列管式固定管板换热器的筒体、封头与附件等零件的制造工艺均应满足GB151-2014《热交换器》的要求。若不满足技术要求,将会出现一些问题,如壳体内径过大或圆度误差会引起壳程介质短路而降低换热效率。管板孔的允许偏差距离过允许偏差及壳体的直线度误差标会影响管束的抽装等。
列管式固定管板换热嚣制造工艺流程,主要工艺过程有:
管板的作用是固定管子。一般采用Q235-B、20钢等碳素钢和16Mn、15MnV 等低合金钢,以及JCrl8Ni9Ti、316L、304、321等不锈钢制成,可以用锻件或热轧厚钢板作坯料。管板为一圆形板,一般用整张铜板切割;但当尺寸较大而无法采用整板切割时,也可用几块拼接,不过拼接管板的焊缝要射线或声波检测,并应作消除应力热处理。
折流板应按整四下料,待钻孔后拆开再切成形. 为保证加工精度和效率,常将圆板坯以8- 10 块叠在一起点焊固定.进行钻孔和切削加工外圆后,再进行形切割。
列管式冷凝器按材质分为碳钢列管式冷凝器、不锈钢列管式冷凝器和碳钢与不锈钢混合列管式冷凝三种。按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器。按结构分为单管程、双管程和多管程。
列管式冷凝器的优点:
1、冷却水不受二次蒸汽污染可以循环利用。
2、由于水在冷凝器内是闭式循环没有水的冲击声,不象水力喷射器所使用的冷却水暴露在外面有水的冲击声。
3、不受空间高度的约束限制,可立式安装也可卧式安装,不象大气式冷凝器受空间高度的限制(大气式冷凝器安装高度在10.5m以上)。
4、冷却效果也不比直接式冷凝器差,并便于自控。
列管式冷凝器泄露原因:
列管式冷凝器的泄漏一般是壳体损伤或列管损伤、管口焊缝泄漏。由于生产的连续性,冷凝器一般处于不间断工作状态,很难发现漏点,发现了又很难处理。究其原因大致有4种。
1、外力损伤
冷凝器在运输、安装等过程中由于受到外力的作用,往往会损伤暴露在外面的钢板外壳,使外壳出现裂纹或其它损坏,初期可能很小,不易被发觉,但使用一段时间后就会慢慢扩大,发生泄漏。
2、磨损腐蚀
有些冷凝器已经使用了多年,钢管壁受到冷却水内杂质的磨损及物料等的腐蚀,使管壁有一定损害。加上为了去除水垢、泥垢、锈等,每年都要进行1~2次的清洗,也对管壁及管壳造成一定的损伤。另外,一次水中含有的沙粒等硬物也会对管壁造成磨损。
3、焊接质量差
大多数情况下,冷凝器的泄漏是在端头花板与列管管头的焊缝上。焊缝泄漏,只能说明是焊接质量问题。由于这部分通常是采用手工电弧焊,其中存在着夹渣、气泡、焊缝不饱满及未焊透等现象。这些情况在初期很难判断,但使用一段时间后就会暴露出来。
4、钢管质量差
有些时候我们发现列管间物料从列管口冒出,这说明管壁有破损,物料从管口漏入管内,再从管口冒出来。列管式冷凝器暴露在外面的是钢板外壳,列管均匀分布在壳体内,并两头焊接在壳体两端的花板上,列管不会受到外力的损伤。而这些冷凝器使用时间还不太长,前面提到的磨损腐蚀损伤都不会太严重,因此只能认为列管泄漏是部分钢管质量有问题。
列管式冷凝器的检修:
1、焊接修补
当冷凝器的外壳损伤时可采用焊接修补的方法。具体做法是在壳体的损伤或裂纹处用手砂轮磨出一道凹痕来,然后在凹痕内堆焊,后用手砂轮将焊口磨平即可。若壳体有裂纹时,为防止在打磨和焊接时裂纹扩大,可先在裂纹两端用手电钻钻出2个小孔。
2、焊接盲堵
这是针对管壁泄漏而采取的方法。冷凝器的列管是无缝钢管,用钢质锥堵镶入管两端孔内,然后将锥堵与管子焊牢。
3、对拉盲堵
这一方法是在焊接盲堵的基础上总结出来的,其特点是简单、安全,不需动火又不影响正常生产,作为封堵漏管,切实可行。为了保证密封,螺纹上要涂密封胶或缠生料带,以达到堵牢的目的。
由于软水系统除停开空冷器、并入列管式冷凝器外,其它部分不变,因此,列管式冷凝器软水侧压力损失须小于原有空冷器软水侧压力损失。原有空冷器软水侧压力损失小于0.05MPa,因此列管式列管式冷凝器软水侧压力损失必须小于0.05M Pa。
1、列管式冷凝器板片材质列管式冷凝器板片材质基本上采用不锈钢、钛合金两种。由于钛材料价格为不锈钢的4~6倍,且高炉冷却系统板式列管式冷凝器板片材质采用不锈钢即可满足要求,为此列管式冷凝器板片材质选用不锈钢。
2、列管式冷凝器板片厚度列管式冷凝器板片厚度与传热系数成反比关系,板片厚度越小,传热效果越好,但同时也容易腐蚀泄漏。现国内板式列管式冷凝器板片厚度一股为0.5~1.0mm,考虑到厂家制造工艺、现场操作水平及腐蚀、除垢等因素,列管式冷凝器板片厚度宜选择0.7~0.9ram。
3、密封垫材质考虑现场实际情况及板式列管式冷凝器工作温度、软化水成分等诸多因素,密封垫材质宜选用三元乙丙橡胶。
4、列管式冷凝器正常工作压力根据软水系统闭路循环的特点,列管式冷凝器正常工作压力小值应为软水系统循环水泵出口压力与高炉高位膨胀水箱水位高度之和。
5、冷却水进、出列管式冷凝器温度根据夏季冷却水供水温度及冷却塔工作能力,冷却水进列管式冷凝器温度宜小于32℃,出列管式冷凝器温度宜小于37℃。
6、进出口管径进出口管径的大小以介质在管道内的流动速度小于3m/s为宜来确定,大流速宜小于4m/s。
冷凝器的分类:
蒸发设备中的冷凝器利用冷却水将二次蒸汽冷却,它可分为两类,一类是间接式冷凝器,一类是直接式冷凝器。间接式冷凝器也叫表面式冷凝器, 包括列管式冷凝器,盘管式冷凝器及板式冷凝器。 目前国内外的蒸发设备采用列管式冷凝器越来越多。
优点:
1、冷却水不受二次蒸汽污染可以循环利用;
2、由于水在冷凝器内是闭式循环没有水的冲击声,不象水力喷射器所使用的冷却水暴露在外面有水的冲击 声;
3、不受空间高度的约束限制,可立式安装也可卧式安装,不象大气式冷凝器受空间高度的限制(大气式冷凝器安装高度在10.5m以上)。
4、冷却效果也不比直接式冷凝器差,并便于自控。
影响效果因素:
冷凝器传热面积必须足够,否则进入冷凝器中的二次蒸汽就难以全部被冷却而使蒸发温度升高,从而降低生产能力。这里除冷凝器的传热系数要选取合适外,在计算冷凝器的传热面积时有些直接影响传热效果的因素也是不能忽略的。
(1)冷凝水放出的热量对冷凝器效果的影响
多效蒸发设备各效壳程中的冷凝水一般是从冷凝器中与冷凝器壳程中的冷凝水一并排出的(这不仅设备结构简单,主要是节能)。由于效体壳程中冷凝水温度冷凝器壳程温度,真空度高,冷凝水进冷凝器壳程时,冷凝水由于自蒸发而要放出 一定热量。因此计算冷凝器的传热面积时这部分热量应计入计算中。
(2)从各效不凝气接口抽出的蒸汽对冷凝器的影响
多效蒸发设备每效壳程一般都设有上下二个不凝气接口,用以抽取壳程中的不凝性气体。上下凝气接口直接接到冷凝器的进汽口。每个效体壳程走蒸汽,管程走物料,往往从不凝气接口抽取不凝气的同时又要带出一定数量的加热蒸汽,这是因为理论上在加热过程根据热量衡算,各效壳程加热蒸汽是没有剩余的。实际上每个效体又可看成一个冷凝器加热蒸汽不可能的没有剩余,因为在计算过程中还要考虑热损失。
(3)物料预热器对冷凝器的影响
物料进入蒸发设备前的温度都比较低,需要逐级预热后才能达到沸点或沸点以上的温度。温度较低的物料对三效来说一般要分预热。位于末效分离器之上的预热为级预热即单设置盘管式物料预热器。该预热器利用未效产生的二次蒸汽对物料进行预热。其它预热分别在三个效体壳程中完成。因此在计算冷凝器的传热面积时这部分热量应扣除掉。
氧化铁垢:
铁垢是钢管在潮湿环境中生成的腐蚀产物,氧化铁垢的产生原因就是列管在停运以后时而空置、时而注满水,再加上壳程油料在30~40℃传热后冷凝水的侵蚀,造成锈层的存在并加快其腐蚀速度而生成的。这种化学介质与金属之间直接起化学反应使大量氧化铁垢产生而导致设备损坏的现象在换热容器中很普遍。
由于冷凝器管内腐蚀严重,氧化铁垢的产生导致换热能力下降,不能满足油加工生产线的正常运行,同时氧化铁垢的脱落沉积堵塞管内径,也减少了其设备的换热面积。如不立即加强保护,采取必要的防腐措施,终会大大缩短冷凝器的使用寿命甚至会在短时间内使整台设备报废,造成不应有的损失。
冷凝器泄露:
原因
列管式冷凝器的泄漏一般是壳体损伤或列管 损伤、管口焊缝泄漏。由于生产的连续性,冷凝器一 般处于不问段工作状态,很难发现漏点,发现了又很 难处理。究其原因大致有4种。
简单的说列管冷凝器他有很强的抗腐力,因为他里面有一种化学物质,他不管是在什么恶劣的环境里面基本上都能做到保证他的完整性,就算是在一些溶剂里他也不会出现稀释的现象。那到底是什么原因让他出现动力不够的呢?
1、寻找列管冷凝器的症结
很多朋友在使用列管冷凝器的时候会发现他有动力不足的问题,但是每每遇到这个问题的好似好都会束手无策,其实我们可以通过排除法来找到问题到底出在哪里。我们可以先看看列光冷凝器他的润滑位置有没有毛病,接着就是看看有没有什么零件是我们需要做换的。如果我们在作业的时候他的吸气气压太低的话,我们就需要对相对应的阀门进行检修。因为不同的气压系统我们所做的检查是不同的。
2、列管冷凝器的不足之处
不管是什么产品他都有自身的短板,这是我们不可避免的,只不过说有些产品他的弊端比较的小,那么就列管冷凝器而言,他要是喷油的量达不到我们的要求,那对他的密封性是有很大影响的,所以我们就需要对他的油路和过滤器等部件进行检查。要是排气的压力又太大的话那他的容积又会变小。
要是一门心思的去找列管冷凝器的不足可能还真的不好找,但是我们在用的时候却常常能发现一些意想不到的东西。但是只要大家掌握了上述这两个方面,那相信大家都能够很好的来使用列管冷凝器。当然了他的优势也是很明显的那就是他的抗腐能力。
换热管装配一般是将一端管板及各折流板用拉杆及定距管对正定位后放在的胎具上进行穿管,如图7所示。拉杆一端拧入管板。折流板就穿在拉杆上,用套在拉杆上的定距管来保持板问距离,后一块折流板用螺母拧在拉杆上予以紧固。在管板和折流板孔中穿入全部换热管。穿管工作量大,劳动强度高。大型制造厂用穿管机穿管,不但可以减轻劳动强度,而且可大大提高穿管效率。
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