第三章壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)03

第四節(jié)

換熱器的使用與維護(hù)換熱器是化工企業(yè)的主要設(shè)備之一，屬于壓力容器范疇，因此要求操作人員懂得其結(jié)構(gòu)原理、用途、和性能。并且有安全操作知識(shí)才能使其安全運(yùn)行，發(fā)揮較大的效能，換熱器有多種式，這里介紹固定板列管換熱器和板式換熱器，在我們公司，列管換熱器的總面積有2000多平方米，板式換熱器有200多臺(tái)，在化工廠中占有較大比例的設(shè)備。9/21/20231廣東中成化工股份有限公司一、列管換熱器的使用與維護(hù)1、正確使用⑴投用前應(yīng)檢查壓力表、溫度計(jì)、安全閥、液位計(jì)以及有關(guān)閥門是否齊全好用；⑵輸進(jìn)蒸氣之前應(yīng)打開冷凝水排放閥門，排積水和污垢，打開放空閥，排出空氣和不凝結(jié)氣體；⑶換熱器使用時(shí),先開冷態(tài)工作液體閥門和放空閥，向其進(jìn)液體（或水），當(dāng)液面達(dá)到規(guī)定的位置時(shí)，緩慢或分?jǐn)?shù)次開啟蒸氣或熱其它液體閥門，做到先預(yù)熱后加熱，防止驟冷、驟熱有損換熱器的使用壽命；9/21/20232廣東中成化工股份有限公司⑷經(jīng)常檢查冷熱兩種工作介質(zhì)的進(jìn)出口溫度、壓力的變化，發(fā)現(xiàn)溫度、壓力有變化，要立即查明原因，清除故障；⑸定時(shí)分析介質(zhì)成分有無變化，以確定有無漏管，以便及時(shí)堵管或換管；⑹定時(shí)檢查換熱器有無滲漏，外殼有無變形及有無振動(dòng)現(xiàn)象；⑺定時(shí)排放不凝結(jié)氣體和冷凝液，根據(jù)換熱效率下降的情況及時(shí)清洗列管，以提高傳熱效率。9/21/20233廣東中成化工股份有限公司2、維護(hù)保養(yǎng)⑴保持主體設(shè)備外部整潔、保溫、保冷和油漆完好；⑵保持壓力表、溫度計(jì)、安全閥和液位計(jì)等附件其余準(zhǔn)確；⑶發(fā)現(xiàn)法蘭口和閥門滲漏應(yīng)立即清除；⑷開停換熱器時(shí)，不應(yīng)將蒸氣閥門和被加熱介質(zhì)閥門開的太猛，否則容易造成外殼與列管伸縮不一。產(chǎn)生熱應(yīng)力，使局部焊縫開裂，閥管口開裂；⑸盡管減少換熱器的開停次數(shù)，停止使用時(shí)應(yīng)將內(nèi)部水和物料排盡；⑹定期檢測換熱器的壁厚。9/21/20234廣東中成化工股份有限公司3、常見故障與其處理方法故障名稱產(chǎn)生原因

處理方法

傳熱效率下降列管結(jié)垢、堵塞殼體內(nèi)不凝性氣體多管路或閥門有堵塞清洗裂管排放不凝性氣體冷凝液檢查清理發(fā)生振動(dòng)殼層介質(zhì)流速太快管路振動(dòng)所收起的管束與拆流板結(jié)構(gòu)不合理機(jī)座剛度夠調(diào)節(jié)進(jìn)氣量加固管路改進(jìn)設(shè)計(jì)加固機(jī)座管板與殼體連接處發(fā)生裂紋焊接質(zhì)量不好外殼歪斜，連接管應(yīng)力較大腐蝕嚴(yán)重，外殼壁厚或薄清除補(bǔ)焊重新調(diào)整找正鑒定后修補(bǔ)管束和脹焊口滲漏管子腐蝕穿孔殼體和管束溫差較大管口腐蝕或脹焊質(zhì)量差堵管或換管補(bǔ)焊換管或補(bǔ)焊9/21/20235廣東中成化工股份有限公司二、板式換熱器的使用與維護(hù)板式換熱器是新型的換熱設(shè)備,由于其結(jié)構(gòu)緊湊、傳導(dǎo)熱效率高，所以在化工、食品和石油等行業(yè)中得到了廣泛使用，但其材料為鈦材和不銹鋼，故使價(jià)格比較貴。1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）

體積小，占地面積小。板式換熱器占地面積為同樣換熱能力的列管換熱器的30%左右；（2）

傳熱效率高，板式換熱器能使兩種熱交換流體在較低的的流速下，增強(qiáng)擾動(dòng)起湍流，從而增強(qiáng)傳熱系數(shù)，K值可達(dá)4000kcd(m2.h.c),l較之列管換熱器的2—4倍；9/21/20236廣東中成化工股份有限公司（3）

組裝靈活。板式換熱器當(dāng)生產(chǎn)上要求改變工藝條件和產(chǎn)量時(shí)，只要增加板片數(shù)量或改變板片組裝流程通道形式，即可滿足；（4）

金屬消耗量低。板式換熱器板片每平方米消耗量金屬這8kg左右，而同樣參數(shù)的螺旋板換熱器則需要20kg左右，列管換熱器則需要23kg;（5）

熱量損失小。板式換熱器由于僅是板片周圍暴露在大氣中，熱損失僅為1%左右，不需要采用保溫層；（6）

拆卸清洗檢修方便，對于易結(jié)垢的介質(zhì)，一方面由于板式換熱器中的介質(zhì)有激烈的湍流，其湍流臨界雷諾數(shù)比一般列管換熱器低10倍，因而不易結(jié)垢，另一方面板片均可拆卸便于清洗。9/21/20237廣東中成化工股份有限公司2、工作原理：一束獨(dú)立的金屬板片（各種波紋形）是掛在容易滑動(dòng)的掛架上，用螺栓結(jié)固平板封頭，換熱器的外邊緣和進(jìn)出口的周圍均裝設(shè)有密封墊片，使被熱交換的兩種介質(zhì)均在兩板片的間隔之間，形成一薄的流束，換熱板片壓成各種波紋型，以增加板片換熱器面積和剛性，并能使液體在低流速下形成溢流，以達(dá)到傳熱的效果。冷熱介質(zhì)互相間隔流動(dòng)，完成熱交換過程。一般在板式換熱器進(jìn)介質(zhì)前安裝一個(gè)過濾器，可以過濾介質(zhì)中的雜質(zhì)，以免雜質(zhì)進(jìn)入板式換熱器堵塞通道。9/21/20238廣東中成化工股份有限公司3、結(jié)構(gòu)及材質(zhì)：板式換熱器主要由板片、密封墊片、固定平板封頭、夾緊螺栓掛架等組成，換熱器板片上有不同形狀的波紋，既能承受介質(zhì)壓力，又能使介質(zhì)通過板片面增強(qiáng)流體湍動(dòng)提高其傳熱效率。換熱器板片是用能夠進(jìn)行冷加工的金屬材料沖壓而成的，板片的幾何形狀尺寸、數(shù)量和排列形式應(yīng)根據(jù)換熱器的能力和工藝條件而定。一般板式換熱器選用的材料為不銹鋼。9/21/20239廣東中成化工股份有限公司4、正確使用：（1）進(jìn)入換熱器的冷、熱流體如果含有雜質(zhì)和纖維質(zhì)，一定要提前過濾，防止堵塞狹小的間隔；（2）當(dāng)傳熱效率下降20~30%時(shí)，換熱器解體，清洗板片上的結(jié)垢；（3）拆卸和組裝波紋板片時(shí)，不要將膠墊弄傷或掉出，發(fā)現(xiàn)有脫落部分，應(yīng)用粘膠粘好；（4）使用板式換熱器不能驟冷驟熱，使用壓力不能超過銘牌上規(guī)定值；（5）使用中發(fā)現(xiàn)墊口滲漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)沖洗結(jié)垢，擰緊螺栓，若無效應(yīng)解體組裝；（6）經(jīng)常查看壓力表和溫度計(jì)數(shù)值，掌權(quán)運(yùn)行情況。9/21/202310廣東中成化工股份有限公司5、維護(hù)保養(yǎng)：（1）保持設(shè)備整潔、油漆完整，堅(jiān)固螺栓的螺紋部，應(yīng)涂防銹油并加外罩，防止生銹腐蝕壞絲扣；（2）保持壓力表的溫度計(jì)清晰，閥門和法蘭無泄漏；（3）定期清沅和切換過濾器，防止換熱器的堵塞；（4）檢查基礎(chǔ)有無下沉和地腳螺栓有無腐蝕；（5）拆裝板式換熱器螺栓的拆卸和緊固應(yīng)對面進(jìn)行，松緊適宜，并達(dá)到夾緊尺寸。9/21/202311廣東中成化工股份有限公司6、常見故障及解決策略故障名稱產(chǎn)生原因

解決策略

密封墊處滲漏①膠墊未放正或扭曲歪斜②螺栓緊固力不均勻或緊固力?、勰z墊老化或有損傷

①重新組裝②緊固螺栓③更換新墊內(nèi)部介質(zhì)參漏

①波紋板片有裂紋②進(jìn)出口膠墊不嚴(yán)密③側(cè)面板腐蝕①檢查更新②檢查修理③補(bǔ)焊加工傳熱效率下降

①波紋片結(jié)垢嚴(yán)重②過濾器或管路堵塞①解體清洗②清理9/21/202312廣東中成化工股份有限公司第五節(jié)攪拌反應(yīng)容器反應(yīng)壓力容器是用于完成介質(zhì)的物理過程、化學(xué)反應(yīng)的壓力容器，簡稱反應(yīng)容器。廣泛應(yīng)用于化工、輕工、制藥等生產(chǎn)中。進(jìn)行磺化、硝化、縮合、聚合以及合成等化學(xué)過程。由于反應(yīng)介質(zhì)的性質(zhì)、狀態(tài)不同，化學(xué)反應(yīng)的種類不同，反應(yīng)器有固定床、硫化床以及攪拌等幾種。前兩種是以固相物料為特征，氣一固相反應(yīng)，液一固相反應(yīng),而帶攪拌的反應(yīng)器則以液相物料為特征,液一液、液一固、液一氣相反應(yīng)。這里只介紹攪拌反應(yīng)器。攪拌反應(yīng)器是一種典型的化工設(shè)備，它是在一定容器中和一定壓力及溫度下，借助攪拌向液相物料中傳遞必要的能量而進(jìn)行攪拌過程的化學(xué)反應(yīng)，在工業(yè)生產(chǎn)中也稱為反應(yīng)釜。9/21/202313廣東中成化工股份有限公司一、攪拌反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)

由攪拌器、筒體、夾套、攪拌軸、壓出管、支座、人孔、軸封、傳動(dòng)裝置、電動(dòng)減速機(jī)、機(jī)架、接管等組成。容器部分包括簡體、上下封頭、夾套及各種接口等。筒體的直徑和高度決定了容積的大小，它和攪拌反應(yīng)器的生產(chǎn)能力有關(guān)，如果有熱量傳遞，反應(yīng)前需要加熱，反應(yīng)中需要保持溫度，反應(yīng)后需冷卻等，就要筒體內(nèi)部或外部設(shè)置傳熱構(gòu)件。通常在設(shè)備內(nèi)加蛇管，在簡體和底封頭外側(cè)設(shè)夾套，蛇管和夾套的空間，根據(jù)生產(chǎn)需要，

9/21/202314廣東中成化工股份有限公司通入加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)，加熱介質(zhì)通常為蒸汽，冷卻介質(zhì)通常為水。攪拌器有多種形式如槳式、渦輪式、推進(jìn)式等，各有不同的尺寸和轉(zhuǎn)速范圍?？筛鶕?jù)被攪拌物料的物理特性如粘度大小和攪拌的目的來選用適當(dāng)?shù)臄嚢杵?。攪拌器通?？刹鹇?lián)接固定在攪拌軸上。攪拌一般用聯(lián)軸節(jié)與減速機(jī)相連，傳速來自電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，攪拌軸需穿過封頭，為保證攪拌器筒體空間的密封，在鍋口采用機(jī)械密封或填料密封。9/21/202315廣東中成化工股份有限公司二、反應(yīng)釜的正確使用1、反應(yīng)釜在運(yùn)行中嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，禁止起溫超壓；

2、按工藝指標(biāo)控制夾套（或蛇管）及反應(yīng)器的溫度；

3、避免溫差應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力疊加，使設(shè)備產(chǎn)生應(yīng)變；

4、要嚴(yán)格控制配料比，防止劇烈的反應(yīng)；

5、要注意反應(yīng)釜有無異常的振動(dòng)和聲響，如發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)停止檢修。9/21/202316廣東中成化工股份有限公司三、維護(hù)保養(yǎng)1、檢查減速機(jī)機(jī)封有無足夠的潤滑油，必要時(shí)添加；

2、檢查減速機(jī)運(yùn)行時(shí)有無振動(dòng)和擺動(dòng)，檢查機(jī)架與鍋體的連接螺栓、機(jī)架與減速機(jī)的連接螺栓有無松動(dòng)，減速機(jī)有無異常響聲；

3、檢查設(shè)備與密封點(diǎn)有無泄漏；

4、檢查壓力表溫度計(jì)、安全閥是否靈敏可靠，并定期校驗(yàn)更換；

5、檢查設(shè)備保溫是否完好；

6、檢查反應(yīng)急釜支座是否腐蝕；

7、按《容規(guī)》要求定期對設(shè)備進(jìn)行內(nèi)外面檢查，必要量進(jìn)行探傷、測厚檢查。9/21/202317廣東中成化工股份有限公司四、常見故障和解決策略故障現(xiàn)象故障原因

解決策略

殼體損壞①受介質(zhì)的腐蝕（點(diǎn)蝕、晶間腐蝕）②熱應(yīng)力引起產(chǎn)生裂紋或堿脆③磨損變薄或均勻腐蝕①采用耐腐蝕材料②焊后清除熱應(yīng)力③超過設(shè)計(jì)壁厚最小厚度應(yīng)更換機(jī)封泄漏①動(dòng)靜環(huán)磨損②端比壓過大磨擦付產(chǎn)生熱變形③密封圈老化，失去密封性④軸體與靜環(huán)端垂直誤差大⑤操作溫度、壓力、溫⑥軸車動(dòng)起指標(biāo)①更換機(jī)封②調(diào)整比壓合適③更換密封圈④重新找證⑤嚴(yán)