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        淺談?chuàng)Q熱器在石油化工中的應(yīng)用及維護(hù)

        2016-12-27 15:44:57汪洋
        科學(xué)與財(cái)富 2016年29期
        關(guān)鍵詞:石油化工換熱器

        汪洋

        摘 要:換熱器在石油化工中是非常重要的,因?yàn)槭突ぶ猩婕暗降纳a(chǎn)流程是非常多的,這樣就需要進(jìn)行不同程度的換熱,換熱器的主要作用就是進(jìn)行流體溫度的轉(zhuǎn)換,這樣就可以滿足石油生產(chǎn)的需要。本文就是對換熱器在石油化工中的應(yīng)用及維護(hù)進(jìn)行具體的分析,為相關(guān)的研究提供借鑒。

        關(guān)鍵詞:換熱器;石油化工;應(yīng)用及維護(hù)

        石油化工的生產(chǎn)是一個(gè)比較復(fù)雜的過程,每一個(gè)環(huán)節(jié)都是極為復(fù)雜的,如果沒有將這些環(huán)節(jié)中的換熱工作做好,就會影響著產(chǎn)品的質(zhì)量,也容易出現(xiàn)安全事故。換熱器主要的作用進(jìn)行進(jìn)行溫度的轉(zhuǎn)換,將溫度比較高的流通傳達(dá)給溫度比較低的流體,這樣就可以保證受熱的均勻性。換熱器必須有一定的安全性和穩(wěn)定性,否則就會產(chǎn)生泄露,造成的危害是無法預(yù)料的,因此在使用換熱器的過程中,要做好應(yīng)用維護(hù)工作。

        1 換熱器的主要類型和原理介紹

        在石油化工中使用比較廣泛的換熱器是單相流換熱器,這種換熱器一般是用在氣體到氣體、液體到液體和液體到氣體的換熱中,流體在換熱的過程中,不會出現(xiàn)相變的現(xiàn)象,在石油化工生產(chǎn)中,主要的形式是對流傳熱,利用對流傳熱的方式需要使用螺紋管、內(nèi)波外螺旋管和波紋管,波紋管和內(nèi)波外螺旋管的主要作用是增加壁面的擾動,而螺紋管的主要作用就是將表面?zhèn)鳠岬男Ч龃?。厚壁波紋管和內(nèi)波外螺旋管在加工方式上是比較相近的。在石油化工生產(chǎn)的過程中,換熱器的應(yīng)用是極為重要的,也是不可或缺的一種設(shè)備,換熱器的主要作用就是換熱,加熱、預(yù)熱、蒸發(fā)、制冷和過熱,換熱器就是在溫度上進(jìn)行一系列的變化。

        溫度在發(fā)生變化的時(shí)候,有著多種方式進(jìn)行操作,例如復(fù)合型換熱、蓄熱式換熱、表面式換熱和流體連接式換熱,這些方式在石油化工生產(chǎn)中是經(jīng)常使用的,但是無論是什么樣的方式都是離不開換熱器的,換熱器的種類也是非常多的,按照換熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分主要有固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、板式換熱器和U形管板換熱器,但是在使用的過程中,一定要注意一些事項(xiàng),否則會給具體的使用帶來很大的問題,需要注意的問題如下:(1)要保持網(wǎng)管的清潔,不管是在什么時(shí)候,工作之前和工作之后都要將網(wǎng)管清潔好,這樣就可以最大程度的避免出現(xiàn)網(wǎng)管堵塞的現(xiàn)象,這樣換熱器就無法正常的使用。(2)在軟化水的使用上要嚴(yán)格的把關(guān),在對軟化水進(jìn)行處理的過程中,一定要做好軟化罐和水質(zhì)的檢查工作,這兩者都會影響著軟化水的質(zhì)量,在確定合格之后,才能夠使用。

        2 換熱器在石油化工中的應(yīng)用及維護(hù)

        2.1 螺旋纏繞管式換熱器的簡單介紹

        2.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

        這種換熱器主要是對管束、殼體和中芯管構(gòu)成,在管板與管熱管相連接之后,就要使用焊接技術(shù)進(jìn)行固定。在殼體和兩端的接頭上會有流體進(jìn)出。除此之外,還有纏繞管束的影響,纏繞管束主要是由螺旋管纏繞形成的,必須要保證層與層之間是保持著一致的,在纏繞方向上也要是相反的,最大程度的保證流體的均勻分布,避免出現(xiàn)短流的現(xiàn)象,在使用的過程中,也容易產(chǎn)生很多的危險(xiǎn)性因素,需要引起我們的注意。

        2.1.2 性能優(yōu)勢

        這種換熱器可以最大程度的保證質(zhì)量,對應(yīng)力可以實(shí)現(xiàn)自動化的消除,如果是大溫差的一些工藝,使用纏繞管束結(jié)構(gòu),可以最大程度的提高設(shè)備的使用壽命。對螺旋纏繞管進(jìn)行表面處理,可以最大程度的保證污垢的降低率,在沉降速度上也會加快。螺旋纏繞管式換熱器在結(jié)構(gòu)上是極為簡單的,重量也較輕,可以騰出更多的空間,這樣就會節(jié)省大量的費(fèi)用,在維護(hù)費(fèi)用上也會大量的減少。

        2.2 浮頭式換熱器的簡單介紹

        浮頭式換熱器主要是由浮頭部分構(gòu)成的,這一結(jié)構(gòu)可以按照不同的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)的過程中,一定要滿足殼內(nèi)自由的浮動,保證管束和殼體是絕對自由的,這樣在溫差較大的時(shí)候,殼體和管束之間就不會產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。浮頭端也可以自由的進(jìn)行拆卸,這樣管束既可以設(shè)計(jì)成為可拆卸的,也可以設(shè)計(jì)成為不可拆卸的,在檢修的過程中也是極為便利的,清洗也十分的方便。

        浮頭換熱器的浮頭部分結(jié)構(gòu),按不同的要求可設(shè)計(jì)成各種形式,除必須考慮管束能在設(shè)備內(nèi)自由移動外,還必須考慮到浮頭部分的檢修、安裝和清洗的方便。鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要作用。隨著浮頭式換熱器的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的發(fā)展,以及長期以來使用經(jīng)驗(yàn)的積累,鉤圈的結(jié)構(gòu)形式也得到了不段的改進(jìn)和完善。鉤圈一般都為對開式結(jié)構(gòu),要求密封可靠,結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和拆裝方便。浮頭式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性,在長期使用過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。盡管受到不斷涌現(xiàn)的新型換熱器的挑戰(zhàn),但反過來也不斷促進(jìn)了自身的發(fā)展。故迄今為止在各種換熱器中扔占主導(dǎo)地位。

        2.3 泄露問題

        焊接質(zhì)量是換熱器制造上的關(guān)鍵。換熱器管子與管板焊接時(shí),在焊縫兩側(cè)形成熱影響區(qū),這是焊接接頭的薄弱部位,容易產(chǎn)生殘余變形和殘余應(yīng)力,即容易形成應(yīng)力腐蝕的基本條件。若遇到腐蝕環(huán)境的影響,例如在H2S、OH-等環(huán)境中,就會發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂,造成換熱器管接頭處泄漏。管子與管板之間的縫隙處存在不流動液體,與縫隙外液體形成濃差電池,引起縫隙腐蝕,也會造成換熱管接頭處泄漏。管子與管板焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有排列緊密的小圓形單道焊縫,如果焊接工藝不當(dāng),就易造成焊縫根部夾渣、熔合不良、裂紋、氣孔等焊接缺陷。在運(yùn)行過程中這些缺陷受到交變應(yīng)力的影響便會擴(kuò)展,使泄漏通道擴(kuò)大,導(dǎo)致泄漏。

        2.4 維護(hù)

        2.4.1 清洗

        換熱器運(yùn)行一段時(shí)間或一個(gè)周期,就要進(jìn)行清洗,換熱器循環(huán)冷卻水中含有大量的鹽類物質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物和各種微生物,由于未對其進(jìn)行水處理,換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后水側(cè)會結(jié)有大量的鈣鎂碳酸鹽垢及藻類、微生物淤泥、粘泥等,這些污垢牢固附著于內(nèi)表面,導(dǎo)致傳熱惡化、循環(huán)壓力上升、機(jī)組真空度降低,影響機(jī)組的運(yùn)行效率,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

        2.4.2 注意事項(xiàng)

        ①施工人員進(jìn)入現(xiàn)場必須按規(guī)定戴好勞保用品,需要穿膠鞋、膠皮手套、口罩及眼罩;②施工現(xiàn)場要有良好的通風(fēng),操作現(xiàn)場要有方便、充足的水源。③在搬運(yùn)有腐蝕性的藥品時(shí),應(yīng)盡量采用叉車等專用搬運(yùn)工具。嚴(yán)禁濺入眼、口、皮膚上。如誤觸,立即用大量清水沖洗,嚴(yán)重者,請立即就醫(yī)。④施工藥品應(yīng)放在陰涼通風(fēng)處,并做好"危險(xiǎn)品勿動"等醒目標(biāo)記。

        3 結(jié)論

        綜上所述,技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加深對換熱器的了解研究,掌握正確的換熱器應(yīng)用方法與維護(hù)策略,以保障換熱器的工作效率與質(zhì)量。充分節(jié)約能源,提升生產(chǎn)效益。

        參考文獻(xiàn)

        [1]林林.管殼式換熱器結(jié)垢和泄漏的傳熱特性及預(yù)測研究[D].東北石油大學(xué),2014.

        [2]雷振友.淺析模擬仿真技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用[J].環(huán)境與生活,2014,16:173.

        [3]楊海江.平行流換熱器性能優(yōu)化[D].吉林大學(xué),2014.

        [4]王瑤.石油化工行業(yè)中換熱器的種類及用途原理[J].科技與企業(yè),2014,16:430.

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