大型管壳式换热器更换管束的施工技术措施

大型管壳式换热器更换管束的施工技术措施在石油化工、能源、制药等工业领域，大型管壳式换热器作为关键的工艺设备，承担着热量交换与能量回收的重要功能。随着运行时间的延长，换热器管束易因腐蚀、结垢、冲蚀或机械损伤等原因导致传热效率下降、泄漏甚至失效，此时进行管束更换是恢复设备性能、保障生产连续稳定运行的经济有效手段。管束更换工程涉及设备解体、吊装、精密安装、密封及试压等多个环节，技术要求高，安全风险大，需制定周密的施工技术措施。本文将结合实践经验，从施工准备、旧管束拆除、新管束安装、质量控制及安全保障等方面，阐述大型管壳式换热器更换管束的关键技术要点。一、施工前准备与策划施工前的充分准备是确保管束更换工程顺利进行的基础，此阶段需完成技术、现场、物资及人员等多方面的统筹与落实。技术准备是首要环节。需组织技术人员深入研读换热器设计图纸、设备说明书、管束出厂资料及相关的国家或行业标准，明确设备结构特点、材质特性、连接方式及关键尺寸公差。根据实际工况，编制详细的施工方案，内容应包括施工流程、吊装方案、拆除与安装工艺、质量检验标准、安全技术措施及应急预案等。特别对于大型或结构复杂的换热器，应进行专项的技术交底，确保每位施工人员理解技术要点和质量要求。必要时，可组织模拟演练，验证吊装等关键步骤的可行性。现场准备需营造安全、有序的作业环境。首先，应将换热器系统隔离，彻底切断与上下游设备的连接，进行介质置换、清洗、吹扫，经分析合格后方可作业。作业区域应设置明显警示标识，划分安全作业区，清理无关杂物，确保通道畅通。根据换热器的重量、尺寸及现场条件，规划吊装区域，平整场地，验算吊装地基承载力，必要时进行加固处理。同时，配备充足的照明、通风及消防设施。对于需要在受限空间内作业的情况，需严格执行受限空间作业许可制度。物资准备应确保及时到位。新管束到场后，需按图纸及标准进行验收，检查管束外观有无变形、损伤，管板有无腐蚀，管子与管板连接是否牢固，管束尺寸是否符合要求，并核对材质证明、出厂合格证等文件。专用工具如管束拔出器、液压扳手、专用吊具、密封面研磨工具等应提前准备齐全，并进行检查调试。消耗材料如密封垫片、螺栓螺母、清洗剂、润滑剂等也需备足，并符合设计要求。人员准备方面，参与施工的技术人员、起重工、钳工、焊工等必须具备相应资质，经验丰富。施工前应对所有参与人员进行安全教育培训和技术交底，使其熟悉施工方案、操作规程及应急预案。二、旧管束拆除旧管束拆除是一项风险较高的作业，需谨慎操作，避免损坏壳体及其他部件，同时确保作业安全。安全保障措施必须贯穿始终。作业前再次确认设备已彻底隔离、置换合格，作业人员正确佩戴个人防护用品。对于存在高空作业的情况，需搭设合格的脚手架或操作平台，使用双钩安全带。吊装作业时，严格遵守吊装规程，专人指挥，吊具索具经检查合格后方可使用。拆除步骤通常如下：首先拆除换热器外部附件，如接管法兰、温度计、压力表接口、放空排污阀等，妥善保管，防止丢失损坏。然后拆除壳体与管箱（或封头）的连接螺栓，吊离管箱（或封头），注意保护法兰密封面。接下来，拆除管束与壳体之间的固定件，如管板与壳体连接螺栓（若有）、拉杆、定距管等。对于因结垢、腐蚀或温差应力导致管束与壳体粘连的情况，不可强行拖拽，应先进行清理、松动，必要时可采用专用工具或适当加热（需控制温度，避免损伤壳体材质）的方法辅助拆卸，但严禁使用明火直接烘烤。管束抽出是旧管束拆除的关键步骤。根据管束重量和长度，选择合适的吊装方式和吊点，确保吊装平稳，防止管束摇摆、碰撞壳体。对于卧式换热器，可利用行车或大型吊车配合专用拖排将管束缓慢抽出；对于立式换热器，需特别注意管束的垂直度和稳定性。抽出过程中，应有专人在壳体两端观察，及时调整，避免管束卡涩或刮伤壳体内壁及折流板。管束抽出后，应放置在指定场地，妥善处理，避免环境污染。壳体清理与检查：旧管束拆除后，应对壳体内壁、折流板、支持板、管板密封面进行彻底清理，去除垢层、锈迹及杂物。仔细检查壳体有无变形、腐蚀、裂纹等缺陷，测量壳体内径、折流板间距等关键尺寸，检查管板密封面平整度，如有损伤应进行修复或研磨处理。必要时，对壳体进行水压试验，以验证其强度和密封性，确保后续新管束安装的可靠性。三、新管束安装新管束安装是决定换热器更换质量的核心环节，必须严格按照工艺要求和质量标准进行操作。新管束检查与预处理：安装前，再次对新管束进行全面检查，确认无运输损伤，管板、折流板、拉杆等部件连接牢固。用压缩空气吹扫管束内部，确保清洁无杂物。根据设计要求，对管板密封面进行保护或必要的处理。若存放时间较长，需检查管束是否有锈蚀，并进行相应处理。管束吊装就位：吊装方法与旧管束抽出类似，但方向相反。吊装时应缓慢平稳，避免管束与壳体内壁、折流板发生碰撞。对于卧式换热器，可利用吊装设备将管束吊至壳体入口，调整好位置和角度，缓慢推入壳体内。推入过程中，同样需要专人引导，确保管束顺利通过各折流板和支持板。对于立式换热器，管束吊装时的垂直度控制尤为重要。管束定位与固定：管束完全进入壳体后，应调整其位置，确保管板与壳体法兰面贴合紧密，管束与折流板、支持板之间无明显间隙。按图纸要求安装拉杆、定距管等固定件，紧固螺栓时应均匀对称，防止管板变形。管箱（或封头）回装：清理管箱（或封头）法兰密封面及新更换的密封垫片，确认垫片材质、规格符合设计要求。将垫片正确放置在密封面上，吊装管箱（或封头）就位，穿入连接螺栓。螺栓紧固应按照规定的顺序和力矩进行，分多次对称均匀拧紧，确保密封面受力均匀，防止泄漏。对于高压换热器，螺栓紧固力矩应严格控制，必要时使用液压拉伸器。四、新管束安装后的检查与试验新管束安装完毕后，需进行严格的检查与试验，以验证安装质量和设备性能。外观及尺寸检查：检查所有连接螺栓是否紧固到位，附件安装是否齐全正确，管束有无松动迹象。内部清洁度检查：再次确认壳程、管程内部无遗留工具、杂物。水压试验是检验换热器密封性和强度的关键手段。试验前应编制详细的试压方案，明确试验压力、介质、温度、保压时间及合格标准。通常先进行壳程水压试验，再进行管程水压试验，或根据设计要求进行。试验介质一般为洁净水，对于不锈钢材质，水中氯离子含量应控制在一定范围内。试验时应缓慢升压，达到试验压力后保压规定时间，检查所有密封面、连接部位有无泄漏，壳体有无异常变形。如有泄漏，应降压处理，严禁带压紧固螺栓或进行修补。试验合格后，应将水排净，并用压缩空气吹干。气密性试验：若设计有要求或介质特性需要，在水压试验合格后还需进行气密性试验，使用干燥洁净的空气或氮气作为介质，按规定程序进行，检查泄漏情况。五、收尾与验收试验合格后，拆除临时盲板，安装好所有附件，清理施工现场，整理施工记录。施工记录应包括施工方案、技术交底记录、设备验收记录、材料合格证、施工过程检查记录、水压试验记录、隐蔽工程记录等。最后，组织相关方进行竣工验收，对照设计图纸和规范标准，对工程质量进行全面评定，验收合格后方可投入使用。六、质量控制要点与安全环保措施质量控制应贯穿施工全过程。严格执行“三检制”（自检、互检、专检），重点控制以下环节：管束的验收与保管；密封面的清理与保护；螺栓紧固力矩与顺序；吊装过程的平稳性；水压试验的规范操作。对于关键工序，应设置质量控制点，进行旁站监督。安全措施必须常抓不懈。严格遵守安全生产法律法规，落实安全生产责任制。加强作业人员安全教育，强化风险辨识与管控。高空作业、吊装作业、动火作业、受限空间作业等特殊作业必须严格执行许可制度。作业现场配备合格的安全防护设施和急救用品。环保措施不容忽视。施工过程中产生的废油、废水、固体废弃物等应按规定分类收集处理，避免污染环境。清洗废液需经处理达标后排放。结语大