板式換熱器在氯堿生產(chǎn)中的特點(diǎn)及生產(chǎn)中應(yīng)用

摘要：氯堿生產(chǎn)是一種高能耗的產(chǎn)業(yè)，由于換熱器的能耗和投資占燒堿的成本較高，因此應(yīng)用新型的換熱器在氯堿企業(yè)的擴(kuò)建中顯得越來越重要。本文介紹了氯堿廠可應(yīng)用板式換熱器的各工序， 并就其在使用過程中應(yīng)注意的問題及清洗和維修方法進(jìn)行了介紹。
　　關(guān)鍵詞：氯堿　　板式換熱器　　應(yīng)用
　　 中圖分類號：ＴＱ０６　　　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ　　　　　　文章編號：１６７３－０５３４（２００６）１２（ａ）－０２３１－０２
　　１　前言
　　氯堿生產(chǎn)是一種高能耗的產(chǎn)業(yè)。近年來， 由于市場的競爭日益激烈，我國各氯堿企業(yè)為了提高自身的競爭力，紛紛擴(kuò)大燒堿裝置規(guī)模。隨著氯堿廠生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大， 總能耗也越來越多。由于換熱器的能耗和投資占燒堿的成本較高，因此應(yīng)用新型的換熱器在氯堿企業(yè)的擴(kuò)建中顯得越來越重要。
　?。病“迨綋Q熱器的工作原理
　　２．１　特點(diǎn)
　　板式換熱器是以波紋板為傳熱面的新型、高效換熱器，具有以下特點(diǎn)：
　?。ǎ保﹤鳠嵯禂?shù)高?？倐鳠嵯禂?shù)最高可達(dá)７０００ Ｗ ／ｍ２·℃。
　?。ǎ玻w積小，占地面積小，重量輕，特別適用于空間有限的場合。
　?。ǎ常┙M裝靈活，拆裝清洗方便。板式換熱器可以隨時(shí)用增減板片來變換換熱面積， 以適應(yīng)熱負(fù)荷的變化。
　　２．２　工作原理及性能
　　在板式換熱器中，板片是傳熱元件，懸掛在導(dǎo)桿上，板片上面還貼有密封墊片，板片按設(shè)計(jì)要求組裝后壓緊。介質(zhì)通過換熱板片上的通孔在板片表面進(jìn)行流動(dòng)，在板片波紋的作用下形成激烈的湍流，猶如用筷子攪動(dòng)杯中的熱水，加大了換熱的面積。冷熱介質(zhì)分別在換熱板片的兩側(cè)流動(dòng)，湍流形成的大量換熱面與板片接觸，通過板片來進(jìn)行充分的熱傳遞，達(dá)到最終的換熱效果。冷熱介質(zhì)的
隔離主要通過密封墊的分割，或者通過大量的焊縫來保證，在換熱板片不開裂穿孔的情況下，冷熱介質(zhì)不會發(fā)生混淆。普通的板式換熱器主要用于無相變的換熱場合，還有冷凝式板式換熱器用于氣體冷凝，以及耐壓較高的焊接式板式換熱器。
    ２．３　類型
    板式換熱器按照組裝方式可以分為可拆式、焊接式、釬焊式等形式；按照換熱板片的波紋可以分為人字波、平直波、球形波等形式；按照密封墊可以分為粘結(jié)式和搭扣式。各種形式進(jìn)行組合可以滿足不同的工況需求， 在使用中更有針對性。
    由于氯堿生產(chǎn)中各工序不同，需根據(jù)各工序的具體情況選用不同型式和材質(zhì)的換熱器。
    ３　板式換熱器在氯堿廠各工序中的使用
    板式換熱器在許多工業(yè)中已經(jīng)用得很普遍，在氯堿廠中， 除了蒸發(fā)器的加熱室和濃堿冷卻器因結(jié)晶鹽的存在無法使用板式換熱器外，其它可使用換熱器的工序，板式換熱器均能很好地起作用。
    ３．１　硅整流工序
    硅整流工序的兩種換熱器均屬于液液換熱。其中變壓器的油冷卻器可使用鋁黃銅板片材質(zhì)、耐油丁腈橡膠墊片的板式換熱器；整流柜的純水冷卻器可使用１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ的板片材質(zhì)、丁腈橡膠墊片的板式換熱器。
    ３．２　鹽水工序
    鹽水預(yù)熱器屬于氣液換熱，同時(shí)由于鹽水介質(zhì)電化學(xué)腐蝕的存在， 板片材質(zhì)必須使用１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ 以上奧氏體不銹鋼或 Ｔｉ 材，墊片為丁腈橡膠的冷凝式板式換熱器。
     ３．３　氯氣處理工序
     在氯氣處理工序中，鈦管冷卻器板片可使用 ＴＡ１ 鈦材材質(zhì)，由于濕氯氣的化學(xué)腐蝕較重，所以選用耐氧化的三元乙丙橡膠墊片，同時(shí)有氯水的冷凝， 必須使用冷凝式板式換熱器；同樣氯水冷卻器可使用板片材質(zhì)為 ＴＡ２、墊片為三元乙丙橡膠的板式換熱器；納氏泵的循環(huán)酸、各塔循環(huán)酸換熱器板片可使用耐濃硫酸和氯氣腐蝕的哈式合金Ｃ －２７６ 材質(zhì)以及氟橡膠墊片。
      ３．４　液氯工序
      在液氯工序中，無論使用氨制冷還是使用氟里昂制冷，制冷劑的液化均可使用板片材質(zhì)為 １Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ 的板式換熱器，由于壓縮后的氣體壓力較高，所以此板式換熱器必須選用焊接式的，雖然板片無法拆檢，但由于介質(zhì)腐蝕性較弱，使用壽命仍可達(dá) ８ 年以上。氯氣液化器可使用板片材質(zhì)為１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ的冷凝式板式換熱器、其墊片同鈦管冷卻器一樣選用三元乙丙橡膠。
     ３．５　電解工序
      由于電解液的腐蝕包括氯離子的孔蝕、堿脆和電化學(xué)腐蝕，因此電解液預(yù)熱器必須使用 １Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ 或 Ｍｏ２Ｔｉ 的奧氏體不銹鋼板片材質(zhì)、墊片選用耐強(qiáng)堿的丁基橡膠。
    ４　使用中應(yīng)注意的問題
    （１）當(dāng)換熱介質(zhì)中含有固體顆粒、纖維狀物質(zhì)時(shí)，例如一次水或循環(huán)水，應(yīng)當(dāng)在換熱器前面安裝過濾器。
    （２）板式換熱器投入使用時(shí)，應(yīng)緩慢打開高溫介質(zhì)入口閥門，使其充滿高溫側(cè)板程，然后再打開低溫介質(zhì)的入口閥門。嚴(yán)禁壓力、溫度急劇變化。
    （３）通過分析介質(zhì)成分或判斷壓力變化情況，發(fā)現(xiàn)有兩種介質(zhì)相串通的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即停車，查出并更換損壞的板片。
    （４）嚴(yán)格控制使用溫度與壓力在允許值以下，否則會加速密封墊的老化，造成嚴(yán)重泄漏等情況。
    （５）檢查發(fā)現(xiàn)換熱板束泄漏時(shí)，應(yīng)做好標(biāo)記，以便設(shè)備拆開后，迅速查出損壞的板片和密封墊片，換上新的換熱板片和密封墊片。
    （６）開始運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)換熱器冷熱不均，應(yīng)先檢查換熱器內(nèi)是否有空氣沒放干凈，然后檢查換熱板片是否加錯(cuò)，通道是否堵塞，并采取相應(yīng)的有效措施進(jìn)行處理。
    （７）板式換熱器停車時(shí)，應(yīng)緩慢關(guān)閉低溫介質(zhì)入口閥門，隨即緩慢關(guān)閉高溫介質(zhì)入口閥門，然后關(guān)閉低溫介質(zhì)的出口閥門，再關(guān)閉高溫介質(zhì)的出口閥門。禁止壓力、溫度發(fā)生急劇變化。
    ５　板式換熱器的清洗
    清洗的間隔期應(yīng)視板式換熱器的使用情況而定。當(dāng)板式換熱器通道的阻力增加， 換熱效果下降時(shí)應(yīng)進(jìn)行清洗。
    （１）反沖洗法
    當(dāng)板式換熱器的流道阻力較輕或阻力降突然升高時(shí)，停車，從流道的反方向，用高于操作壓力 １．５ 倍的工藝介質(zhì)反向沖洗。板式換熱器因其內(nèi)部物料湍流強(qiáng)烈且板片表面很光滑，生成積垢較少，故亦稱為“自潔式換熱器”。如果在運(yùn)行期間定期加大物料流量或使物料反向流動(dòng)，可以將它內(nèi)部的一些沉積物沖去，延長換熱器的工作周期。在需要把換熱器打開清洗前，先用大量泵水沖洗也可除去其內(nèi)部的部分沉積物。
    （２）手工清洗法
    如果板式換熱器的流道阻力用反沖洗法無法消除，且換熱板片結(jié)垢層很薄時(shí)，根據(jù)強(qiáng)度的不同，可用軟纖維的刷子洗刷，再用壓力為 ０．２ＭＰａ 的水沖刷干凈為止。
     （３）化學(xué)清洗法
     現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)大力發(fā)展各種容器設(shè)備的化學(xué)清洗，簡化清洗工作，板式換熱器也如此。可以采用在線清洗，容器設(shè)備不用拆卸打開，分別用化學(xué)藥劑和水進(jìn)行清潔，大大提高了清洗工作的效率。板式換熱器的材料能抵受多種化學(xué)藥劑的作用，而且它的內(nèi)部容積較小，很便于用化學(xué)清洗。所用的化學(xué)藥劑視積垢的種類和成份而定，一般采用 １０％ 的硝酸、２％ 的聚偏磷酸、５％的乙二胺四乙酸的混合溶液來清洗，也可用 １０％ 的硝酸加上藍(lán)星清洗公司的專用緩蝕劑來清洗，化學(xué)清洗后再反復(fù)泵水洗凈。在良好的情況下，板式換熱器可以常年不拆開。但是當(dāng)板式換熱器拆檢清洗后或板片、墊片損壞時(shí)，應(yīng)進(jìn)行維修。
    ６　結(jié)語
    板式換熱器是一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效的新型換熱設(shè)備。在氯堿生產(chǎn)中應(yīng)用新型的板式換熱器，占地面積比列管換熱器減少 ８０％，投資降低 ５０％～７０％，傳熱效率提高了 ４００％～５００％。由于選用的材質(zhì)較好，使用中只要按規(guī)程操作就可以保證氯堿裝置安全長周期運(yùn)行。同時(shí)板式換熱器質(zhì)量輕， 換熱器外不需要保溫。在使用中如果阻力增大或結(jié)垢， 清洗比較容易。板片損壞或密封墊片泄漏時(shí)，拆卸、檢修也比較方便。因此在氯堿生產(chǎn)中應(yīng)盡可能選用板式換熱器。