淺談?chuàng)Q熱器在石油化工中的應(yīng)用及維護(hù)

汪洋

摘 要：換熱器在石油化工中是非常重要的，因?yàn)槭突ぶ猩婕暗降纳a(chǎn)流程是非常多的，這樣就需要進(jìn)行不同程度的換熱，換熱器的主要作用就是進(jìn)行流體溫度的轉(zhuǎn)換，這樣就可以滿足石油生產(chǎn)的需要。本文就是對(duì)換熱器在石油化工中的應(yīng)用及維護(hù)進(jìn)行具體的分析，為相關(guān)的研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞：換熱器；石油化工；應(yīng)用及維護(hù)

石油化工的生產(chǎn)是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是極為復(fù)雜的，如果沒(méi)有將這些環(huán)節(jié)中的換熱工作做好，就會(huì)影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，也容易出現(xiàn)安全事故。換熱器主要的作用進(jìn)行進(jìn)行溫度的轉(zhuǎn)換，將溫度比較高的流通傳達(dá)給溫度比較低的流體，這樣就可以保證受熱的均勻性。換熱器必須有一定的安全性和穩(wěn)定性，否則就會(huì)產(chǎn)生泄露，造成的危害是無(wú)法預(yù)料的，因此在使用換熱器的過(guò)程中，要做好應(yīng)用維護(hù)工作。

1 換熱器的主要類型和原理介紹

在石油化工中使用比較廣泛的換熱器是單相流換熱器，這種換熱器一般是用在氣體到氣體、液體到液體和液體到氣體的換熱中，流體在換熱的過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)相變的現(xiàn)象，在石油化工生產(chǎn)中，主要的形式是對(duì)流傳熱，利用對(duì)流傳熱的方式需要使用螺紋管、內(nèi)波外螺旋管和波紋管，波紋管和內(nèi)波外螺旋管的主要作用是增加壁面的擾動(dòng)，而螺紋管的主要作用就是將表面?zhèn)鳠岬男Ч龃?。厚壁波紋管和內(nèi)波外螺旋管在加工方式上是比較相近的。在石油化工生產(chǎn)的過(guò)程中，換熱器的應(yīng)用是極為重要的，也是不可或缺的一種設(shè)備，換熱器的主要作用就是換熱，加熱、預(yù)熱、蒸發(fā)、制冷和過(guò)熱，換熱器就是在溫度上進(jìn)行一系列的變化。

溫度在發(fā)生變化的時(shí)候，有著多種方式進(jìn)行操作，例如復(fù)合型換熱、蓄熱式換熱、表面式換熱和流體連接式換熱，這些方式在石油化工生產(chǎn)中是經(jīng)常使用的，但是無(wú)論是什么樣的方式都是離不開(kāi)換熱器的，換熱器的種類也是非常多的，按照換熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分主要有固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、板式換熱器和U形管板換熱器，但是在使用的過(guò)程中，一定要注意一些事項(xiàng)，否則會(huì)給具體的使用帶來(lái)很大的問(wèn)題，需要注意的問(wèn)題如下：（1）要保持網(wǎng)管的清潔，不管是在什么時(shí)候，工作之前和工作之后都要將網(wǎng)管清潔好，這樣就可以最大程度的避免出現(xiàn)網(wǎng)管堵塞的現(xiàn)象，這樣換熱器就無(wú)法正常的使用。（2）在軟化水的使用上要嚴(yán)格的把關(guān)，在對(duì)軟化水進(jìn)行處理的過(guò)程中，一定要做好軟化罐和水質(zhì)的檢查工作，這兩者都會(huì)影響著軟化水的質(zhì)量，在確定合格之后，才能夠使用。

2 換熱器在石油化工中的應(yīng)用及維護(hù)

2.1 螺旋纏繞管式換熱器的簡(jiǎn)單介紹

2.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

這種換熱器主要是對(duì)管束、殼體和中芯管構(gòu)成，在管板與管熱管相連接之后，就要使用焊接技術(shù)進(jìn)行固定。在殼體和兩端的接頭上會(huì)有流體進(jìn)出。除此之外，還有纏繞管束的影響，纏繞管束主要是由螺旋管纏繞形成的，必須要保證層與層之間是保持著一致的，在纏繞方向上也要是相反的，最大程度的保證流體的均勻分布，避免出現(xiàn)短流的現(xiàn)象，在使用的過(guò)程中，也容易產(chǎn)生很多的危險(xiǎn)性因素，需要引起我們的注意。

2.1.2 性能優(yōu)勢(shì)

這種換熱器可以最大程度的保證質(zhì)量，對(duì)應(yīng)力可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的消除，如果是大溫差的一些工藝，使用纏繞管束結(jié)構(gòu)，可以最大程度的提高設(shè)備的使用壽命。對(duì)螺旋纏繞管進(jìn)行表面處理，可以最大程度的保證污垢的降低率，在沉降速度上也會(huì)加快。螺旋纏繞管式換熱器在結(jié)構(gòu)上是極為簡(jiǎn)單的，重量也較輕，可以騰出更多的空間，這樣就會(huì)節(jié)省大量的費(fèi)用，在維護(hù)費(fèi)用上也會(huì)大量的減少。

2.2 浮頭式換熱器的簡(jiǎn)單介紹

浮頭式換熱器主要是由浮頭部分構(gòu)成的，這一結(jié)構(gòu)可以按照不同的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要滿足殼內(nèi)自由的浮動(dòng)，保證管束和殼體是絕對(duì)自由的，這樣在溫差較大的時(shí)候，殼體和管束之間就不會(huì)產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。浮頭端也可以自由的進(jìn)行拆卸，這樣管束既可以設(shè)計(jì)成為可拆卸的，也可以設(shè)計(jì)成為不可拆卸的，在檢修的過(guò)程中也是極為便利的，清洗也十分的方便。

浮頭換熱器的浮頭部分結(jié)構(gòu)，按不同的要求可設(shè)計(jì)成各種形式，除必須考慮管束能在設(shè)備內(nèi)自由移動(dòng)外，還必須考慮到浮頭部分的檢修、安裝和清洗的方便。鉤圈對(duì)保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要作用。隨著浮頭式換熱器的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的發(fā)展，以及長(zhǎng)期以來(lái)使用經(jīng)驗(yàn)的積累，鉤圈的結(jié)構(gòu)形式也得到了不段的改進(jìn)和完善。鉤圈一般都為對(duì)開(kāi)式結(jié)構(gòu)，要求密封可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造和拆裝方便。浮頭式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。盡管受到不斷涌現(xiàn)的新型換熱器的挑戰(zhàn)，但反過(guò)來(lái)也不斷促進(jìn)了自身的發(fā)展。故迄今為止在各種換熱器中扔占主導(dǎo)地位。

2.3 泄露問(wèn)題

焊接質(zhì)量是換熱器制造上的關(guān)鍵。換熱器管子與管板焊接時(shí)，在焊縫兩側(cè)形成熱影響區(qū)，這是焊接接頭的薄弱部位，容易產(chǎn)生殘余變形和殘余應(yīng)力，即容易形成應(yīng)力腐蝕的基本條件。若遇到腐蝕環(huán)境的影響，例如在H2S、OH-等環(huán)境中，就會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，造成換熱器管接頭處泄漏。管子與管板之間的縫隙處存在不流動(dòng)液體，與縫隙外液體形成濃差電池，引起縫隙腐蝕，也會(huì)造成換熱管接頭處泄漏。管子與管板焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有排列緊密的小圓形單道焊縫，如果焊接工藝不當(dāng)，就易造成焊縫根部夾渣、熔合不良、裂紋、氣孔等焊接缺陷。在運(yùn)行過(guò)程中這些缺陷受到交變應(yīng)力的影響便會(huì)擴(kuò)展，使泄漏通道擴(kuò)大，導(dǎo)致泄漏。

2.4 維護(hù)

2.4.1 清洗

換熱器運(yùn)行一段時(shí)間或一個(gè)周期，就要進(jìn)行清洗，換熱器循環(huán)冷卻水中含有大量的鹽類物質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物和各種微生物，由于未對(duì)其進(jìn)行水處理，換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后水側(cè)會(huì)結(jié)有大量的鈣鎂碳酸鹽垢及藻類、微生物淤泥、粘泥等，這些污垢牢固附著于內(nèi)表面，導(dǎo)致傳熱惡化、循環(huán)壓力上升、機(jī)組真空度降低，影響機(jī)組的運(yùn)行效率，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.4.2 注意事項(xiàng)

①施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須按規(guī)定戴好勞保用品，需要穿膠鞋、膠皮手套、口罩及眼罩；②施工現(xiàn)場(chǎng)要有良好的通風(fēng)，操作現(xiàn)場(chǎng)要有方便、充足的水源。③在搬運(yùn)有腐蝕性的藥品時(shí)，應(yīng)盡量采用叉車等專用搬運(yùn)工具。嚴(yán)禁濺入眼、口、皮膚上。如誤觸，立即用大量清水沖洗，嚴(yán)重者，請(qǐng)立即就醫(yī)。④施工藥品應(yīng)放在陰涼通風(fēng)處，并做好"危險(xiǎn)品勿動(dòng)"等醒目標(biāo)記。

3 結(jié)論

綜上所述，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加深對(duì)換熱器的了解研究，掌握正確的換熱器應(yīng)用方法與維護(hù)策略，以保障換熱器的工作效率與質(zhì)量。充分節(jié)約能源，提升生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]林林.管殼式換熱器結(jié)垢和泄漏的傳熱特性及預(yù)測(cè)研究[D].東北石油大學(xué)，2014.

[2]雷振友.淺析模擬仿真技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用[J].環(huán)境與生活，2014，16：173.

[3]楊海江.平行流換熱器性能優(yōu)化[D].吉林大學(xué)，2014.

[4]王瑤.石油化工行業(yè)中換熱器的種類及用途原理[J].科技與企業(yè)，2014，16：430.