管殼式換熱器的維護

作者： 2014年03月18日 來源： 瀏覽量：
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本文節(jié)選自《管殼式換熱器的維修》 (1)日常檢查 日常常檢查的目的是及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題和隱患，采用正確的預(yù)防和處理措施，避免設(shè)備事故的發(fā)生。檢查內(nèi)容包括：定期檢查設(shè)備流量、壓力、溫度等的操作記錄
本文節(jié)選自 《管殼式換熱器的維修》
    (1)日常檢查
    日常常檢查的目的是及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題和隱患，采用正確的預(yù)防和處理措施，避免設(shè)備事故的發(fā)生。檢查內(nèi)容包括：定期檢查設(shè)備流量、壓力、溫度等的操作記錄；檢查、判斷設(shè)備是否存在泄漏；檢查設(shè)備保溫或保冷是否良好；檢查無保溫和保冷的設(shè)備局部有無明顯的變形；檢查設(shè)備基礎(chǔ)或支吊架是否良好；利用現(xiàn)場儀表或總控儀表顯示畫面觀察設(shè)備流量是否符合設(shè)計要求，設(shè)備是否存在超溫超壓等；對現(xiàn)場有安全附件的換熱器，要檢查安全附件是否良好；用聽棒判斷設(shè)備是否存在異常聲響，確認設(shè)備內(nèi)換熱器是否存在相互摩擦和振動等。   
① 溫度的檢測
溫度是換熱器運行中主要的操控工藝指標，通過在線儀器檢測及檢查換熱器中各流體的進出口溫度的變化，可以分析、判斷介質(zhì)流量的大小及換熱情況的好壞和是否存在內(nèi)漏等。要防止溫度的急劇變化，因溫度劇變會造成換熱器內(nèi)件，特別是管束與管板的膨脹和收縮不一致，導致產(chǎn)生溫差應(yīng)力，從而引起管束與管板脫離或局部變形及裂縫，還會加快腐蝕及產(chǎn)生熱疲勞裂紋。
用水作為冷卻介質(zhì)的，水的出口溫度最好控制在38℃以下，不宜超過45 ℃。因為水溫超過38℃，微生物的繁殖會明顯加速，腐蝕成分的分解加快，引起管子腐蝕穿孔。同時已溶于水的碳酸氫鈣、碳酸氫鎂會受熱分解形成沉淀，使換熱器結(jié)垢越來越嚴重，影響設(shè)備的換熱能力。
通過對溫度的檢測和記錄，可以計算傳熱系數(shù)。傳熱效率好壞主要表現(xiàn)在傳熱系數(shù)上，傳熱系數(shù)降低，則標志著換熱器的效率降低。定期測量換熱器兩種介質(zhì)的進出口溫度、流量，計算出各時期的傳熱系數(shù)，并用坐標紙作出變化趨勢圖。它會是一條基本連續(xù)逐漸向下、切點斜率較小的平滑曲線。當傳熱系數(shù)低到不能滿足工藝要求時，則應(yīng)通過機械清洗或化學清洗來提高其傳熱系數(shù)，滿足和維持工藝運行的需要。    
② 壓力的檢測
通過對流體壓力及進出口壓差的測定和檢查，可以判斷換熱器是否結(jié)垢，是否存在堵塞引起的節(jié)流以及泄漏等。對換熱器設(shè)備要注意防止超壓，超壓往往會使設(shè)備靠法蘭連接的密封引起向外泄漏。一般石油、化工廠都存在大量的易燃易爆介質(zhì)流體和有毒有害氣體，常常因外漏引起火災(zāi)爆炸事故，有毒有害介質(zhì)污染環(huán)境，嚴重的還會損壞系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備，甚至會造成人員傷亡和環(huán)境污染等重大事故，特別是無安全附件的設(shè)備要嚴防超壓。
在內(nèi)漏中高壓流體往往向低壓流體中泄漏，使低壓流體壓力很快上升甚至超壓，并可能損壞低壓設(shè)備或該設(shè)備的低壓部分，引起催化劑失效或污染其他系統(tǒng)等各種不良后果，對運行中的高壓換熱器應(yīng)特別監(jiān)視和警惕。
工藝操作中，若發(fā)現(xiàn)壓力驟變，無論升高或降低，除應(yīng)檢查換熱器本身外，還應(yīng)檢查系統(tǒng)內(nèi)其他影響因素，例如系統(tǒng)閥門的損壞、輸送流體的機械發(fā)生故障等，盡快查出壓力驟變的原因。
③ 泄漏的檢查
換熱器存在的主要問題之一是泄漏。泄漏有內(nèi)漏和外漏之分。
a．外漏的檢查
外漏在運行生產(chǎn)中容易被檢查發(fā)現(xiàn)：
（a）對于輕微的氣體外漏，可以直接用抹肥皂水或其他發(fā)泡劑來檢查，也可借助試紙變色來檢查。
（b）對于酸性或堿性氣體外漏可以憑視覺、嗅覺直接發(fā)現(xiàn)。
（c）檢查換熱器外殼體表面的涂料層或保溫保冷層的剝落污染情況，也可確定殼體是否存在泄漏。
（d）若泄漏氣體為可燃性氣體，可以用安全專用儀器來檢測。對于存在劇毒的氣體，還可以在現(xiàn)場設(shè)置自動分析記錄儀，發(fā)現(xiàn)泄漏自動進行聲光報警。
（e）通過定期對殼體各連接處周圍的空氣取樣分析，也能判斷是否泄漏及泄漏程度。
b．內(nèi)漏的檢查
內(nèi)漏是由于管束的泄漏，造成管程和殼程間的內(nèi)部串漏。管束泄漏有兩個部位：一是在管子與管板連接處，二是管子本身泄漏。對于內(nèi)部泄漏，操作人員不易直接發(fā)現(xiàn)，但可以從介質(zhì)異常的溫度、壓力、流量，異常聲音、振動及其他異?，F(xiàn)象來判斷發(fā)現(xiàn)。
壓力反應(yīng)：例如，某一換熱器管內(nèi)是壓力較高的氣體，殼程是壓力較低的液體，當管束中某一管子穿孔時，則管內(nèi)的氣體就竄到管間（殼程）液體中，從液體壓力表中即可反映出壓力上升，這是因為氣體竄入液體，引起液體劇烈翻騰造成壓力波動。
振動反應(yīng)：用聽音棒發(fā)現(xiàn)殼體內(nèi)有異常響音，如有較多管子泄漏，用手摸殼體或液體出口管，會有震動的感覺。
取樣分析：對一般換熱器（不使用冷卻水），在出口處對低壓介質(zhì)定期取樣，可知有無泄漏，試驗項目根據(jù)兩介質(zhì)的特性選取，如色相、密度、粘度和成分等。如某化肥廠一臺換熱器，其冷卻介質(zhì)是循環(huán)水，走管程，殼程是壓力很高的合成氣。當換熱管穿孔或換熱管與管板的焊接有氣孔等缺陷時，就可以從該換熱器的進出口冷卻水管的導淋取樣分析，根據(jù)pH值的變化判斷是否存在輕微泄漏。
綜合現(xiàn)象：當發(fā)生泄漏時，換熱器一定會出現(xiàn)換熱器的冷卻水壓力波動大，管道和設(shè)備往往都有較大的異常聲響和振動，冷卻水管線上的防爆板會破裂漏水等，從而直接判斷出該換熱器泄漏。
其他方法：假若換熱器管程走的是液體介質(zhì)且壓力較高時，還可以打開氣體管線上的導淋，根據(jù)平常排導的情況亦可判斷該換熱器是否存在內(nèi)漏；對于冷卻器，可在冷卻器出口閥前的管道上裝取樣接管，定期取樣檢查有無被冷卻的介質(zhì)混入。當被冷卻的介質(zhì)為氣體時，可在冷卻水出口管道的上部安裝積氣報警器報警，以此檢測泄漏。
停車修理期間，管束泄漏檢查可采用壓力試驗的方法，這種方法便于檢查管子泄漏的具體情況。其做法是： 把管束放入殼體，兩端裝上試驗法蘭和浮頭試驗環(huán)，殼側(cè)通水，加壓，保壓，目測檢查兩端管板處管子的泄漏情況，對漏管作出標記。殼程不允許進水的換熱器，可用氣壓試驗。氣壓試驗過程必須嚴格控制進氣壓力，首試壓力應(yīng)不大于0.1MPa，終試壓力應(yīng)不大于工作壓力。查漏時用發(fā)泡液體順序涂刷管板表面，仔細觀察各管口。高壓固定管板換熱器由于管板與管箱制成一個整體，設(shè)計壓力比殼程大很多（如尿素裝置的高壓甲鉸冷凝器管程操作壓力14MPa，而殼程水和蒸汽壓力僅為0.47MPa），檢查漏點時，可用滲透力非常強的混合氣通入殼程，用酚酞溶液作試劑檢查漏點。
④ 振動的檢查
    換熱器內(nèi)的流體一般具有較高的流速，流體的脈動和橫向流動會引起換熱器發(fā)生流體誘
導振動。一般外部原因如輸送流體的管道彈簧支吊架失效，換熱器本身地腳螺栓松脫，設(shè)備
的支承基礎(chǔ)不穩(wěn)固等都會造成設(shè)備振動發(fā)生。對設(shè)備存在的振動要進行密切監(jiān)測，嚴格控制
振動值不超過250μm。超過此值時，則需要立即檢查處理。
⑤ 保溫或保冷層的檢查
    對于保溫或保冷層，一般在設(shè)備的使用說明書上有具體要求。它的完好狀態(tài)直接影響換熱器的傳熱效率，屬于節(jié)能降耗要求內(nèi)容，關(guān)系到生產(chǎn)的經(jīng)濟運行。另外，保溫或保冷層還
有保護設(shè)備的作用，保溫或保冷層一旦破損，在殼體外部積附水分，使殼體發(fā)生局部腐蝕，
有的換熱器還會因為保溫保冷不符合要求發(fā)生泄漏。因此，發(fā)現(xiàn)保溫或保冷層破損后應(yīng)盡快
修補，并要采取措施，防止水分進入保溫或保冷層內(nèi)。
⑥ 壁厚腐蝕減薄的檢查
對于殼體會腐蝕、減薄的部位，可由外部測定殼體厚度。測定儀器有超聲波測厚儀及其他非破壞性測厚儀器。
（2）停車檢查和清洗
① 停車拆開后檢查項目如下：
a．污染程度，結(jié)垢程度；
b．測定壁厚，檢查減薄和腐蝕情況；
c．檢查焊接部位的腐蝕和裂紋情況。焊接部位較基材更易腐蝕、劣化，因此需仔細檢查；
② 管束檢查
換熱器的管束檢查時最困難之處，但也是最重要的檢查項目。要特別仔細檢查腐蝕，污染和減薄的部位如下：
a．側(cè)面入口管口的管子表面；
b．換熱管管端入口部位；
c．折流板和換熱管接觸部位；
d．流體拐彎部位。
管束內(nèi)部檢查，可利用管內(nèi)檢查器或利用光照進行肉眼檢查。管裝配部位的松動檢查，是使用試驗環(huán)進行泄漏試驗。如果發(fā)現(xiàn)泄漏，就要再脹管或焊接裝配。
③ 停車拆開后的清洗與除垢
換熱器解體后，除垢方法有以下幾種：
a．噴射清洗：該法是將高壓水通過噴嘴射出用以除去換熱管外側(cè)污垢，是清洗管束外側(cè)行之有效的方法。一種方法將管束置于導軌上并使之移動的清洗方法。另一種方法是操作人員手持噴嘴進行人工清洗，如圖2-11所示。
圖2-11   人工手持剛性噴桿進行清洗作業(yè)
1-高壓泵機組 2-高壓水軟管 3-腳踏閥 4-噴桿 5-多孔噴頭 6-換熱器
b．機械清洗：該法用于管子內(nèi)部清掃，而在細桿前端裝上刷子、鉆頭、刀具等插入管內(nèi)，然后使之旋轉(zhuǎn)清楚污垢。這種方法不僅適用于直管也可用于彎管。圖2-12是機械清洗換熱器管束的典型裝置和工具。
 
圖2-12 機械法清洗換熱器管束
c．化學清洗：該法時用化學藥液、油品在換熱器內(nèi)部循環(huán)，將污垢溶解除去，其特點是：可不解體除垢，有利于大型設(shè)備；可以清洗其他方法無法清除的污垢；清洗過程不損傷金屬和有色金屬襯里。
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