馬超(神華寧夏煤業(yè)集團烯烴一分公司， 寧夏 銀川 750411)

管殼式換熱器故障分析及維修處理

馬超(神華寧夏煤業(yè)集團烯烴一分公司， 寧夏 銀川 750411)

管殼式換熱器廣泛應用在化工裝置上，為了優(yōu)化維修的方法，提高檢修的效率，我們來分析管殼式換熱器在運行中會出現(xiàn)的故障及原因。

管殼式換熱器;結垢;腐蝕;清洗;試漏試壓

1 引言

管殼式換熱器具有結構緊湊以及材料廣泛等優(yōu)點，堪稱是化工生產(chǎn)中最重要的換熱設備。管殼式換熱器最主要的功能是對溶劑的提濃，但是其中35%的產(chǎn)品大多因為外壁被腐蝕而報廢或者被更新，如果將材料從20號鋼換成304不銹鋼就可以減少腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。由此可見，為了保證實用技術裝置能夠順利正常的工作，解決管殼式換熱器的腐蝕與積垢問題刻不容緩。

2 故障及其原因分析

換熱器熱交換效率的降低和換熱器的泄漏是換熱器主要故障。效率降低主要的原因是換熱器結垢，污垢在與流體接觸后會附著在它的表面，但是污垢導熱能力弱，所以出現(xiàn)嚴重阻礙換熱器的效率的情況。而換熱器的泄漏主要原因是腐蝕致使換熱管和管板穿孔，使它們表面出現(xiàn)裂紋。

2.1 熱交換效率降低原因分析

在裝置生產(chǎn)工藝特點的角度來進行分析，熱交換效率的降低有以下兩個原因。

(1)污垢堵塞換熱器。污垢有六類形成過程：①溶液因為溶解度的改變析出來晶體污垢。②流體中的固體顆粒沉積形成顆粒形污垢；③流體中發(fā)生化學反應形成化學污垢；④換熱器表面腐蝕而形成的腐蝕污垢；⑤宏觀的生物體和微生物附著在換熱器表面后形成的生物污垢；⑥在過冷的換熱面上的純凈液體或者是多組分溶液中的高溶劑組合分子因為凝固形成的污垢。換熱器污垢是以上兩種或兩種以上作用的混合污垢。此外，提濃裝置的換熱器污垢主要有兩種：a．在裝置生產(chǎn)工藝中，溶劑中往往蘊含一定比例的高級炔和炭黑，那些在溶劑中進行溶解的高級炔氣體可以發(fā)生自聚，尤其是在高溫的條件下高級炔的自聚反應更加強烈，聚合物在和炭黑相互作用的過程中會形成混合污垢。b．換熱器冷卻水會因為水體污染嚴重以及其中被添加藥物，產(chǎn)生豐富的泡沫和雜質，這些泡沫和雜質會在換熱器內部漸漸聚集，大多會形成析晶污垢和顆?；旌衔酃?，嚴重影響到換熱器的換熱效率。(2)介質在換熱器中流程或流速變小。①在換熱器內部，可以根據(jù)需求使用隔板來將完整的管程分成雙程或多程，來增加介質流程。如果長時間使用常常會有分程后的隔板被腐蝕穿孔或者隔板槽內部的密封墊兒損壞而造成隔板短路現(xiàn)象，介質會由上一段管程泄漏至下一段管程，從而大大縮短了介質的流程。②換熱器的殼程中為了提高殼程介質的流動和湍動速度，安裝上有折流板，增大傳熱的系數(shù)，但是在運行過程中可能會出現(xiàn)折流板被腐蝕現(xiàn)象，因此不能起到折流的作用。

2.2 換熱器的泄漏原因分析

(1)螺栓的松動或者因為密封墊片的損壞從而使得密封面向外泄漏。(2)由介質沖刷而引起的磨損，換熱管被銹蝕或者積垢后被腐蝕穿孔，機械清潔過程中造成換熱管的損害使得管束泄漏，管殼程的介質間的互竄。(3)管板銹蝕和腐蝕穿孔，換熱管的振動或者溫差應力，從而導致管板的泄漏和管殼程介質間的互竄。

3 故障處理

3.1 換熱器積垢處理

第一步從污垢的類型入手，結合設備結垢的嚴重程度，選擇適當?shù)那鍧嵎椒ǎ壳拔覀儾捎玫那謇矸椒ù蟾庞幸韵聨追N

(1)機械清洗。作用于換熱器的管程以及對殼體內壁的清潔，如果是那種被重度水垢類的固體聚合物重度堵塞的換熱管，可用手電鉆鉆洗，先用較小的鉆頭做疏通，然后根據(jù)管內徑尺寸選用較大的鉆頭清理其余污垢。(2)高壓水清洗。這是一個強力清洗法，利用高壓水泵，通過高壓水槍將高壓水送至清洗部位。高壓水槍壓力能調節(jié)的范圍一般在(0 ～ 150)MPa，由污垢密度來選擇，不同設備也有不同配套搶型。垢層致密緊硬的不太適用此方法，應采取先機械清洗再輔助高壓水清洗的方法。而且清洗水壓力太高，因此要對員工專門培訓。(3)化學清洗。使用化學試劑對換熱器進行清理，使污垢溶解后消除。一般方法有浸泡、噴淋以及強制循環(huán)法。這化學清洗使用于不能拆卸的換熱器的部件。然而選擇清洗試劑，必須了解化學劑對設備是否會腐蝕，避免損失。(4) 綜合清洗。近年來，超聲波除垢應用逐漸廣泛，但是對于一些污垢，一種清洗方式并不能將其清除，因此可以采用混合清洗的方法。

3.2 換熱器腐蝕泄漏處理

換熱器運行過程中如果分程隔板、折流板以及管板腐蝕，要按照被腐蝕程度判是否值得修復，修復后可使用的，往往用打磨補焊的方法修復，修復后不能使用的，就要換新。那些情況嚴重的，要改變材質重新設計。如果是換熱器的靜密的封面泄露，應該預緊螺旋或更換底片。

4 試漏試壓程序

檢修完畢之后，還要運用液壓試驗和氣壓試驗來試漏試壓。例如浮頭式換熱器：(1)安裝打壓的工具試驗壓環(huán)以及假封頭；(2)殼體的打壓，查驗換熱管泄露與否，換熱管與管板焊接口有無裂隙，殼體有無穿孔；(3)拆除開始安裝的工具，回裝左管箱和浮頭蓋，檢查左管箱密封墊片以及管箱和浮頭蓋是否有裂隙(4)回裝右管箱，殼程用打壓方法檢測右側的管箱密封墊片以及右側的管箱。

5 結語

管殼式換熱器因為具有極大的優(yōu)越性而被廣泛應用到化工領域。但其也存在缺點，因為介質流速和溫度等因素容易發(fā)生變化產(chǎn)生故障。為了使管殼式換熱器能夠更加廣泛的應用和推廣，就要準確及時的解決問題。找出故障，優(yōu)化維修方法，提高維修技術與水平，更要提高產(chǎn)品本身的質量。不能停止不前，要繼續(xù)摸索，攻克管殼式換熱器的技術難關，使其為企業(yè)帶來更高的效率和收益。

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