淺談換熱器在石油化工中的應用及維護

汪洋

摘 要：換熱器在石油化工中是非常重要的，因為石油化工中涉及到的生產流程是非常多的，這樣就需要進行不同程度的換熱，換熱器的主要作用就是進行流體溫度的轉換，這樣就可以滿足石油生產的需要。本文就是對換熱器在石油化工中的應用及維護進行具體的分析，為相關的研究提供借鑒。

關鍵詞：換熱器；石油化工；應用及維護

石油化工的生產是一個比較復雜的過程，每一個環節都是極為復雜的，如果沒有將這些環節中的換熱工作做好，就會影響著產品的質量，也容易出現安全事故。換熱器主要的作用進行進行溫度的轉換，將溫度比較高的流通傳達給溫度比較低的流體，這樣就可以保證受熱的均勻性。換熱器必須有一定的安全性和穩定性，否則就會產生泄露，造成的危害是無法預料的，因此在使用換熱器的過程中，要做好應用維護工作。

1 換熱器的主要類型和原理介紹

在石油化工中使用比較廣泛的換熱器是單相流換熱器，這種換熱器一般是用在氣體到氣體、液體到液體和液體到氣體的換熱中，流體在換熱的過程中，不會出現相變的現象，在石油化工生產中，主要的形式是對流傳熱，利用對流傳熱的方式需要使用螺紋管、內波外螺旋管和波紋管，波紋管和內波外螺旋管的主要作用是增加壁面的擾動，而螺紋管的主要作用就是將表面傳熱的效果增大。厚壁波紋管和內波外螺旋管在加工方式上是比較相近的。在石油化工生產的過程中，換熱器的應用是極為重要的，也是不可或缺的一種設備，換熱器的主要作用就是換熱，加熱、預熱、蒸發、制冷和過熱，換熱器就是在溫度上進行一系列的變化。

溫度在發生變化的時候，有著多種方式進行操作，例如復合型換熱、蓄熱式換熱、表面式換熱和流體連接式換熱，這些方式在石油化工生產中是經常使用的，但是無論是什么樣的方式都是離不開換熱器的，換熱器的種類也是非常多的，按照換熱器的結構進行劃分主要有固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、板式換熱器和U形管板換熱器，但是在使用的過程中，一定要注意一些事項，否則會給具體的使用帶來很大的問題，需要注意的問題如下：（1）要保持網管的清潔，不管是在什么時候，工作之前和工作之后都要將網管清潔好，這樣就可以最大程度的避免出現網管堵塞的現象，這樣換熱器就無法正常的使用。（2）在軟化水的使用上要嚴格的把關，在對軟化水進行處理的過程中，一定要做好軟化罐和水質的檢查工作，這兩者都會影響著軟化水的質量，在確定合格之后，才能夠使用。

2 換熱器在石油化工中的應用及維護

2.1 螺旋纏繞管式換熱器的簡單介紹

2.1.1 結構特點

這種換熱器主要是對管束、殼體和中芯管構成，在管板與管熱管相連接之后，就要使用焊接技術進行固定。在殼體和兩端的接頭上會有流體進出。除此之外，還有纏繞管束的影響，纏繞管束主要是由螺旋管纏繞形成的，必須要保證層與層之間是保持著一致的，在纏繞方向上也要是相反的，最大程度的保證流體的均勻分布，避免出現短流的現象，在使用的過程中，也容易產生很多的危險性因素，需要引起我們的注意。

2.1.2 性能優勢

這種換熱器可以最大程度的保證質量，對應力可以實現自動化的消除，如果是大溫差的一些工藝，使用纏繞管束結構，可以最大程度的提高設備的使用壽命。對螺旋纏繞管進行表面處理，可以最大程度的保證污垢的降低率，在沉降速度上也會加快。螺旋纏繞管式換熱器在結構上是極為簡單的，重量也較輕，可以騰出更多的空間，這樣就會節省大量的費用，在維護費用上也會大量的減少。

2.2 浮頭式換熱器的簡單介紹

浮頭式換熱器主要是由浮頭部分構成的，這一結構可以按照不同的要求進行設計，在設計的過程中，一定要滿足殼內自由的浮動，保證管束和殼體是絕對自由的，這樣在溫差較大的時候，殼體和管束之間就不會產生較大的溫差應力。浮頭端也可以自由的進行拆卸，這樣管束既可以設計成為可拆卸的，也可以設計成為不可拆卸的，在檢修的過程中也是極為便利的，清洗也十分的方便。

浮頭換熱器的浮頭部分結構，按不同的要求可設計成各種形式，除必須考慮管束能在設備內自由移動外，還必須考慮到浮頭部分的檢修、安裝和清洗的方便。鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質間的串漏起著重要作用。隨著浮頭式換熱器的設計、制造技術的發展，以及長期以來使用經驗的積累，鉤圈的結構形式也得到了不段的改進和完善。鉤圈一般都為對開式結構，要求密封可靠，結構簡單、便于制造和拆裝方便。浮頭式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應性，在長期使用過程中積累了豐富的經驗。盡管受到不斷涌現的新型換熱器的挑戰，但反過來也不斷促進了自身的發展。故迄今為止在各種換熱器中扔占主導地位。

2.3 泄露問題

焊接質量是換熱器制造上的關鍵。換熱器管子與管板焊接時，在焊縫兩側形成熱影響區，這是焊接接頭的薄弱部位，容易產生殘余變形和殘余應力，即容易形成應力腐蝕的基本條件。若遇到腐蝕環境的影響，例如在H2S、OH-等環境中，就會發生應力腐蝕開裂，造成換熱器管接頭處泄漏。管子與管板之間的縫隙處存在不流動液體，與縫隙外液體形成濃差電池，引起縫隙腐蝕，也會造成換熱管接頭處泄漏。管子與管板焊接結構的特點是具有排列緊密的小圓形單道焊縫，如果焊接工藝不當，就易造成焊縫根部夾渣、熔合不良、裂紋、氣孔等焊接缺陷。在運行過程中這些缺陷受到交變應力的影響便會擴展，使泄漏通道擴大，導致泄漏。

2.4 維護

2.4.1 清洗

換熱器運行一段時間或一個周期，就要進行清洗，換熱器循環冷卻水中含有大量的鹽類物質、腐蝕產物和各種微生物，由于未對其進行水處理，換熱器運行一段時間后水側會結有大量的鈣鎂碳酸鹽垢及藻類、微生物淤泥、粘泥等，這些污垢牢固附著于內表面，導致傳熱惡化、循環壓力上升、機組真空度降低，影響機組的運行效率，造成較大的經濟損失。

2.4.2 注意事項

①施工人員進入現場必須按規定戴好勞保用品，需要穿膠鞋、膠皮手套、口罩及眼罩；②施工現場要有良好的通風，操作現場要有方便、充足的水源。③在搬運有腐蝕性的藥品時，應盡量采用叉車等專用搬運工具。嚴禁濺入眼、口、皮膚上。如誤觸，立即用大量清水沖洗，嚴重者，請立即就醫。④施工藥品應放在陰涼通風處，并做好"危險品勿動"等醒目標記。

3 結論

綜上所述，技術人員應當加深對換熱器的了解研究，掌握正確的換熱器應用方法與維護策略，以保障換熱器的工作效率與質量。充分節約能源，提升生產效益。

參考文獻

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