冷换设备常见故障及维修方法(PPT 33页).ppt

冷换设备常见故障及维修方法,第一章概述,换热设备是在化工生产过程中即化学反应物中实现热能传递的设备，使热量从温度较高的流体传给另一种温度较低的流体。换热设备是化肥、化工、炼油工业及其他许多工业部门应用最广泛的设备，据统计，在大中型化工企业建设中，换热设备约占总投资的20%40%。换热设备可以是热交换器（如两流体介质相互换热）、冷凝器（如用水蒸汽冷凝）、加热器（如高温工艺气加热水）、冷却器（如水或液体氨作冷载体）等。在化工生产中，换热设备不但作为一个单独的化工设备，而且在其他设备中也常附有换热设备或换热部分，如蒸馏设备中的回流冷凝器，蒸发设备中的加热，高低变炉和氨合成塔中触媒的换热等，均为重要的不可缺少的化工操作设备。,直接接触式换热器,蓄热（回热）式换热器,间壁式换热器（表面式换热器）,中间载热体式换热器,一、按传热方式分类,第一节换热设备的分类,1、直接接触式换热器,第一节换热设备的分类,特点：两种流体直接接触进行换热的设备。例如：冷水塔、气体冷凝器等。,2、蓄热式换热器,第一节换热设备的分类,特点：借助于由固体构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，蓄热体与高温流体接触一定时间，接受和储蓄了一定热量，然后与低温流体接触一定时间，把热量释放给低温流体。蓄热式换热器有用在一段炉对流段上的旋转换热器，回收烟气温度用于预热燃烧空气；还有阀门切换式换热器等。,3、间壁式（表面式）换热器,第一节换热设备的分类,特点：温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的热交换器。,4、中间载热体式换热器,第一节换热设备的分类,特点：把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体热交换器和低温流体之间循环，在高温流体换热器接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。,第一节换热设备的分类,二、换热器按用途可分为：加热器把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。预热器预先加热流体，为后序操作提供标准的工艺参数。过热器用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。,三、间壁式换热器的分类,第一节换热设备的分类,第二节换热设备的设计原则,一、管壳式换热器,第二章常用换热设备结构、性能和特点,1、固定管板式换热器,结构特点：a、管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上。b、管板与壳体的连接采用焊接形式。,第二章常用换热设备结构、性能和特点,膨胀节结构,第二章常用换热设备结构、性能和特点,机械滚珠胀接,固定管板式换热器的优缺点,缺点：（1）壳程不能用机械方法清洗，应走清洁流体。（2）不设膨胀节时，管、壳程可能产生较大的温差应力。（3）固定管板式换热器适用于两种介质温差不大（一般应低于(30），或温差较大但壳程压力不高的条件。,优点：（1）结构简单紧凑，制造成本低。（2）与其它类型换热器相比，在相同壳体直径下，排管数目最多。（3）管内便于清洗。（4）便于进行堵管和换管。,第二章常用换热设备结构、性能和特点,2、浮头式换热器,结构特点：a、一块管板与壳体固定，另一块管板可自由移动。b、管板与壳体的连接采用法兰连接形式。c、浮头部分为可拆连接。,第二章常用换热设备结构、性能和特点,浮头结构,浮动管板钩圈浮头端盖,第二章常用换热设备结构、性能和特点,优点：（1）壳体和管束热变形自由，不产生温差应力。（2）管束可从壳体中抽出，便于管、壳程的检修和清洗。（3）便于进行堵管和换管。缺点：（1）结构复杂，造价高。（2）为使一端管板浮动，需增加一个内浮头盖及相关连接件以保证密封，操作时，如果内浮头盖连接处泄漏将无法发现，所以应严格保证其密封性能。（3）为使浮头管板和管束检修时能够一起抽出，在管束外缘与壳壁之间形成宽度为1622mm的环隙，这样不仅减少了排管数目，而且增加了旁路流路，降低了换热器的热效率。,浮头式换热器的优缺点,第二章常用换热设备结构、性能和特点,3、U形管式换热器,结构特点：a、换热管被弯成U形，换热管的两端固定在同一管板上。b、管板与壳体的连接采用法兰连接形式。c、没有外头盖。,第二章常用换热设备结构、性能和特点,优点：（1）结构简单，省去一块管板和一个管箱，造价低。（2）管束和壳体分离，热膨胀时互不约束，消除温差应力。（3）管束可以从壳体中抽出，管外清洗方便。缺点：（1）弯管必须保持一定曲率半径，管束中央会存在较大的空隙，流体易走短路，对传热不利。（2）管内不能用机械方法清洗，宜走清洁流体。（3）管子泄漏损坏时，只有最外层管子可以更换，其他管子只能堵死，会减小换热面积。（4）弯管的承压能力较差。（5）U形管的自振频率较同长度的直管低，在横向流中易激起振动。,U形管式换热器的优缺点,第二章常用换热设备结构、性能和特点,4、填料函式换热器,第二章常用换热设备结构、性能和特点,优点：（1）结构比浮头式换热器简单，壳体和管束热变形自由，不产生热应力。（2）管束可从壳体中抽出，壳程的检修和清洗方便。缺点：填料函处形成动密封，壳程介质易泄漏，要求壳程介质温度和压力不能过高，且无毒、非易燃和易爆。填料函式换热器通常只适用于低压和小直径场合。,填料函式换热器的优缺点,第二章常用换热设备结构、性能和特点,第二章常用换热设备结构、性能和特点,二、板式换热器板式换热器是一种高效换热器，在工厂应用中有伞板换热器和平板换热器，化工装置中常用后一种。,板式换热器的零部件组成,第二章常用换热设备结构、性能和特点,板式换热器的优缺点,第二章常用换热设备结构、性能和特点,第二章常用换热设备结构、性能和特点,三、空气冷却式换热器空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，简称“空冷器”，也称“空气冷却式换热器”，也叫做翅片风机。在化工企业，合成氨、合成甲醇、氯化物、聚氯乙烯及单体聚乙烯等生产工艺过程都有采用空气冷却的实例。对于水接触能发生爆炸的介质，采用空气冷却方式是合适的。,第二章常用换热设备结构、性能和特点,1、空气冷却式换热器的优点（1）空气冷却器安装厂址不受水源、水质、取水等条件的限制。（2）空气冷却器安装布置不受供排水设施具体要求的限制。（3）空气冷却器在生产运行过程中，空气冷却介质的许可温升范围比水冷却介质大，同时不存在水垢与冷却水设备腐蚀管壁的问题。（4）空气冷却器在设备维修方面，除需要定期观察和润滑操作以外，不需要大拆大修，因此空气冷却器比水冷却器操作周期长。,第二章常用换热设备结构、性能和特点,（5）空气冷却器在设备投资方面，由于所需供、排水设施的规模大大缩小。所以在一般操作条件下空冷比水冷便宜。（6）空气冷却器在操作费用方面，在一般操作条件下，空冷设备与水冷设备的（马达）功率大致相等。但空冷的操作时间在85以上是在比设计气温低10左右的情况下进行的，因此，一般认为空冷的实际功率消耗比水冷低，其操作费用平均为水冷的50。空冷的设备维修费用，约比水冷低l2左右。（7）空气冷却器在设备潜力方面上，与水冷相比，设备处理量有较大的提高余地。老厂扩建时可将水冷装置改换为空冷设备，使用风扇或马达，即可在一定程度上提高设备处理量。,空冷器的优点,第二章常用换热设备结构、性能和特点,2、空气冷却式换热器的分类：按冷却方式分：干式空冷器、湿式空冷器、干-湿联合空器和两侧喷淋联合空冷器。按管束布置形式分：水平式空冷器、斜顶式空冷器、立式空冷器和圆环式空冷器。按通风方式分：自然通