面积变为700m2,完全能够满足生产的需求。 (2)循环水系统改造。 (3)更换粗滤器滤网及其隔离阀。 (4)循环水换热器循环水管线关断阀前加装双联过滤器,并定期检查清洗以消除泥沙、杂物对管头焊缝的冲刷磨蚀。 (5)提高操作和维修要求:在换热器运行期间,定期检查和清洗换热器。长时间运行后管内会被污泥堵塞,增加水流阻力,降低换热效果。装置需要严格按照操作规程进行操作并及时进行保养。日常操作注意观察管程和壳程的温度及压差以及换热器循环水程气态(氟利昂)物质的含量,根据上述现象可以推测换热器管程是否出现堵塞或泄漏,如出现问题应及时检修。 5 结 语 经过两年的运行观察表明,换热器VE-1101运行效果良好,达到了降低维修费用,保证装置长周期稳定运行的目的,为今后类似换热器的维护改造提供了有益的经验。 参考文献 [1] 库潘(美).换热器设计手册[M].北京:中国石化出版社, 2004. [2] GB151-1999.管壳式换热器.北京:中国标准出版社, 2000. |
| 上一篇：换热器衬铜优势浅析 | 下一篇：4mm管换热器降低制冷剂充注量实验研究 |