波节管换热器
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石化装置中换热器密封材料应用与对比点击：2044 日期：[ 2014-04-26 22:42:45 ] |
| 李幼祥 崔亚平 白尚斌 关键词 换热器 密封材料 应用 对比 随着静密封技术的不断进步, 垫片材料和结构都有长足的发展, 锦州石化公司的冷换设备密封件也经历了使用石棉橡胶垫、钢垫圈(八角垫、椭圆垫)、柔性石墨缠绕垫片以及现在使用的新型波齿复合垫片等几个阶段。这些垫片由于材料的构成和结构不同其性能也各异, 在生产使用中发挥的作用也各不相同。 1 石棉橡胶板 1984 年以前, 各生产装置的冷换设备密封大部分采用石棉橡胶垫, 直至今天, 冷却器仍然使用石棉橡胶垫。它的特点是: 价格便宜、运输储存方便、使用方便、不用对所有冷换设备垫片尺寸存储记忆,随时可以裁剪出所需要的规格尺寸。尤其适用于水冷器或温度较低的换热器, 密封性能比较稳定。介质的操作温度在200℃以上、设备运转时间较长, 这种密封材料会发生应力松弛, 或在压力温度有波动的情况下, 其回弹性不足, 导致设备发生泄漏。 2 钢垫圈 八角形或椭圆形钢垫圈, 是为了解决操作压力为310M Pa 以上, 温度在390℃左右的换热器而使用的密封材料。这种钢垫圈在高温高压条件下密封效果比较稳定, 一般不易泄漏, 如果垫圈和密封槽能精心保护, 垫圈可以重复利用。 但是钢垫圈一旦发生泄漏后, 不容易紧住。这是因为钢垫圈要求预紧力较大, 螺栓弹性要好, 而且每个螺栓承受预紧力均匀程度高。另外钢垫圈对密封面的光洁度要求高, 不得有任何划痕或微小的杂物, 稍有不慎便会产生泄漏。钢垫圈同一种规格,其互换性不好, 给备品备件制备带来困难。 3 柔性石墨缠绕垫片 柔性石墨缠绕垫片弥补了石棉橡胶垫片和钢垫圈的不足, 它的特点是: 密封性能好、有较好的弹性、不易泄漏、对密封面要求不苛刻, 换热器密封面如出现轻微的划痕或腐蚀, 缠绕垫在一定程度上能“包容”这些缺陷。 但是柔性石墨缠绕垫有两个较大的弱点, 即通常所说的“散架”和“压溃”, 垫片直径较大时这种现象尤为突出。 4 波齿复合垫片 波齿复合垫片是根据广州市南方密封件厂厂长吴树济高级工程师的发明专利研制生产的新一代法兰联接密封件, 该厂专利产品是由特殊设计的双面弧形波齿构造的弹性金属骨架与膨胀石墨材料复合而成, 其断面结构示意如图1 所示。 这种结构的垫片有下述优点: a. 金属骨架使之强度很高, 整体性好, 运输、安装过程中或在使用时承受高压都不会出现“散架”或“压溃”现象; b. 波形骨架结构增加了良好的弹性, 装置开停工或压力、温度常有波动的换热器, 可保证密封不泄漏; c. 一道道齿形结构的齿状尖峰, 形成良好的金属线密封, 适用于高温高压的换热器。而且多道环形凹槽充满高度压缩的膨胀石墨, 不仅增强了其密封性能, 而且对法兰表面缺陷起到了很好的补偿作用。 根据兄弟炼油厂使用的经验, 1996 年, 在异丙醇装置的四台压力较高的换热器上试用波齿复合垫片, 从运输、安装、生产运行等各方面考察其综合性能, 结果比较理想。1997 年3 月, 在炼油一分厂、二分厂、化工三分厂等9 套装置的216 台换热器上采用了波齿复合垫片, 并对问题较多的换热器, 从出库、安装、试压、投产、生产运行等进行了跟踪调查。调查情况表明: 检修施工人员、仓库保管员及生产车间一致反映, 波齿复合垫应用情况很好。较为典型的应用实例如下: 二套常减压装置的60 台换热器, 特别是常出问题的H722AB, H713AB 渣油2原油换热器(操作温度: 370℃, 操作压力: 216M Pa) , H721AB 拔头油2渣油换热器( 操作温度: 295℃, 操作压力:215M Pa) 等从开车至今, 处理量由7000t/d 增加到9300t/d , 未发现一台因密封失效而泄漏。二套催化H301 稳定塔底重沸器(操作温度: 362℃, 操作压力: 111M Pa) , H302 吸收塔底重沸器(操作温度:270℃, 操作压力: 210M Pa) , 制氢装置的E302 中变器2甲烷进料换热器(操作温度: 550℃, 操作压力:116M Pa) , 重整装置H309 汽提塔底重沸器(操作温度: 296℃, 操作压力: 116M Pa) , H401 白土塔底重沸器(操作温度: 296℃, 操作压力: 210M Pa) ,一加氢装置H105 稳定塔底重沸器(操作温度:313℃, 操作压力: 114M Pa) 等高温、高压易泄漏部位, 检修后投产无一泄漏。一催化车间油浆换热器, H- 120AB, H- 817AB, H- 208AB, 规格型号分别为HL 900- 240- 40- 4Ê , F700- 135- 40-2, FB700- 120- 40- 2 (操作温度: 385℃, 操作压力: 410M Pa) , 介质为油浆, 内含催化剂固体颗粒(2g/m L ) , 该换热器的泄漏问题, 历来是催化设备管理的难点。使用波齿复合垫片后解决了上述难题, 由于波齿和石墨共同的作用, 使密封达到了一个最佳结合状态。1997 年大修中使用较大批量的波齿复合垫, 并与过去使用其它垫片进行对比, 可以看出, 在换热器上采用波齿复合垫片, 其综合性能要比使用其他诸如耐油石棉橡胶垫片、金属垫片、柔性石墨缠绕垫片等密封材料要好得多。因此我们认为从保证密封的性能、确保设备的正常运行, 从而确保装置能真正做到“安、稳、长、满、优”生产, 波齿复合垫片无疑是目前换热器设备中较为理想的密封件, 尤其是在一些压力温度较高或波动的场合, 采用波齿复合垫片作为换热器密封件不失为一种很好的选择。目前, 波齿复合垫片与其他各类垫片相比,价格高些, 尤其是直径较大的价格更高些, 如换热器所用垫片平均比缠绕垫高出15%～ 30% , 但如果考虑缠绕垫的破损率和有效利用率, 其综合价格亦相差不多。当然, 如果换热器上使用的波齿复合垫的价格能适当下降, 则我们认为这种垫片的应用将会更为普及, 所产生的经济效益和社会效益就更大。 |
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