1000万吨年常减压装置换热设备培训课件（联合五车间杨东）.ppt

联合五车间设备培训 1000万吨 年常减压装置换热设备杨东 1000万吨 年常减压装置换热设备 一 换热设备1 1 管壳式换热器1 2 强化换热器1 3 管壳式换热器结构特点1 4 管壳式换热器型号的表示方法1 5 换热设备投运步骤及注意事项二 空气冷却器三 空气预热器 一 换热设备 按用途 加热器 冷却器 冷凝器和重沸器按结构 管式换热器和板式换热器管式换热器 管壳 套管 翅管板式换热器 螺旋板式 平板式3 常减压装置主要换热器类型 管壳式换热器 1 1管壳式换热器 管壳式换热器基本型式浮头式U形管式固定管板式带热膨胀节的换热器填函式 管壳式换热器基本型式 1 1 1浮头式换热器 管束一端可在壳体内自由滑动 管束可以从壳体抽出 清洗和换管较方便 对流体也没有限制 虽然浮头式换热器比固定管板式换热器结构复杂 而且增加了重量和造价 但由于炼油厂中换热过程大多是在较高温差和压力下进行的 故浮头式换热器得到了广泛的应用 浮头式换热器部件 浮头式换热器管束 浮头式换热器分程试压步骤 1 第一程试验灌束固定管板 浮动管板与管子连接口 具体做法 a 将管束与壳体间的垫圈放入法兰密封面处 b 将管束顶入壳体 c 浮头侧上试压胎具 固定管板侧上假法兰 d 冲压试压 试验压力为最高工作压力的1 1 1 25倍 2 第二程管箱及浮头试压 具体做法 a 回装管箱和浮头封头 b 冲压 试验压力为最高工作压力1 25倍 3 第三程回装外头盖 壳体和外头盖试压 目的是试验壳体压力容器 固定管板与壳体法兰密封面 外头盖法兰与壳体法兰密封面 1 1 2U形管式换热器 U形管式换热器管束的管子弯曲成U形 管于的两端固定在同一管板上 管子可以自由膨胀 也可以从壳体内抽出 便于清洗 但管于内壁在U形弯头处不易清洗 管子更换困难 它主要用于管内流体压力较高 且流体清洁的场合 U形管式换热器示意图 U型管式换热器分程试压步骤 1 壳程试压检查管板与管子连接口 检查管板与壳体法兰间密封 壳体压力容器试验 具体做法 a 会装密封圈和U型管束 b 管束管箱侧装试压用压环 2 管程试压检查管箱与管板间密封 管箱压力容器强度试验 具体做法 a 回装垫片 管箱 b 升压 试验压力为最高工作压力1 25倍 现场试压图片1 现场试压图片2 现场试压图片3 1 2强化换热器 强化传热目的 在给定换热量下减少换热器尺寸 提高现有换热器的性能 减小流动工质的温差 或者降低泵的功率 强化传热方法 采用管内插异物 改变管束支撑件形式 采用扩展管内或管外表面 加入不互溶的低沸点添加剂等方法 以增强传热的效果 采用扩展管表面方式强化传热 1 螺纹管换热器螺纹管属于管外扩展表面的类型 在普通换热管外壁轧制成螺纹状的低翅片 用以增加外侧的传热面积 翅片部分的最大外径比管子的光端要小 而翅片根部要小的更多 因此在与光管相同的管间距下 壳程净错流面积比光管明显增大 螺纹管示意图 采用扩展管表面方式强化传热 螺纹管换热器优点 螺纹管表面积比光管可扩展到2 2 2 7倍 管内径略缩小但无凸起 因翅片表面的扩展壳程传热热阻可以缩小相应的倍数 螺纹管比较适宜壳程传热系数相当于管程传热系数1 3 3 5的工况 这样可使总传热系数提高较多 螺纹管结垢速率低 抗垢 抗腐蚀能力强于光管 因此操作周期长 采用扩展管表面方式强化传热 采用扩展管表面方式强化传热 2 波纹管换热器波纹管是以普通光滑换热管为基管 采用无切削滚扎工艺使管内外表面金属塑性变形而成 双侧带有波纹的管型 波纹管管内被挤出凸肋 从而改变了管内壁滞流层的流动状态 减少了流体传热热阻 增强了传热效果 波纹管有两种形式 横纹波纹管和螺旋波纹管 采用扩展管表面方式强化传热 波纹管示意图 横纹波纹管实物照片 采用扩展管表面方式强化传热 螺旋波纹管实物照片 采用扩展管表面方式强化传热 管子规格及其在管板上的排列 焊接方式 正方形排列 三角形排列 1 3管壳式换热器结构特点 管板与壳体的连接结构 固定管板式 浮头式 填函式和U形管式 管束的分程 分程隔板的布置 折流扳 假管 壳程的横截面积一般比管程的横截面积大 为增加流速 并使流体垂直于管子流过 通常在壳程设置折流扳为减少流体沿隔板槽两侧管间短路 使壳程介质有效地换热 提高传热效率 在管束内设置 假管 假管 位于两管板的隔板槽之间但不穿过管板 一般每隔4 6排管布置一根 也可安装定距管代替 假管 折流板形状 1 4管壳式换热器型号的表示方法 主要部件分类及代号 联合五车间3 常减压装置换热器 原油 减顶循 2 换热器 BES1200 4 0 390 6 25 4I封头管箱 单程壳体 勾圈式浮头换热器 壳体直径为1200mm 管 壳程设计压力为4 0Mpa 换热面积为390m2 换热管直管段长度为6m 管径为25mm 4管程换热器 1 5换热设备投运步骤及注意事项 换热器的投运步骤先仔细检查换热器 确保所有堵头装好 所有紧固螺栓无松动 所有阀门应在关闭位置 打开冷 热流体放空阀 稍开冷流体入口阀 并排出全部空气 然后关冷流体放空阀 然后全开冷流体的进口阀 缓慢打开热流体入口阀 排出全部空气 关闭热流体放空阀 全开热流体入口阀 慢慢打开冷流体出口阀 待冷流体通过换热器后再缓缓打开热流体出口阀 最后全开冷流体出口阀和热流体出口阀 关闭付线阀 注意全部操作应慢慢地进行 并观察温度的变化 检查各密封点是否有泄漏 换热器的停运步骤 先关热流体 后关冷流体 要渐渐地关 使换热器慢慢地冷下来 冷流体不能先关 否则 热侧传来的热量使冷流体温度升高 因那里无膨胀余地 压力升高 导致换热器破裂 在换热器的进 出口中流体切断之后 而且温度降至冷流体温度时 关掉冷流体进 出口阀 管程和壳程介质排尽 如停用时间较长应用蒸汽吹扫干净 冬天温度较低时注意放净换热器内存水以防冻凝 为安全起见 在进 出口管线上装上盲板 如果换热器是用在酸性油或有硫化铁结垢物 在换热器端盖打开之前应用水冲洗 注意事项 升温应逐渐进行 加热速度不超过0 06oC s 并保证长度方向温度梯度不大于30 4oC m 冷却器循环水出口温度最好在38oC以下 超过38oC 微生物繁殖能力加速 腐蚀生产物分解加快 引起管子腐蚀穿孔 同时结垢情况加重 最大不能超过45oC 二 空气冷却器 空气冷却器分类按管束布置方式 立式 水平式 斜顶式 人字式 A形 V形 圆环式 多边形 按通风方式 鼓风式 引风式和自然通风式 按冷却方式 干式空冷 湿式空冷 包括增湿型 喷雾蒸发型 湿面型 联合型 按防寒方式 热风内循环式 热风外循环式 蒸汽伴热式 3 常减压装置空冷型式 水平鼓风干式空冷 湿式空冷 2 1空冷器分类及特点 鼓风式 吸风式和斜顶式空冷器 水平 立式 斜顶式空冷特点 水平式空冷器管束为水平布置 用作冷凝器时 为防止冷凝液滞留在管内 管子有3 或1 的倾斜 管束长度不受限制 管内热流体和管外空气分布比较均匀 适用于多元组合 适宜于场地宽敞和新建的炼油厂立式空冷器管束为竖直布置 管束长度不受限制 占地面积较小 结构较为紧凑 管内热流体分布均匀 适用性较强斜顶式空冷器的特点是管束倾斜呈人字形放置 夹角一般在60 占地面积少 为水平式的40 左右 结构紧凑 管内介质和管外空气分布不够均匀 易形成热风再循环 建造成本高 它适用于干一湿联合式空冷器 适用于老厂改造和场地较小的情况 湿式空冷的三种结构形式 表面蒸发湿空冷 2 2空冷器的结构及表示方法 空气冷却器的基本部件 1 管束 包括管箱 换热管 管束侧梁及支持梁等 2 风机 包括轮毂 叶片 支架及驱动机构等 3 百叶窗 包括窗叶 调节机构及百叶窗侧梁等 4 构架 用于支撑管束 风机 百叶窗及其附属件的钢结构 5 风箱 用于导流空气的组装件 6 附件 如蒸汽盘管 梯子 平台等 空冷器的结构示意图 管束型号图示 管束型式与代号 翅片管管束型式 L型 双L翅片管滚花型翅片管镶嵌式翅片管双金属轧制翅片管 代号DR 双金属轧片管是较为理想的抗腐蚀的管子 双金属轧片管的内外管可以分别选材 内管根据热流体腐蚀情况和压力选定 外管可选用既有较好的延展性 抗大气腐蚀能力强 又有良好的传热性能的金属 一般用铝和铜 经过轧制内外管可以完全紧密结合在一起 双金属轧片管除可用于管内为高腐蚀性流体外 还可用于湿式空冷器以抵抗管外侧的腐蚀 其抗腐蚀性能好 使用寿命长 传热效率高 压降小 翅片整体性和刚度高 翅片牢固 不易变形 可用高压水清洗 管箱形式 可拆卸盖板式丝堵式管箱式集合管式 可卸盖板式管箱用于易凝介质 用于污垢系数大于0 00086m2 W的介质 其特点是对翅片管和管箱的清扫方便 制造技术要求较丝堵式为高 可卸盖板式管箱由于密封面较大 容易产生泄漏 故其盖板 法兰都较厚 用料多 使用压力较丝堵式低 我国标准规定使用压力 2 5MPa 管箱形式 丝堵式管箱在每根翅片管管端处有一丝堵 即螺塞 便于装配时胀接翅片管 也便于检修时清扫 这类管箱因为制造简单 被作为基本型式 广泛应用于中 低压管束 用于汽油 煤油 柴油及其它轻质油品 溶剂及介质污垢系数不大于0 00086m2 W的各种场合 最高设计压力 国内经验值为4MPa 缺点是丝堵及垫因数量较多 加工量较大 管箱形式 联合五车间常减压装置空冷器规格型号 常减压装置空冷器 常顶空冷器GP9 3 6 193 1 6S 23 4 DR a鼓风式水平管束 长9m 宽3m 6排管 基管换热面积193m2 设计压力1 6MPa 丝堵式管箱 双金属轧制翅片管 翅化比23 4 三 空气预热器 1 回转式空气预热器2 热管式空气预热器3 循环式热载体空气预热器4 废热锅炉5 水热煤技术6 扰流子 热管空气预热器3 常减压装置空冷型式 扰流子 热管空气预热器 烟气入口 空气出口 烟气出口 空气进口 空气预热器简图 扰流子预热段 热管预热段 空气预热器规格表 注 热管式预热器温度低于200oC部位采用镀搪瓷 热管换热器 工作原理 热管换热器由管壳 吸液芯和端管组成 将管内抽成1 3x10 1 10 4pa的负压并加以密封 在管内充以适当的工作液体 高效蒸发传热液 管的一端为加热段 蒸发段 另一端为冷却段 冷凝段 当一端受热时液体蒸发 蒸汽流向另一端 蒸汽在另一端放热凝结成液体 液体流回加热段 如此循环 热量由管的一端传至另一端 热管工作示意图 分类 根据工作液体回流动力不同 有芯热管 重力辅助热管 旋转热管 电流体动力热管 渗透热管等根据冷热流体的状态 气 气式 气 液式 液 液式 液 气式根据结构形式 整体式 分离式 回转式 组合式 热管换热器 1 传热系数高由于是相变传热以及热管外部可以很方便地采用扩展表面 使得传热显著增强 例如 气 气型热管换热器的系数比列管式高出数倍 2 传热温差大热管换热器可实现纯逆流换热 因而具有较大的传热温差 3 结构紧凑在传递相同热量的情况下 热管换热器需要较少的传热面积 因而具有良好的紧凑性 占地面积和金属消耗量大为减少 热管换热器优点 4 检 维修方便热管元件具有很好的可拆换性 便于维护和维修 因为热管元件彼此是独立的 只是按一定的排列架