第三章压力容器基础知识03

第四节

换热器的使用与维护换热器是化工企业的主要设备之一，属于压力容器范畴，因此要求操作人员懂得其结构原理、用途、和性能。并且有安全操作知识才能使其安全运行，发挥较大的效能，换热器有多种式，这里介绍固定板列管换热器和板式换热器，在我们公司，列管换热器的总面积有2000多平方米，板式换热器有200多台，在化工厂中占有较大比例的设备。9/21/20231广东中成化工股份有限公司一、列管换热器的使用与维护1、正确使用⑴投用前应检查压力表、温度计、安全阀、液位计以及有关阀门是否齐全好用；⑵输进蒸气之前应打开冷凝水排放阀门，排积水和污垢，打开放空阀，排出空气和不凝结气体；⑶换热器使用时,先开冷态工作液体阀门和放空阀，向其进液体（或水），当液面达到规定的位置时，缓慢或分数次开启蒸气或热其它液体阀门，做到先预热后加热，防止骤冷、骤热有损换热器的使用寿命；9/21/20232广东中成化工股份有限公司⑷经常检查冷热两种工作介质的进出口温度、压力的变化，发现温度、压力有变化，要立即查明原因，清除故障；⑸定时分析介质成分有无变化，以确定有无漏管，以便及时堵管或换管；⑹定时检查换热器有无渗漏，外壳有无变形及有无振动现象；⑺定时排放不凝结气体和冷凝液，根据换热效率下降的情况及时清洗列管，以提高传热效率。9/21/20233广东中成化工股份有限公司2、维护保养⑴保持主体设备外部整洁、保温、保冷和油漆完好；⑵保持压力表、温度计、安全阀和液位计等附件其余准确；⑶发现法兰口和阀门渗漏应立即清除；⑷开停换热器时，不应将蒸气阀门和被加热介质阀门开的太猛，否则容易造成外壳与列管伸缩不一。产生热应力，使局部焊缝开裂，阀管口开裂；⑸尽管减少换热器的开停次数，停止使用时应将内部水和物料排尽；⑹定期检测换热器的壁厚。9/21/20234广东中成化工股份有限公司3、常见故障与其处理方法故障名称产生原因

处理方法

传热效率下降列管结垢、堵塞壳体内不凝性气体多管路或阀门有堵塞清洗裂管排放不凝性气体冷凝液检查清理发生振动壳层介质流速太快管路振动所收起的管束与拆流板结构不合理机座刚度够调节进气量加固管路改进设计加固机座管板与壳体连接处发生裂纹焊接质量不好外壳歪斜，连接管应力较大腐蚀严重，外壳壁厚或薄清除补焊重新调整找正鉴定后修补管束和胀焊口渗漏管子腐蚀穿孔壳体和管束温差较大管口腐蚀或胀焊质量差堵管或换管补焊换管或补焊9/21/20235广东中成化工股份有限公司二、板式换热器的使用与维护板式换热器是新型的换热设备,由于其结构紧凑、传导热效率高，所以在化工、食品和石油等行业中得到了广泛使用，但其材料为钛材和不锈钢，故使价格比较贵。1、结构特点：（1）

体积小，占地面积小。板式换热器占地面积为同样换热能力的列管换热器的30%左右；（2）

传热效率高，板式换热器能使两种热交换流体在较低的的流速下，增强扰动起湍流，从而增强传热系数，K值可达4000kcd(m2.h.c),l较之列管换热器的2—4倍；9/21/20236广东中成化工股份有限公司（3）

组装灵活。板式换热器当生产上要求改变工艺条件和产量时，只要增加板片数量或改变板片组装流程通道形式，即可满足；（4）

金属消耗量低。板式换热器板片每平方米消耗量金属这8kg左右，而同样参数的螺旋板换热器则需要20kg左右，列管换热器则需要23kg;（5）

热量损失小。板式换热器由于仅是板片周围暴露在大气中，热损失仅为1%左右，不需要采用保温层；（6）

拆卸清洗检修方便，对于易结垢的介质，一方面由于板式换热器中的介质有激烈的湍流，其湍流临界雷诺数比一般列管换热器低10倍，因而不易结垢，另一方面板片均可拆卸便于清洗。9/21/20237广东中成化工股份有限公司2、工作原理：一束独立的金属板片（各种波纹形）是挂在容易滑动的挂架上，用螺栓结固平板封头，换热器的外边缘和进出口的周围均装设有密封垫片，使被热交换的两种介质均在两板片的间隔之间，形成一薄的流束，换热板片压成各种波纹型，以增加板片换热器面积和刚性，并能使液体在低流速下形成溢流，以达到传热的效果。冷热介质互相间隔流动，完成热交换过程。一般在板式换热器进介质前安装一个过滤器，可以过滤介质中的杂质，以免杂质进入板式换热器堵塞通道。9/21/20238广东中成化工股份有限公司3、结构及材质：板式换热器主要由板片、密封垫片、固定平板封头、夹紧螺栓挂架等组成，换热器板片上有不同形状的波纹，既能承受介质压力，又能使介质通过板片面增强流体湍动提高其传热效率。换热器板片是用能够进行冷加工的金属材料冲压而成的，板片的几何形状尺寸、数量和排列形式应根据换热器的能力和工艺条件而定。一般板式换热器选用的材料为不锈钢。9/21/20239广东中成化工股份有限公司4、正确使用：（1）进入换热器的冷、热流体如果含有杂质和纤维质，一定要提前过滤，防止堵塞狭小的间隔；（2）当传热效率下降20~30%时，换热器解体，清洗板片上的结垢；（3）拆卸和组装波纹板片时，不要将胶垫弄伤或掉出，发现有脱落部分，应用粘胶粘好；（4）使用板式换热器不能骤冷骤热，使用压力不能超过铭牌上规定值；（5）使用中发现垫口渗漏时，应及时冲洗结垢，拧紧螺栓，若无效应解体组装；（6）经常查看压力表和温度计数值，掌权运行情况。9/21/202310广东中成化工股份有限公司5、维护保养：（1）保持设备整洁、油漆完整，坚固螺栓的螺纹部，应涂防锈油并加外罩，防止生锈腐蚀坏丝扣；（2）保持压力表的温度计清晰，阀门和法兰无泄漏；（3）定期清沅和切换过滤器，防止换热器的堵塞；（4）检查基础有无下沉和地脚螺栓有无腐蚀；（5）拆装板式换热器螺栓的拆卸和紧固应对面进行，松紧适宜，并达到夹紧尺寸。9/21/202311广东中成化工股份有限公司6、常见故障及解决策略故障名称产生原因

解决策略

密封垫处渗漏①胶垫未放正或扭曲歪斜②螺栓紧固力不均匀或紧固力小③胶垫老化或有损伤

①重新组装②紧固螺栓③更换新垫内部介质参漏

①波纹板片有裂纹②进出口胶垫不严密③侧面板腐蚀①检查更新②检查修理③补焊加工传热效率下降

①波纹片结垢严重②过滤器或管路堵塞①解体清洗②清理9/21/202312广东中成化工股份有限公司第五节搅拌反应容器反应压力容器是用于完成介质的物理过程、化学反应的压力容器，简称反应容器。广泛应用于化工、轻工、制药等生产中。进行磺化、硝化、缩合、聚合以及合成等化学过程。由于反应介质的性质、状态不同，化学反应的种类不同，反应器有固定床、硫化床以及搅拌等几种。前两种是以固相物料为特征，气一固相反应，液一固相反应,而带搅拌的反应器则以液相物料为特征,液一液、液一固、液一气相反应。这里只介绍搅拌反应器。搅拌反应器是一种典型的化工设备，它是在一定容器中和一定压力及温度下，借助搅拌向液相物料中传递必要的能量而进行搅拌过程的化学反应，在工业生产中也称为反应釜。9/21/202313广东中成化工股份有限公司一、搅拌反应器的结构

由搅拌器、筒体、夹套、搅拌轴、压出管、支座、人孔、轴封、传动装置、电动减速机、机架、接管等组成。容器部分包括简体、上下封头、夹套及各种接口等。筒体的直径和高度决定了容积的大小，它和搅拌反应器的生产能力有关，如果有热量传递，反应前需要加热，反应中需要保持温度，反应后需冷却等，就要筒体内部或外部设置传热构件。通常在设备内加蛇管，在简体和底封头外侧设夹套，蛇管和夹套的空间，根据生产需要，

9/21/202314广东中成化工股份有限公司通入加热介质和冷却介质，加热介质通常为蒸汽，冷却介质通常为水。搅拌器有多种形式如桨式、涡轮式、推进式等，各有不同的尺寸和转速范围。可根据被搅拌物料的物理特性如粘度大小和搅拌的目的来选用适当的搅拌器。搅拌器通常可拆联接固定在搅拌轴上。搅拌一般用联轴节与减速机相连，传速来自电动机的动力，搅拌轴需穿过封头，为保证搅拌器筒体空间的密封，在锅口采用机械密封或填料密封。9/21/202315广东中成化工股份有限公司二、反应釜的正确使用1、反应釜在运行中严格执行操作规程，禁止起温超压；

2、按工艺指标控制夹套（或蛇管）及反应器的温度；

3、避免温差应力与内应力叠加，使设备产生应变；

4、要严格控制配料比，防止剧烈的反应；

5、要注意反应釜有无异常的振动和声响，如发现故障应停止检修。9/21/202316广东中成化工股份有限公司三、维护保养1、检查减速机机封有无足够的润滑油，必要时添加；

2、检查减速机运行时有无振动和摆动，检查机架与锅体的连接螺栓、机架与减速机的连接螺栓有无松动，减速机有无异常响声；

3、检查设备与密封点有无泄漏；

4、检查压力表温度计、安全阀是否灵敏可靠，并定期校验更换；

5、检查设备保温是否完好；

6、检查反应急釜支座是否腐蚀；

7、按《容规》要求定期对设备进行内外面检查，必要量进行探伤、测厚检查。9/21/202317广东中成化工股份有限公司四、常见故障和解决策略故障现象故障原因

解决策略

壳体损坏①受介质的腐蚀（点蚀、晶间腐蚀）②热应力引起产生裂纹或碱脆③磨损变薄或均匀腐蚀①采用耐腐蚀材料②焊后清除热应力③超过设计壁厚最小厚度应更换机封泄漏①动静环磨损②端比压过大磨擦付产生热变形③密封圈老化，失去密封性④轴体与静环端垂直误差大⑤操作温度、压力、温⑥轴车动起指标①更换机封②调整比压合适③更换密封圈④重新找证⑤严