石化企业换热设备检验与维修

张庆刚

【摘要】换热设备是石油化工、能源等工业部门应用最广泛的过程设备之一。管壳式换热器种类很多，根据结构特点的不同，管壳式换热器主要结构类型有：固定管板式、浮头式、U型管式和填函式。本文所谈的石化企业换热设备冷却器就属于固定管板式换热器。换热器的管板以焊接的方法与壳体相连，优点结构简单、制造成本低、故在工程上广泛使用，缺点是壳程不易清洗，检查困难，不能用于有腐蚀性或较脏的介质，适宜用于壳体与管子温差小，或温差稍大，但壳程压力不高以及壳程结垢不严重或能用化学清洗的场合。

【关键词】石化企业；换热设备；检验；维修

一、换热设备的分类

1、按换热的方式分类

1.1 直接接触式：冷热流体直接接触进行换热。

1.2 间壁式：热、冷两种流体之间被固体壁面间隔开，热、冷流体分别在固体劈面的两侧流动，两种流体不直接接触，热量由热流体通过劈面传给冷流体。

1.3 蓄热器：冷热流体交替通过填料，利用填料的蓄热与放热，达到交换热量的目的。

2、按用途分类

2.1 加热器：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。

2.2 蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。

2.3 再沸器：用于加热己被冷凝的液体，使其再受热气化。为蒸馏过程专用设备。

2.4 冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。

2.5 冷凝器：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。

3、按传热面形状和结构分类：

3.1 管式换热器：通过管子壁面进行传热的换热器。

3.2 板式换热器：通过板面进行传热的换热器。

3.3 特殊形式换热器：根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。

二、换热设备结垢及产生的危害

1.换热设备结垢的危害

换热设备结垢是传热中较难解决的问题之一，其结果可以导致传热效率下降，严重时可以造成换热管的完全堵塞和生产过程的非计划停产与维修，给工厂带来巨大的经济损失。因此，必须找出行之有效的措施来抑制和控制换热设备结垢。

2.检测结垢换热设备热效率的方法

检测结垢换热设备热效率的方法是在假定传热介质的物理性能保持为常数的前提下得出来的，并且没有对物理性能发生变化后的介质进行研究。因此在将来的研究中，可以重点对传热物理性能发生变化后的介质传热进行研究，进一步得出更加可靠的检测方法。

三、换热设备的维护与使用

1.日常维护

1.1 装置系统蒸汽吹扫时，应尽可能避免对有涂层的冷换设备进行吹扫，工艺上确实避免不了，应严格控制吹扫温度不大于200度。以免造成涂层破坏。

1.2 装置开停工过程中，换热器应缓慢升温和降温，避免造成压差过大和热冲击，同时应遵循停工时“先热后冷”，即先退热介质，再退冷介质；开工时“先冷后热”，即先进冷介质，后进热介质。

1.3 认真检查设备运行参数，严禁超温、超压。对按压差设计的换热器，在运行过程中不得超过规定的压差。

1.4 操作人员应严格遵守安全操作规程，定时对换热设备进行巡回检查基础支座稳固及设备泄漏等。

1.5 防冻防凝检查（测温，低点脱水）。

2.经常对管、壳程介质的温度及压降进行检查，分析换热器的泄漏和结垢

情况。在压降增大和传热系数降低超过一定数值时，应根据介质和换热器的结构，选择有效的方法进行清洗。

2.1 经常检查换热器的振动情况。

2.2 有防腐涂层的冷换设备在操作运行时，应严格控制温度，避免涂层损坏。

2.3 接管法兰、前管箱、后头盖法兰无泄漏。

2.4 保持保温层完好。

2.5 静电接地完好。

2.6 地角螺栓齐全。

2.7 基础无变形或下沉。

2.8 有压力表、温度计的安装齐全，指示准确。

2.9 检查流体的温度和压力。

3.换热器的投用

3.1 换热器投用前的检查准备工作：确认换热器及所属管线、阀门、法兰、压力表、垫片没有问题；确认相应仪表控制系统没有问题；确认安全附件没有问题。

3.2 热源端排凝打开汇压（温度升高热胀，压力升高）。

3.3 冷源端排凝开二扣，稍开打开冷源端入口阀门，确认通过排凝阀排凝阀排净空气和存液，冷源端换热器内充满冷流液体，关闭排凝阀。

3.4 打开冷源端出口阀。

3.5 然后缓慢找开冷源端入口阀，关闭付线阀。

3.6 确认冷源端投入正常。

3.7 全面检查，确认无问题后方可离开。

3.8 热源端排凝开二扣。

3.9 缓慢打开热源端入口阀门（开一扣）。

3.10 确认通过排凝阀排净空气和存液，热源端换热器内充满油。

3.11 关排凝阀。

3.12 确认换热器无泄漏無问题。

3.13 打开热源端出口阀。

3.14 然后缓慢打开热源端入口阀，相应调节付线阀。

4.换热器的切除

4.1 换热器的切除前的检查

4.2 确认换热器设备及所属管线、阀门、法兰、压力表、垫片无问题；确认相应仪表控制系统无问题；确认安全附件无问题。

4.3 首先将热源端付线打开。

4.4 然后缓慢关闭热流的入口阀。

4.5 再关闭出口阀。

4.6 再以同样方法停冷流，将其切除系统。

4.7 确认各出入口阀关严降温。

4.8 冷、热源端排凝打开一扣，排油汇压，热油排凝时要用冷却水保护。

4.9 然后关闭排凝。

4.10 如果换热器需要检修，则将油排净并吹扫，分析合格后交付检修。

4.11 全面检查没有问题后方可离开。

5.换热器的检修

5.1管束的清洗：清洗后，让管束暴晾在露天，任管束自然风干，此作法会造成碳钢管的銹蚀减少。管束清洗完毕后，采用仪表风把表面、管内水分吹干，防止碳钢管銹蚀延长管束的使用时间。

5.2 换热器的水压试验：在检修过程中换热器试压，有两次和三次试压之分，试压的成功率关系着换热的重装工时，从以往的施工中发现，影响试压合格率的主要有两个方面：

5.2.1 安装过程中经常导致垫片撕裂而密封不严。

5.2.2 紧固螺栓时多采用顺时针或逆时针顺序，时常发生越紧越漏的现象而造成渗漏。

5.3 垫片的安装

5.3.1 安装管束前先从管束浮动管析侧套入固定管板垫片，尽量不撕毁垫片塑料包装膜，在管束放入抽芯机和安装过程中保护好垫片免遭损坏。

5.3.2 安装管束后则将垫片套入管束前端，与管束成30度角向下用双手慢慢向内挤压安装，特别注意两边用力平衡和挤压的力度，防止垫片的损坏。

5.3.3 两种方法均要在管束密封面处涂抹黄油，对垫片进行密封和紧固，且设备口各接口内无杂物，各密封面无损坏；换热器壳体及管束各密封面清理干净。

5.4 螺栓坚固方法：坚固螺栓的正确方法应该为“米”字型，严禁按顺时针或逆时针方向逐一紧固，且在紧固前，用记号笔在螺栓位置标记上编号，对应位置数字，防止出错。

结束语：

换热设备是工业生产的重要设备，在石油、化工、动力、能源、冶金、航空、车辆、制冷和食品等领域被广泛使用，是保证加工过程正常顺利运行不可缺少的关键设备之一，也是重要的节能设备。

参考文献：

[1]GB151-1999《管壳式换热器》.國家质量技术监督局.2000.

[2]GB150-1998 《钢制压力容器》. 国家技术监督局.1998.

[3]《化工容器及设备》.卓震.主编.北京中国石化出版社 .1998.