换热器常见问题及解决方法论文

浅谈换热器的常见问题及解决方法【摘要】随着人们物质生活水平的不断提高，工业需求也日益加大，而换热器作为水主要设备在整个加工过程中占有重要地位。本文主要探讨了换热器的常见问题，并深入研究了其解决办法。

【关键词】换热器;常见;问题;解决;方法

换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。下面主要讨论一下换热器的常见问题及解决方法。

在管式换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程；一种在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。为提高管外流体给热系数,通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。常用的档板有圆缺形和圆盘形两种,前者应用更为广泛.。流体在管内每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。为提高管内流体的速度,可在两端封头内设置适当隔板,将全部管子平均

分隔成若干组。这样,流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程。同样,为提高管外流速,可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间,称多壳程。在管式换热器内,由于管内外流体

温度不同,壳体和管束的温度也不同。

１．机械及热应力损伤原因及解决方法

1.1换热设备会在使用中机械损伤类型。

1.1.1管子震动的损害

(1)碰撞损坏

由于发生振动管子的振幅大, 使得管子与管子, 管子与壳体之间的碰撞会导致管壁损坏破裂。

(2)折流板对管子损坏

由于管子振动, 折流板对穿过折流板的管子会有切割磨损, 严重的会使管壁破裂。

(3)影响管板的连接

由于管子振动, 会使管子在管板上连接松动, 从而可能产生泄漏。

(4)材料缺陷扩大

管子振动产生的应力, 会使材料不均匀或有裂纹等缺陷的管子的裂纹等缺陷扩大。

(5)声共振

壳侧气相流体声振是由于气体漩涡分离引起振动而发声, 一般这种声振动通常对管束无响但是如果振动的频率接近管子的固有频率就会产生共振。

1.1.2化学清洗及机械清理引起的损伤

换热器在停工期间进行的机械或人工清除垢层时，常常会使管

束受到包括表面刮伤、压、弯等损伤。过度的喷砂或化学清洗也会减簿管子的有效壁厚。

1.1.3扳动产生的疲劳损伤

与换热器相连的转动机械，如泵、压缩机等设备的振动，介质的流动及介质压力的脉动，都会引起管束的振动。过度的管束振动会使管子受到疲劳损伤，其结果是产生疲劳开裂或腐蚀疲劳开裂。这种因管束振动而产生的疲劳裂纹一般都是环向裂纹。环向裂纹一般出现在管子的中间。

1.2原因分析及处理方法

1.2.1减少换热器管子震动方法

(1)管径

按照实际传热和水力经济性考虑, 尽可能采用最大的管径。较大的管径, 其惯性矩也大, 因此对一定长度的管子来说, 能有效地增加管子刚性。

(2)无支撑跨距

减小跨距是减小振动最有效的措施。

(3)管间距

增大管间距和管径的比值, 即增大了一定跨距的管束韧性, 也减少了管子碰撞的可能性。

(4)进出口区

应尽量减小该区的流速, 并增加支撑。

(5)u 形管区

对u 形管区应考虑支撑。

(6)管子材料和厚度

选择管子的材料和厚度, 以使管子具有较好的刚性。

(7)折流板的厚度和管孔尺寸

适当增加折流板的厚度, 减小管孔与管壁的间隙都可以抑制振动。

(8)删除管子

在管束中预先确定的关键位置上不设管, 可减少振动的可能性。例如在有振动倾向的换热器中, 位于折流板切口线上的管子有时会受到过分的损害, 因此, 有选择地删除折流板切口线上的管子, 对防止振动是有利的。

(9)管子轴向载荷

由于压力或温度作用形成的对管子的轴向压缩载荷对于振动有潜在的影响。对于热物料走管程的单程固定管板换热器和所有的多管程固定管板换热器这种影响尤为明显。采用膨胀减少管子的压缩应力。

1.2.2两种介质互串

(1)故障原因

①换热管腐蚀开孔、开裂。②换热管之间焊点开裂。③浮头式换热器浮头法兰密封漏。

(2)解决办法

①更换或堵死漏管。②补焊或堵死。③紧固螺栓或更换封闭垫

片

1.2.3换热器的传热系数低

(1)故障原因

①管体结垢增多，②水质不好，油污、微生物增多。③隔板短路。

(2)解决方法

提高换热器的传热系数的方法之一是加强流体在管内的紊流程度--使流体不断“翻动”(象炒菜与翻衣服一样，多翻动容易传热，加速菜的传热与加快衣服的干燥)，采用发“波节管式”能使流体在波纹面形成流体湍流。

2.换热器冷换设备泄漏原因分析及解决方法

2.1换热器冷换设备泄漏原因分析

装置冷换设备发生泄漏，泄漏点主要集中在管束、垫片、小锅等部位，引起换热器泄漏主要有以下几个因素：

(1)循环水的水质较差，造成垢下或微生物腐蚀，引起换热器管束水侧发生泄漏。

(2)换热介质腐蚀性较强，如酸值、氯化物、硫化物、氮的含量较高，引起换热器管束介质侧发生泄漏。

(3)垫片质量差，运行一段时间后，垫片损坏，若检修施工质量不好，换热器小锅安装不到位，引起换热器泄漏。

(4)生产装置操作不平稳，介质压力突然升高，引起换热器短时间内小锅泄漏。

2.2泄漏的解决方法

泄漏发生后，最重要的是快速找出泄漏的换热器，将它及时从系统中切除。查漏的关键是，查漏手段是否全面、快捷和有效。

2.2.1查漏方法和技巧

(1)ph值检测法

如果泄漏的物料有明显的酸、碱性，可利用ph值来确定换热器是否发生泄漏。

(2)油含量检测法

如果泄漏的物料为较重组分的油品，如轻柴油、重柴油等，通过换热器出入口油含量的差值，可判断换热器是否发生泄漏。

(3)cod检测法

cod的含量反映了循环水中有机物的含量。炼油厂泄漏的介质基本为有机物，因此通过检测目标换热器出入口cod值能直观地判断换热器是否发生泄漏。

(4)用特定的仪器进行检测

轻组分泄漏专用检测仪器，这种仪器采集目标换热器出入口的气体，对采集的气体进行色谱分析，根据检测结果判断换热器是否泄漏，泄漏的是何种介质。利用这类仪器对液化气、压缩对泄漏源进行处理

2.2.2修复泄漏损伤

对于查出的泄漏换热器，首先要关闭或切断泄漏源。对查到内漏的换热器应立即进行检修，对于因工艺需要无法切除的换热器要