可拆卸板式热交换器失效问题分析.pdf

石油和化工设备
70-腐蚀防护
2016年第19卷
可拆卸板式热交换器失效问题分析
李富强
(兰州兰石換热设备有限责任公司,甘肃兰州730314
摘要]对可拆卸板式热交换器的非自身原因失效问题进行了分析,这些原因有接管担矩大、吊装错误、木安装过漶器、
冷凝水排除设计不正确、开车操作方法错误等,并提出了相应描施
[关鍵词]可拆卸板式热交换器;现场配管安装;担矩;吊装;操作方法;分析
1可拆卸板式热交换器简介
进行梳理分析,发现导致产品失效的原因大致
可拆卸板式热交换器由许多換热板片(沖压为两类,第一类为热交换器的白身问题引起的失
成有波纹槽的金属薄板),按一定间隔四問通过效,如板片穿孔、胶垫老化、衬坏焊缝腐蚀发生
密封垫片密封,并用夹紧螺柱压紧而成,如图1。的损坏,第二类为非产品本身原因造成的失效,
其角上的孔构成了连续通道,介质从入口进入通如吊装方法错误、未安装过滤器、冷凝水排除设
道并被分配到换热板片之间的流道内,每张板片计不正确、接管扭矩大、开车操作方法错误等
都有密封垫片,板与板之间的位置为交替放置
第二类原因容易被人们忽视,发生故障仅从产品
两种流体分別进入各自通道,由板片隔开。一般本身考虑往往找不到解決问题的答案。解决第
情况下,两种介质在通道内逆流流动,热介质将类问题需要从进入设备管线设计的合理性、开车
热能传递给板片,板片又将热能传递给另一侧的操作方法、设各现场安装等方面入手。
冷介质,从而达到热介质温度降低被冷却,冷介2.施工现场安装问题
质温度升高而加热的目的。
2.1.1配管I:由于板式热交换器结构紧凑,其
介质进、出口一般会布置在产品的一个压板上,
支柱
活动压板
相邻管口间距较近,不正确的安装方法容易造成
上导杆
干涉,产品接管扭矩大等问题,进而导致泄漏引
板片和胶
起产品失效。这种不正确的安装方法表现在施工
人员配管时从远处依次装焊工艺管线接到产品管
固压板
口前,但由于工.艺管线距离较远,容易导致工.艺
管线相互间距误差大,且工艺管线与产品管口往
往不同心,如强行把产品法兰与管线法兰把紧,
会导致产品接管受到较大附加扭矩,产品接管与
夹紧螺桂
压板间的定位焊缝在此扭矩下会裂开,最终产品
下导杆
发生泄漏。另一种情况是产品接管管径大,刚性
图
好,且焊缝不裂开,这种扭矩导致的泄漏发生在
产品法兰与管线法兰间,见图2
2可拆卸板式热交换器的失效
对于金属衬环类的产品,附加力矩容易造成
可拆卸板式热交换器由于其传热系数高、热管线法兰与产品金属衬环密时处泄漏,很多产品
损失小、结构紧读、占地面积小、安装清洗方便发现金属衬环处有泄漏时,普遍会认为是金属衬
等优点被广泛使用,其应用领域近年来在不断扩
展且应用工況愈加苛刻,逐渐出现了一些导致产
作者简介:李品强(1981
男,廿兰州人,人学本科,⊥
品失效的新问题,据售后服务及客户反馈信息,
程师。在兰州兰石拠热设有限责任公司从判产品设计⊥作。
第6期
李富强可拆卸板式热交换器失效问题分析
坏发生了腐蚀,但如金属衬坏经检测没有腐蚀,顺序向外配管并最终接上主管线。与设备连接的
就应考虑管线的附加力矩问题了,见图3。
管线及支架安装完毕后,检验产品接管是否受到
正确的配管顺序应是从设备的法兰或金属衬附加力矩的方法是:拆ド法兰处的螺栓,在白由
环侧开始配管,并应先安装管支架,管道和阀门状态下所有螺栓都能在螺栓孔中顺利通过,如螺
等重量产生的附加力矩不得作用在设备上,依此栓不能通过,则说明产品受到了附加力矩作用
+++造此处定位
焊开致露
场造成兰滘封
附加扭易造成法兰与
金屑讨环密封处露
2.1.2配管:为了对可拆卸板式热交换器管口进
行保养,设备管口的配管应设计有两个以上的短
柱状档
节,因设备压板上预埋有螺栓,仅靠通过同一表
面的上下左右移动,尢法拆卸由柱状螺栓连接的
第一短节,为此,拆下第二短节后,再利用这
短节
筼二短书
空间进行第一短节的拆卸,见图4。
2.1.3起吊:通常在可拆卸板式热交换器上设计四
个吊孔(固、活压板各两个),吊装的正确方
法应是同时启用四个吊孔,但现场吊装人员作业
时仅用单个压板上的两吊孔,这容易造成设各倾
覆,并对与压板相连的第一张板片及胶垫损害极
图4
大,应禁止将钢丝绳挂在导村或夹紧螺柱上。
3.1过滤器的设计:为防止配管内石头、砂子及焊
3设计问题
渣等固体物在吹扫时进入板式换热器,故建议在
石油和化工设备
腐蚀防护
2016年第19卷
板式换热器入口前段设置过滤器
水阀支线,进入设各,因此图5的设计是不正确
3.2冷凝水排除设计:蒸汽输送过程巾会在管道的a
底部产生冷凝水,如冷凝水直接进入到产品
图6系针对图5的问题提出的新设计方法,
会降低换热效率导致产品失效,因此对于介质是具体是在主蒸汽管线与冷凝水支管相交处设计有
蒸汽的管道在进入产品之前应排尽管道中的冷凝管径较大的漏斗,当冷凝水随高压蒸汽到达排水
水,因此蒸汽管道上设计排水阀是必不可少的,阀管线时,虽然蒸汽的流速高,但漏斗的口径较
目前常规的设计都是按图5进行的,这种设计的弊大,冷凝水不能越过漏斗进入设备,冷凝水会被
端在于当冷凝水随高压蒸汽穿过排水装置时,因收集到漏斗中,并随排水阀排出。
流速高且排水阀管径小,大部分冷凝水会越过排
蒸
汽
汽
落凝一水
冷凝水
不正确
正确
5
3.3主蒸汽管道支线设计:蒸汽在输送过程中管道从上部分出时冷凝水无法进入设备中,因此从上
的底部为冷凝水,上部是蒸汽,当需要从主蒸汽部分出对蒸汽管道来说是合理的设计。在客户现
管道分出支线接入到板式热交换器时,常见的设场出现介质是蒸汽的热交换器换热效率低下问题
计方法有从上部分出(见图7)和下部分出(见图时。且设备内出现较多的水时,应观察与设备连
8)两种,两种方法的区别在于下部分出时冷凝水接的管线从主管线分出的方式是杏合理
会随支线灌入到设备中,影响设备的换热效率
不正确
图7
图
4操作方式
,其运行状态能否达到设计要求,除了产品自
开车时应缓慢打开热介质进出口阀门后再缓慢
身的质量外,还与现场配管、吊装、冷凝水排除
打开冷介质进出口阀门,缓慢升压、升温。这样的设计、操作方式等因素密切相关。当发现设备运
目的是防止急剧升压对板片和胶垫造成损坏。
行参数未达标时,既要从设备自身入手,也要关
停车时应先关闭冷介质进口阀门,然后再关注与设备相关的配套系统。如发现设备的配套系
统存在问题,应给予客户整改建议或解决方案。
闭热介质进口阀门,所有阀门的关闭均应快速进
◆参考文献
II NB/I47004-2009,板式热交换器
板式热交换器仅是整个生产装置中的设备之收稿日期:20150310.修回日期:2004.22