管式冷却器使用说明

一、概述

列管式冷却器是冶金、化工、机械、能源、交通、轻工、食品等工业部门普遍采用的热交换装置。它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发、废热回收等不同工况。由于其结构坚固，使用弹性大，适应性强，近些年来又对结构、工艺和材料等方面作了大量改进，使它的技术性能更趋于合理与先进。因此，在门类众多的热交换器中，管式换热器仍居于重要位置。

二、结构与工作原理

列管式冷却器由外部壳体、内部冷却体两大部份组成。由于具体结构方式的不同，从外部连接形式分为管螺纹式和法兰式；从安装形式分为卧式和立式；从浮动形式分为浮动盘式和浮动头式；从冷却管结构分为螺管式和翅片管式；从折流的结构分为弓形折流板、矩形折流板、双堰形折流板和圆形折流板等多种结构形式，均按具体条件选用。

外部壳体包括：筒体、分水盖和回水盖。其上设有进、出油管和进、出水管，并附设排油、排水、排气螺塞、锌棒安装孔连温度计接口等。

冷却体由冷却管、定孔盘、动孔盘、折流板等组成。冷却管两端与定、动孔盘连接；定孔盘和外体法兰连接，动孔盘可在外体内自由伸缩，以消除温度对冷却管由于热胀冷缩而产生的影响。折流板起强化传热及支承冷却管的作用。

列管式冷却器的热介质是由筒体上的接管进口，顺序经各折流通道，曲折地流至接管出口。而冷却介质则采用双管程流动，即冷却介质由进水口经分水盖进入一半冷却管之后，再从回水盖流入另一半冷却管进入另一侧分水盖及出水管。冷介质在双管程流过程中，吸收热介质放出的余热由出水口排出，使工作介质保持额定的工作温度。

三、使用与操作

1、冷却器的基础必须足以使设备不发生下沉，在定孔盘头盖端应留足够的空间以便能从壳体内抽出管束，设备就位时应按吊装规范进行，待水平正后拧紧地脚螺丝，连接冷热介质的进出管。

2、冷却器启动前应放尽腔内的空气，以提高传热效率，其步骤：

（1）、松开热、冷介质端的放气螺塞，关闭介质排出阀；

（2）、缓慢打开热、冷介质的进水阀，使热、冷介质从放气孔溢出为止，然后拧紧放气螺塞，关闭进水阀。

3、当水温升高5～10℃后，打开冷却介质的进水阀（注意：切忌快速打开进水阀，因冷却水大量流过冷却器时，会使换热器表面长期形成一层导热性很差的“过冷层”），再打开热介质的出入阀，使之处于流动状态，然后注意调整冷却介质的流量，使热介质保持在最佳使用温度。

4、如果冷却水一侧发生电化腐蚀，可在指定位置安装锌棒。

5、较脏的介质通过冷却器之前，应设有过滤装置。

6、被冷却介质的压力应大于冷却介质的压力。

四、保养与维修

1、长期工作后，冷却管表面会积垢而增大热阻和流阻，使换热性能逐渐降低，以至不能保证冷却要求。显然，保养的重点应放在污垢清理，这里介绍几种清理方法：

（1）、机械法

a、采用电动清管工具。即由电动机带动一根柔性轴作旋转运动，轴端套有尼龙刷或钢丝刷进行旋转洗刷，并通过一个不漏水的罩把水注到轴的周围，以便及时洗刷出松的污垢。

b、用一根圆管子，一端焊上与管子内径相仿的钢丝刷一边旋转一边推进，污垢可存积于管子内腔，不会产生污垢越积越厚使推进更困难，这种办法较常使用，但劳动强度大。

（2）、采用高压泵（压力10～20Mpa）喷出高压水进行冲洗，效果较好，主要用于管间清洗。

（3）、采用海绵球对换热管内进行自动清洗。根据不同的垢层采用不同硬度的海绵球，对于特殊的硬垢，可采用有一“带”状的金刚砂海绵球。其作用是利用较松软并富有弹性海绵球进入换热管内，海绵球受压缩与管子内壁均有接触，球与管壁产生相对运动，不断摩擦管壁，将沉积物除去。

（4）、化学清理法：

a、油侧清洗可用三氯乙烯溶液进行逆向循环清洗，溶液压力不大于额定工作压力。清洗时间视污垢情况而定，然后再将清水引入器内清洗，直至流出的水清洁为止。

b、采用浸泡四氯化碳。将溶液灌入冷却器，历时15～20分钟后观看溶液颜，若混蚀不堪，则更换新液重新浸泡，直至流出溶液与洁净颜相仿为止，然后反复用清水冲洗，这种清洗应有良好的通风环境，以免中毒。此办法适应于油清洗。

2、冷却器的故障多半由冷却管引起的。由于腐蚀、汽蚀、磨损而使管壁减薄和穿孔，也由于热胀冷缩，流体运动时产生的振动而造成的连接处及其它机械性损坏。冷却管破损后两种介质将互相渗合，应及时进行维修，其办法有：

（1）、出破损的冷却管，用管堵把两端堵死。管堵的锥度为3～5度之间，管堵材料硬度应低于或等于管子硬度，堵死的管子总数不得超过总数的10％。

（2）、取出破损管，更换新管重新胀接。

（3）、管端与管板连接处渗漏，应重新胀接。如果腐蚀严重，应更换管束。

3、冬季停用的冷却器应放尽腔内介质，以防冻裂设备。

4、冷却器拆卸及重新装配按下列步骤进行：

（1）、关闭进出油、水阀门，放出滞留的介质，然后把冷却器从系统中拆卸下来。男生女生金版封面

（2）、卸开回水盖及分水盖，检查密封圈、冷却管破损及积垢等情况。如果只进行管堵或更换冷却管可随即进行，如果需要拔出冷却管束必须从固定管板方向移出（大型的冷却器可采用竖直（固定管板朝下），然后用起吊设备吊起壳体即可露出管束。

（3）、装配时按拆卸的逆过程进行，密封圈一般都应更换新的。

（4）、安装后应分别进行先油侧后水侧的气密性试验，试验压力应大于实际工作压力的1.2 倍。

五、故障与排除

换热性能下降

1、故障及产生原因

（1）冷却水量不足；

（2）腔内积气；

（3）换热管壁积垢增大流阻和热阻；

店主站柜台（4）机油浮化或冷却水有油水混合物；

（5）回水盖与分水盖法兰连接处泄漏；

（6）动、定孔盘与换热管连接处腐蚀而失去密封。

2、排除方法

（1）故障及产生原因

①开大进水阀；

②清理被阻塞的管路、阀门、滤网或换热管；

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（2）拧下螺塞排气；

（3）选用适当方法，清洗换热管内外表面污垢；

（4）①更换换热管；

②用管塞堵死破损管（数量不大于10﹪）；

（5）①拧紧两端盖上的螺丝；

②更换密封垫；

（6）更换管束。(

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大型换热器抽芯工装设计

晨怡热管 /news/62/ 2006-10-2 2:06:05

日期:2006-4-7 20:19:23 来源:来自网络查看:[大中小] 作者：不详热度：

张永华 (扬子石化检修安装有限责任公司)

扬子石化公司烯烃厂自1987年7月开车以来,乙烯装置换热器由于不断的积垢或形成结焦物,影响产品的质量,同时使得换热效率下降,必须进行抽芯检修。受施工空间的限制以及动火用电等安全因素的限制,在现场抽芯几乎无法进行。经过多方论证,决定在不影响烯烃厂正常生产的情况下,用备用设备替代结焦严重的设备,将结焦严重的设备整体移位逐台运往新抽芯场地采用电加热法,使设备内残留的结焦物熔化并大部分流出,然后再进行抽芯。笔者主要针对ＥＥＡ123换热器的抽芯进行抽芯工装设计。

1 抽芯工装的设计

广东省电力第一工程局换热器总重52 4ｔ,其中管束重28.6ｔ,外形尺寸 2000ｍｍ×19ｍｍ×9380ｍｍ。整个抽芯工装包括电加热器、龙门架、牵引装置以及机具选用。

1.1 电加热器的设计

Ｅ-ＥＡ123换热器外形尺寸以及自重都很大,根据现有的设备和条件,设计一个简易加热器,进行局部加热,通过热传导达到整体加热的目的。设计与ＥＥＡ123壳体外径一致的弧面板,内衬绝热保温材料,在内衬表面安装履带式电加热板,履带式电加热器共有24块电加热板,每块10ｋＷ,共240ｋＷ(由工艺设计人员计算并根据实践经验得出),并通过热电偶由电脑温控仪控制为了便于人工拆装,设计成6台电加热小车(每台装有4片履带式电加热板,下部装有4个万向轮),两侧分布,每侧各3台。另外,弧面板的顶部还安装了防雨、防火石棉瓦。ＥＥＡ123的壳体材料为ＳＭ41Ｂ,为防止壳体局部受热变形以及壳体内介质燃烧,电加热器的加热温度必须控制在425℃[1]以下。

1.2 龙门架的设计

Ｅ-ＥＡ123换热器管束重量为28.6ｔ,残余结焦物把折流板与壳体连接在一起,同时由于管束和壳体均存在不同程度的变形,且经多次检修实践可知,在抽芯刚开始时的阻力达800～1000ｋＮ左右,仅靠卷机和滑轮组产生的拉力无法使该管束和壳体间产生滑动,因此设计龙门架一件,结构示意图如图1所示。利用龙门架和2个50ｔ分离式液压千斤顶,将芯子顶出1.5～2.5ｍ,

滚球法然后用卷扬机和滑轮组将该管束抽出。

1.3 换热器牵引装置的设计

牵引装置的设计包括抽芯场地的选择,卷扬机、滑轮组的选择及摆放等。抽芯场地平面图如图2所示。

经计算,起吊用的钢丝绳选用6ｍｍ×37～43ｍｍ,长度为16.5ｍ的钢丝绳两根。管束重28.6ｔ,摩擦系数ｆ=0.15～0.2(假设结焦物全部熔化并大部分流出),则牵引力Ｆ=Ｎｆ=42～56ｋＮ。考虑到残余结焦物的影响,根据实践经验选取摩擦系数ｆ实际=0.4,则牵引力最大为Ｆ=112ｋＮ。根据机械设备安装手册,选取5ｔ卷扬机一台和20ｔ滑轮组一组。1.4 机具选用130ｔ吊车1台;20ｔ滑轮组1组;50ｔ分离式液压千斤顶2台;5ｔ卷扬机1台;龙门架1件;枕木(22ｃｍ×16ｃｍ×250ｃｍ)30根;钢丝绳6×37 Ｉ, 43ｍｍ,16.5ｍ,1对;钢丝绳6×37 Ｉ, 24ｍｍ,2.6ｍ,1对;钢丝绳6×37-Ｉ, 21ｍｍ,150ｍ。

2 使用效果

抽芯装置建成后,已连续使用多次,为检修节约了大量费用,同时大大提高了检修效率。以一台ＥＥＡ123换热器抽芯检修计算,建成该装置前、后的比较如表1所示。

3 结束语

E-ＥＡ123为大直径( 2000ｍｍ)换热器,设备运行工况较差,结焦严重,导致检修抽芯极为困难,而采用履带式电加热器,先对该换热器进行电加热,使结焦物熔化,然后进行抽芯,降低了劳动强度,提高了检修效率,为换热器的抽芯提供了保证。

设计龙门架、牵引装置等抽芯工装,使ＥＥＡ123换热器的抽芯工作由难变易,保证了乙烯装置的“安、稳、长、满、优”运行。ＥＥＡ123换热器电加热法抽芯的顺利实施,为大型换热器的工厂化检修提供了保证。

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