第41卷第10期州化工Vol. 41 No. 102013年5月Guangzhou Chemical IndustryMay.2013淺析空分換熱器泄漏的原因及處理方法王銀彪(神華寧夏煤業(yè)集團煤化工公司,寧夏靈武750411)摘要:換熱器是化工行業(yè)廣泛應用的設備,空分行業(yè)中換熱器多屬于列管式換熱器。此類換熱器發(fā)生泄漏時嚴重影響生產(chǎn),近期多次發(fā)生換熱器內(nèi)漏的情況,其中一臺換熱器突然發(fā)生大量泄漏,由于發(fā)現(xiàn)及時沒有導致次生事故的發(fā)生。這給我們敲響了警鐘,由于故障出現(xiàn)的較有規(guī)律性,因此對其進行了相關的調(diào)查和分析,并提出了一些改進建議。關鍵詞:換熱器;列管式換熱器;空分;泄漏中圖分類號:T0051.5文獻標識碼:B文章編號:1001-9677(2013)10-0191-03Causes and Treatment Methods of Air Separation Heat Exchanger LeakageWANG Yin-biaoCoal Chemical Industry Co., SNCC, Ningxia Lingwu 750411, China)Abstract The heat exchanger was a device widely used in the chemical industry, the tube heat exchanger in theseparation industry was mostly heat exchanger. The heat exchanger leakage seriously affected the production. Theexchanger leakage occurred many times recently, including a heat exchanger sudden leak, which was discovered in timeand did not lead to the occurrence of secondary accidents. It was a wake -up call. The investigation and analysis of thefailure, which happened more regularity, were carried out and some recommendations for the improvement were putKey words: heat exchanger; shell and tube heat exchanger; air separation; leakage換熱器是目前應用最廣泛的設備。由于設備結構緊湊、堅漏消除一段時間后又發(fā)生多次泄露,更換列管芯子后這一現(xiàn)象固,且能選用多種材料來制造,故適應性較強,尤其在大型裝得到解決。根據(jù)此現(xiàn)象我們進行了分析,為以后設備安穩(wěn)運行置和高溫、高壓中得到廣泛應用。換熱器種類繁多,列管式在提出建議,避免類似事故的發(fā)生?？辗盅b置中應用最廣泛。列管式換熱器主要有殼體、管束關板(花板)和頂蓋(封頭)等部件組成。列管式換熱器泄漏2泄露原因分析是我廠出現(xiàn)最頻繁的問題之一,經(jīng)常導致整套裝置停車。換熱器一旦發(fā)生故障,不僅影響生產(chǎn)的經(jīng)濟性,還常常直接威脅主2.1熱應力過大機或其他設備的安全運行,甚至引起嚴重的設備損害事故。多列管式換熱器在操作時,由于冷、熱流體溫度不同,使殼年來廠里發(fā)生的各種換熱器故障中,管系泄漏所占比重最大。體和管壁的溫度互有差異。這種差異使殼體和管子的熱膨脹不表面式回熱換熱器水側壓力大于汽側壓力,一旦管系泄漏,給同,當兩者溫差較大時可能將管子扭彎,或使管子從花板上拉水就會沖入殼體,引起汽側滿水。水將有可能沿著管道倒灌入松,甚至毀壞整個換熱器。對此,就必須結構上考慮熱膨脹的設備,造成高溫設備變形,機組振動,甚至葉片斷裂等事故。影響,采用各種補償?shù)姆椒?。換熱器在啟停過程中溫升率、溫這類由于換熱器泄漏而引起整套裝置停車和設備進水的事故在降率超過規(guī)定,會使管子和管板受到較大的熱應力,使管子和廠里發(fā)生過多起。如果汽側壓力大于水側壓力,氣體進入水管管板相聯(lián)接的焊縫或脹接處發(fā)生損壞,引起端口泄漏:調(diào)峰時道造成氣阻發(fā)生,影響換熱引發(fā)爆炸事故發(fā)生。因此分析換熱負荷變化速度太快以及主機或換熱器故障而驟然停運換熱器器泄漏原因,找出對策,以盡可能減少泄漏十分重要。時,如果汽側停止供汽過快,或汽側停止供汽后,水側仍繼續(xù)進人給水,因管子管壁薄,收縮快,管板厚,收縮慢,常導致1故障現(xiàn)象管子與管板的焊縫或脹接處損壞。增壓壓縮機是空分生產(chǎn)的必要設備,我廠安裝使用增壓壓22堵管工藝不當縮機設備共3臺:2臺RBZ-45-7和1臺RZ-35-7,所用換一般常用錐形塞焊接堵管1),打入錐形塞時用力要適度;熱器都屬于列管式換熱器。設備投用以來狀態(tài)一直比較平穩(wěn),捶擊力量太大,引起管孔變形,影響鄰近管子與管板連處,會但近期卻多次發(fā)生換熱器內(nèi)漏的情況。利用停車機會對換熱器造成損壞而使之出現(xiàn)新的泄漏。焊接過程中,如預熱、焊縫位進行檢修,發(fā)現(xiàn)換熱器列管腐蝕嚴重,大量列管泄露。通過堵置及尺寸不合適,會造成鄰近管子與管板連接處的損壞。采用作者簡介:王銀彪(1983-),男,本科,助理工程師。192廣化工013年5月其他堵管方法,如脹管堵管、爆炸堵管等,如工藝不當,也會溫升率、溫降率不超過規(guī)定,水側要有安全閥防止超壓,檢修引起鄰近管口的泄漏,因此應遵循嚴格的堵管工藝。上要有正確的堵管工藝。管壁至少應在2.0mm以上以提高抗23沖刷侵蝕沖刷能力。組裝前要對每根管子探傷、水壓試驗等檢驗;管束當氣體的流動速度較高且氣流中含有大的水滴時,管子外應熱處理、無直觀缺陷;管板管孔應保持一定的粗糙度、公差壁受氣、水兩相流沖刷,變薄,發(fā)生穿孔或受給水壓力而鼓和同心度,管孔倒角或倒圓應光滑無毛刺。流體在管程或管程中的流速,不僅影響對流傳熱系數(shù)的數(shù)根管子發(fā)生損壞泄漏時,水從泄漏處以極大的速度沖出會將鄰值,而且影響污垢熱阻,從而影響總傳熱系數(shù)的大小。特別對近的管子或隔板沖刷破壞,開車未及時排水造成。還有就是受于含有泥沙等較易沉積顆粒的流體,流速過低甚至可能導致管到氣體或液體的直接沖擊。因防沖板材料和固定方式不合理,路賭塞,嚴重影響設備的使用。但增加流速又會使壓力損失顯在運行中破碎或脫落,失去防沖刷保護作用。防沖板面積不夠著增大。因此,選擇適宜的流速十分重要。限制給水流速,停大,高速氣流運動撞擊防沖板以外的管束;殼體與管束間的距用一列換熱器或換熱器堵管數(shù)量較多時,都會使管內(nèi)流速明顯離太小,使人口處的氣流速度很高。增大,這時應讓一部分給水經(jīng)旁路進入或降低機組負荷;控制應力腐蝕破裂是指拉應力和特定腐蝕介質(zhì)的共同作用而引給水含氧量小7P/L,控制給水pH值在9.2~96起的金屬或合金的破裂。其特征是,大部分表面上并未遭破消除應力,應力可以有各種來源,如外加應力、殘余應壞,只有一部分細裂紋穿透金屬或合金內(nèi)部。應力腐蝕破裂能力、焊接應力以及腐蝕產(chǎn)物產(chǎn)生的應力。材料選擇時,使機組在常用的設計應力范圍之內(nèi)產(chǎn)生,因此后果嚴重。引起應力腐變成為無銅系統(tǒng),這對整個機組的防腐和汽水晶質(zhì)控制都有蝕破裂的重要因素有溫度、溶液成分、金屬或合金的成分、應利;要有完善的放空氣系統(tǒng),在管道連接上一般建議不采用逐力和金屬結構。入口管端的侵蝕損壞只發(fā)生在碳鋼換熱器中,級串聯(lián)的方式,以防不凝結氣體在壓力較低的換熱器中積聚;是一種侵蝕和腐蝕共同作用的損壞過程:其機理是管壁金屬在保證放空氣系統(tǒng)的正常工作,在啟動時,水側、汽側應排凈空表面形成的氧化膜被高紊流度的給水破壞并帶走,金屬材料不氣,給水水質(zhì)要合格;出廠時要有良好的防腐措施,防止貯運斷損失。最終導致管子的破損。有時損壞面可以擴大到管端焊過程中的腐蝕,對碳鋼管換熱器,通常對汽側和水側均采取充甚至管板:給水pH值低(小于9.6)、含氧量高(大于氮防腐的辦法;換熱器停用時,通常根據(jù)停用時間的長短,分7μg/L)、溫度低(小于260℃)、紊流度大的情況下,容易發(fā)別采用充水、充汽或充氮的防腐措施,在水側適當調(diào)節(jié)水的生侵蝕。pH值,以起保護作用。氣體入口處水汽含量很高,氣體流速很大,溫度高,會直進行預防性堵管。建議在堵一部分管的同時在管板上開一定接沖刷列管。一旦氣體急速冷卻時,管頭局部壁溫比較高,冷大小的旁路孔,以降低給水流速,減輕腐蝕,此方法在國內(nèi)外多卻水就會在管頭縫隙內(nèi)猛烈蒸發(fā),時間長了就會形成列管變薄家電廠采用過,證明可以適當延長換熱器壽命,減少泄漏次數(shù)。產(chǎn)生走漏。關于Cl腐蝕問題,能夠采取降低循環(huán)水中Cl-濃度,削2.4管子振動磨損弱CI腐蝕。關于入口高溫氣體沖刷列管,能夠在人口處加防沖板,這樣能夠防止氣體直接的沖刷列管,就不會產(chǎn)生因溫渡管子振動損壞的機理一般有:(1)由于振動而使管子或過高,冷卻水快速蒸發(fā)的現(xiàn)象。為了防止冷卻器因列管走漏后管子與管板連接處的應力超過材料的疲勞持久極限,使管子疲會腐蝕管板,能夠將管板由復合板改成不銹鋼板。勞斷裂;(2)振動的管子在支撐隔板的管孔中與隔板金屬發(fā)生摩擦,使管壁變薄,最后導致破裂;(3)當振動幅度較大時,4建議在跨度的中間位置相鄰的管子會相互摩擦,使管子磨損或疲勞斷裂在換熱器中,哪一種流體流經(jīng)管程,哪一種流經(jīng)殼程,可2.5腐蝕考慮下列幾點作為選擇的一般原則:(1)不潔凈或易于分解結垢的物料應當流經(jīng)易于清洗的當?shù)蛪簱Q熱器的管材為銅,銅管常因泄漏嚴重而被迫更側。對于直管管束,上述物料一般應走管內(nèi),但當管束可以拆換。pH值85-88時,銅的腐蝕率最低而碳鋼要求p值出清洗時,也可以走管外不小于9.5。鍋爐給水pH值過高,導致了銅管的腐蝕。影響碳(2)需要提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)的流體應當走管鋼管束腐蝕的主要因素有:含氧量和給水pH值:當給水中的內(nèi),因為管內(nèi)截面積通常比管問的截面積小,而且易于采用多溶解氧過高或pH值過低,會使管子的內(nèi)壁受到腐蝕,故給水管程以增大流速。溶解氧的濃度不得超過7μg/L,pH值維持在9.3~9.6之間(3)具有腐蝕性的物料應走管內(nèi),這樣可以用普通材料制如果殼側有氧氣存在,將會引起管束外壁的氧腐蝕。銅沉積造殼體,僅僅管子,管板和封頭要采用耐蝕材料。會引起點腐蝕,形成點蝕坑。溫度影響碳鋼表面Fe3O4氧化膜的形成:一般認為在260℃以上時,Fe3O4氧化膜比較穩(wěn)定(4)壓力高的物料走管內(nèi),這樣外殼可以不承受高壓。(5)溫度很高或很低的物料應走管內(nèi)以減少熱量的散失。低于這個溫度時,FeQO4氧化膜的保護程度取決于給水的pH當然,如果為了更好的散熱,也可以讓高溫的物料走殼程。值和其他環(huán)境因素。當管子和管板之間存在著間隙,循環(huán)水中Cl濃度較高(6)蒸汽一般通入殼程,因為這樣便于排出冷凝液,而且很容易在間隙處產(chǎn)生C2。一旦間隙處匯集的CL2多了,從而容素汽較清潔,其對流傳熱系數(shù)又與流速關系小。易在管子外表構成點坑或縫隙腐蝕。(7)粘度大的流體,一般在殼程空間流過,因在設有擋板的殼程中流動時,流道截面和流向都在不斷改變,在低Re數(shù)3處理方法下(Re大于100)即可達到喘流,有利于提高管外流體的對流傳熱系數(shù)。換熱器制造上應有足夠厚度的管板,有良好的管孔加工堆焊、管子脹接、焊接工藝外,運行上要使換熱器在啟停時的(下轉第227頁)第41卷第10期姜忠峰等:城建院校水文與水資源工程人才培養(yǎng)模式初探業(yè)基礎課程、專業(yè)課程)學時為2036學時,公共基礎課占課術能力、教學水平提高,同時依托科研設施、經(jīng)費改善本科教內(nèi)總學時的40.0%。專業(yè)基礎課占課內(nèi)總學時的215%,專業(yè)學的狀況。實施本科生導師制,將學生納入老師承擔的科研項課占課內(nèi)總學時的225%,專業(yè)限選課程為158學時,占課內(nèi)目中,為學生提供實踐機會,培養(yǎng)學生將所學理論知識與實踐總學時的6.5%,專業(yè)任選課程為131學時,占課內(nèi)總學時的結合,并嘗試解決實際問題。同時,將學生畢業(yè)設計(論文)5.3%。公共選修課108學時,占課內(nèi)總學時的44%選題與教師的科研項目結合起來,既為科研項目注入新的活力,又能提高畢業(yè)設計(論文)的質(zhì)量,還培養(yǎng)了學生的實踐3保障體系能力。3.1師資保障4結語河南城建學院本科專業(yè)公共基礎課由教務處統(tǒng)一協(xié)調(diào)師資力量雄厚教學經(jīng)驗豐富的基礎教學部包括數(shù)理系、外語系、法河南城建學院突出城建特色,將本校水文與水資源工程專律系、藝術系、體育教學部等部門完成;專業(yè)基礎課根據(jù)專業(yè)業(yè)定位為水資源利用與保護和水文地質(zhì)與水資源勘探兩個方歸口由專業(yè)系部(教研室)承擔;專業(yè)課、專業(yè)選修課由教研向,確立了以培養(yǎng)高級應用型專業(yè)人才的課程體系和培養(yǎng)模室專業(yè)課老師承擔。目前水文與水資源工程教研室擁有專職在式。需要指出的是,經(jīng)濟社會不斷發(fā)展,社會對水文與水資源崗教師11人,其中副高以上職稱5人,講師5人,專職實驗員工程應用型人才的需求也會發(fā)生變化,因此應及時分析人才培1人,具有博土學位6人,碩土學位4人,學士學位1人,40歲養(yǎng)過程中出現(xiàn)的問題,總結經(jīng)驗和教訓,適時優(yōu)化教學體系和以下老師8位,教學團隊年齡結構、學歷結構和職稱結構合改善課程設置,不斷引進先進儀器,開放實驗設備,拓展實習理,人員精干、業(yè)務優(yōu)良、工作高效。同時,學校出臺政策積實訓范圍和場地,加強產(chǎn)學研結合,提高實踐教學效果。努力極鼓勵教師在職或脫產(chǎn)進修,不斷提高個人業(yè)務素質(zhì)和教學水為國家建設輸送寬基礎強能力高素質(zhì)的應用型人才。平。師資力量能夠保證理論教學任務完成。參考文獻3.2實踐教學[1]周訓.水文與水資源工程專業(yè)本科培養(yǎng)方案修訂的若干思考[J]學校積極籌措800余萬元建設水文與水資源工程綜合實驗中國地質(zhì)教育,2005(1):56-58.室,同時依托河南省高校實驗教學示范中心、河南城建學院分[2]宋松柏康艷我國水文與水資源工程專業(yè)教育的現(xiàn)狀分析與思考析測試中心保證實驗教學順利開展。學校與河南省白龜山水庫[J].中國地質(zhì)教育2011(3):6873管理局、平頂山水文水資源局、平頂山市氣象局、平頂山市供3]姜忠峰烏梁素海綜合需水分析及生態(tài)系統(tǒng)健康評價D]呼和浩水公司、黃河花園口,夾河灘水文站等單位簽訂合作協(xié)議,將特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學水利與土木建筑工程學院,2011以上單位做為校外實習實訓基地,結合生產(chǎn)安排實習。[4]郭純青周蕊,代俊峰水文與水資源工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)與3.3以科研促教學教學改革-以桂林理工大學水文與水資源工程專業(yè)為例[J].當代教育理論與實踐,2012,4(11):83-85積極鼓勵教師申請科研課題,開展科學研究,以科研促進教學內(nèi)容及時更新,促進教學方法和手段的改進,促進教師學(上接第192頁)參考文獻[4]朱桂平發(fā)電廠化學設備系統(tǒng)運行操作與維護[K]檢修及化學監(jiān)[1]陸美娟張浩勤化工原理(上冊)[M]北京:化學工業(yè)出版社督技術實用手冊,2001:300-3302006:l73-1795]王小輝.列管式換熱器泄漏分析及處理[J寧夏機械,2090(3)[2]聶清德化工設備設計[M]化學工業(yè)出版社,2002:60-10079-81[3]侯文順化工設計概論(第二版)[M]化學工業(yè)出版社,5:37-49