哈雷釬焊板式換熱器
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                雙管板和單管板換熱器的比較

                點擊:1668 日期:[ 2014-04-26 22:42:59 ]
                從結構、用途、制造等方面比較了雙管板換熱器和單管板換熱器。同單管板換熱器相比,雙管板換熱器管程殼程間泄漏概率低得多;受力狀況更好。從結構看,雙管板換熱器采用固定管板式結構,管束不能抽出清洗。實際使用表明,采用機械脹管法制造的雙管板換熱器,可以滿足使用要求。  關鍵詞:換熱器 單管板 雙管板 結構 使用 制造    1.雙管板換熱器  2001年北京燕山石化公司0.66 Mt/a乙烯改擴建工程中,制苯裝置改造新上了三臺雙管板換熱器,即汽提塔再沸器(E-607,F=213 m2)、抽提蒸餾塔再沸器(E-634,F=350 m2)和余熱溶劑冷卻器(E-111,F=150 m2),它們的管程走Ⅳ.甲酰嗎啉溶劑,殼程走蒸汽或水,該溶劑具有遇水發生分解的特性。這三臺換熱器,經過一年多使用,效果很好,溶劑損耗同裝置改造前相比下降很多。    2.雙管板與單管板換熱器結構比較  雙管板換熱器采用固定管板結構,管束不能抽出清洗,單管板換熱器可采用多種結構型式,管束可以抽出清洗。對于溫差較大的雙管板換熱器,簡體上可加裝波紋膨脹節;而單管板換熱器除可考慮簡體上加裝波紋膨脹節外,常采用浮頭或U型管型式來補償。  對于雙管板換熱器,存在二種設計理念的認識:一種認為雙管板換熱器用于絕對防止管殼程間介質混串的場合,設計在內外管板之間空腔上加裝排液倒淋閥,供日常觀察和內管板發生泄漏時排放,使得管殼程介質切實被內外二層管板隔離。這是采用雙管板結構型式的主要目的。另一種認為雙管板換熱器可用于管殼程間介質壓差很大的場合,設計在內外管板之間的空腔中加入一種介質,來減小管殼程間介質的壓差。這和一般單管板換熱器一樣,不能絕對保證外管板上管口不發生泄漏。    3.雙管板與單管板換器使用上的比較  單管板換熱器最常見。在使用中除經常出現墊片螺栓法蘭接頭密封泄漏外,還會出現管板上的管口泄漏,以及焊接裂紋等。單管板換熱器管板上的管口泄漏大部分出現在焊接收弧處。焊接收弧時氣體未放干凈,有砂眼。  雙管板換熱器具有內外雙層管板,如果內管板管口泄漏,還有外管板防護。  單管板換熱器焊接裂紋常出現在換熱器簡體大法蘭盤錐體小端與簡體結合部。這里出現問題的主要原因,一是大法蘭盤錐體小端與簡體結合部應力大;二是幾何尺寸和形狀突變,容易埋藏缺陷。實例1,2001年11月北京燕山石化公司制苯裝置國外進口的第一循環氫預熱器F~04A(直徑610 mm。厚度30 mm,長度3780 mm,材質13CrM04),大法蘭盤錐體小端與簡體連接焊縫處.焊道上出現幾段環向裂紋。該換熱器已經使用6年,前部工藝為預硫化過程,導致換熱器使用環境中殘留有H2S,產生易裂易剝離的細粒狀的腐蝕物薄膜;當溫度超過300℃時,薄膜中的細粒變為大的結晶體結構,產生裂紋…。實例2,1996年12月北京燕化石化公司重整加氫聯合裝置新上一臺換熱器E108(直徑1000 mm,厚度28mm,材質13CrMo4),在試壓過程中,換熱器一側簡體大法蘭盤錐體小端與筒體連接焊縫處,出現一段裂紋。做金相分析??梢钥吹皆诹鸭y內部及附近基體內有比較密集的氧化鐵夾雜物,方向垂直于換熱器軸線;在試驗壓力作用下,被拉裂。  雙管板換熱器簡體大法蘭盤錐體小端與筒體結合部位于內外管板間形成的空腔外邊上,空腔中無介質或介質壓力很小。受力狀況好于單管板換熱器。  另外,雙管板換熱器壓力試驗要打4遍壓(管程、兩內管板之間的殼程、兩側內外管板之間的腔體),單管板換器壓力試驗要打2~3遍壓(管程、殼程或管程、殼程、小浮頭)。    4.制造的比較  (1)費用  雙管板換熱器與單管板換熱器相比,增加部分為兩個外管板、兩個內外管板之間的腔體和腔體中的換熱管。目前國內定購的雙管板換熱器價格為1.6 ×104 RMB¥/t左右,定購的單管板換熱器價格為1.4×104 RMB¥/t左右。單價上相差不大。據北京燕山石化公司制苯裝置三臺雙管板換熱器顯示:如果分別采用雙管板結構形式和單管板結構形式做換熱器,雙管板比單管板增加重量10%~20%,增加費用25%~37%。因此,應更加重視雙管板換熱器制造質量,使多花的錢,切實達到好的效果。  (2)脹接  通常,換熱管和管板的連接大致有四種形式,即強度焊(常見氬弧焊)、強度脹、強度焊+貼脹、強度脹+密封焊,其差異主要反映在管孔是否開槽和焊接坡口及管子伸出長度等方面。脹接可分為非均勻脹接(機械滾珠脹接)、均勻脹接(液壓脹接、液袋脹接、橡膠脹接、爆炸脹接等)。  雙管板換熱器設計要求采取強度焊+強度脹,推薦采用液壓脹管法。單管板換熱器一般設計要求采用強度焊+貼脹,采用機械脹管或手工脹管即可。目前國內大多數制造商沒有液壓脹管設備,即使有,由于液壓脹頭購置費用高并且損耗大(平均脹100多個管口,要換一個液壓脹頭)。液壓脹頭一次性使用,不能修復。因而很少采用液壓脹管法制造換熱器。這三臺雙管板換熱器采用機械脹管法制造,經過現場安裝后耐壓實驗和一年多的使用表明,雙管板換熱器采用機械脹管法制造可以滿足要求。    5.小結  雙管板換熱器作為比單管板換器更可靠的換熱器結構形式,可以更好地推廣應用;但有一個首要前提就是雙管板換器制造質量要好,特別是換熱管質量要好,保證在使用中不出現換熱管壁破裂的情況。     
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