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文檔簡介

1、雙管板與單管板換熱器的區(qū)別從結(jié)構(gòu)、用途、制造等方面比較了雙管板換熱器和單管板換熱器。同單管板換熱器相比,雙管板換熱器管程殼程間泄漏概率低得多;受力 狀況更好。從結(jié)構(gòu)看,雙管板換熱器采用固定管板式結(jié)構(gòu),管束不能 抽出清洗。實際使用表明,采用機械脹管法制造的雙管板換熱器,可 以滿足使用要求。1. 雙管板換熱器北京燕山石化公司 0.66 Mt/a 乙烯改擴建工程中,制苯裝置改造 新上了三臺雙管板換熱器, 即汽提塔再沸器 (E 607 ,F(xiàn)=213 m2) 、抽 提蒸餾塔再沸器 (E 634 , F=350 m2) 和余熱溶劑冷卻器 (E 111 , F=150 m2) ,它們的管程走甲酰嗎啉溶劑,殼

2、程走蒸汽或水,該 溶劑具有遇水發(fā)生分解的特性。這三臺換熱器,經(jīng)過一年多使用,效 果很好,溶劑損耗同裝置改造前相比下降很多。2. 雙管板與單管板換熱器結(jié)構(gòu)比較雙管板換熱器采用固定管板結(jié)構(gòu),管束不能抽出清洗,單管板換 熱器可采用多種結(jié)構(gòu)型式,管束可以抽出清洗。對于溫差較大的雙管 板換熱器,簡體上可加裝波紋膨脹節(jié);而單管板換熱器除可考慮簡體 上加裝波紋膨脹節(jié)外,常采用浮頭或 U 型管型式來補償。對于雙管板換熱器,存在二種設(shè)計理念的認(rèn)識:一種認(rèn)為雙管板 換熱器用于絕對防止管殼程間介質(zhì)混串的場合,設(shè)計在內(nèi)外管板之間 空腔上加裝排液倒淋閥,供日常觀察和內(nèi)管板發(fā)生泄漏時排放,使得 管殼程介質(zhì)切實被內(nèi)外二層管

3、板隔離。這是采用雙管板結(jié)構(gòu)型式的主 要目的。另一種認(rèn)為雙管板換熱器可用于管殼程間介質(zhì)壓差很大的場合, 設(shè)計在內(nèi)外管板之間的空腔中加入一種介質(zhì),來減小管殼程間介質(zhì)的 壓差。這和一般單管板換熱器一樣,不能絕對保證外管板上管口不發(fā) 生泄漏。3. 雙管板與單管板換器使用上的比較單管板換熱器最常見。在使用中除經(jīng)常出現(xiàn)墊片螺栓法蘭接頭密 封泄漏外,還會出現(xiàn)管板上的管口泄漏,以及焊接裂紋等。單管板換 熱器管板上的管口泄漏大部分出現(xiàn)在焊接收弧處。焊接收弧時氣體未 放干凈,有砂眼。雙管板換熱器具有內(nèi)外雙層管板,如果內(nèi)管板管口泄漏,還有外 管板防護。單管板換熱器焊接裂紋常出現(xiàn)在換熱器簡體大法蘭盤錐體小端與 簡體結(jié)

4、合部。這里出現(xiàn)問題的主要原因,一是大法蘭盤錐體小端與簡 體結(jié)合部應(yīng)力大;二是幾何尺寸和形狀突變,容易埋藏缺陷。實例 1, 2001 年 11 月北京燕山石化公司制苯裝置國外進口的第一循 環(huán)氫預(yù)熱器 F04A( 直徑 610 mm 。厚度 30 mm ,長度 3780 mm , 材質(zhì) 13CrM04) ,大法蘭盤錐體小端與簡體連接焊縫處焊道上出現(xiàn) 幾段環(huán)向裂紋。該換熱器已經(jīng)使用 6 年,前部工藝為預(yù)硫化過程,導(dǎo)致?lián)Q熱器使用環(huán) 境中殘留有 H2S ,產(chǎn)生易裂易剝離的細(xì)粒狀的腐蝕物薄膜;當(dāng)溫度超過 300 時,薄膜中的細(xì)粒變?yōu)榇蟮慕Y(jié)晶體結(jié)構(gòu),產(chǎn)生裂紋。實例 2, 1996 年 12 月北京燕化石化公

5、司重整加氫聯(lián)合裝置新上一臺 換熱器 E108( 直徑 1000 mm ,厚度 28mm ,材質(zhì) 13CrMo4) ,在試 壓過程中,換熱器一側(cè)簡體大法蘭盤錐體小端與筒體連接焊縫處,出 現(xiàn)一段裂紋。做金相分析??梢钥吹皆诹鸭y內(nèi)部及附近基體內(nèi)有比較 密集的氧化鐵夾雜物,方向垂直于換熱器軸線;在試驗壓力作用下, 被拉裂雙管板換熱器簡體大法蘭盤錐體小端與筒體結(jié)合部位于內(nèi)外管板 間形成的空腔外邊上,空腔中無介質(zhì)或介質(zhì)壓力很小。受力狀況好于 單管板換熱器。另外,雙管板換熱器壓力試驗要打4 遍壓 (管程、兩內(nèi)管板之間的殼程、兩側(cè)內(nèi)外管板之間的腔體) ,單管板換器壓力試驗要打2 3 遍壓 ( 管程、殼程或管程

6、、殼程、小浮頭) 。4. 制造的比較(1) 費用 雙管板換熱器與單管板換熱器相比,增加部分為兩個外管板、兩 個內(nèi)外管板之間的腔體和腔體中的換熱管。目前國內(nèi)定購的雙管板換 熱器價格為 1.6 ×104 RMB ¥ /t 左右,定購的單管板換熱器價格為 1.4 ×104 RMB ¥ /t 左右。單價上相差不大。據(jù)北京燕山石化公司制苯裝置三臺雙管板換熱器顯 示:如果分別采用雙管板結(jié)構(gòu)形式和單管板結(jié)構(gòu)形式做換熱器,雙管 板比單管板增加重量 10 20 ,增加費用 25 37 。因此,應(yīng) 更加重視雙管板換熱器制造質(zhì)量,使多花的錢,切實達到好的效果。(2) 脹接通常,換熱管和管板的連接

7、大致有四種形式,即強度焊 (常見氬弧 焊)、強度脹、 強度焊 + 貼脹、 強度脹 + 密封焊, 其差異主要反映在管孔 是否開槽和焊接坡口及管子伸出長度等方面。脹接可分為非均勻脹接 ( 機械滾珠脹接 )、均勻脹接 (液壓脹接、液袋脹接、橡膠脹接、爆炸脹 接等 )。雙管板換熱器設(shè)計要求采取強度焊+ 強度脹,推薦采用液壓脹管法。單管板換熱器一般設(shè)計要求采用強度焊 + 貼脹,采用機械脹管或手 工脹管即可。目前國內(nèi)大多數(shù)制造商沒有液壓脹管設(shè)備,即使有,由于液壓脹頭購 置費用高并且損耗大 (平均脹 100 多個管口,要換一個液壓脹頭 ) 。液 壓脹頭一次性使用,不能修復(fù)。因而很少采用液壓脹管法制造換熱器。 這三臺雙管板換熱器采用 機械脹管法制造,經(jīng)過現(xiàn)場安裝后耐壓實驗和一年多的使用表明,雙 管板

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