冲板式换热器的脱落原理

对换热器防冲板脱落的原因进行分析,通过对其形状的改进,有效地防止了防冲板的脱落,保证了换热器的正常运行。　　关键词：防冲板;换热器;压力;压力波动　　中图分类号：TK172　　文献标识码：B文章编号：1004-9614(2006)02-0044-01　　0引言　　换热器防冲板是防止换热器入口介质直接冲击换热管,对换热管起保护作用的一个零件,但由于设计、制造等原因,在换热器正常运行中,防冲板脱落的现象时有发生,脱落的防冲板不但起不到保护换热管的作用,而且在入口介质的压力冲击下,防冲板会将换热器上一层的换热管砸漏,导致换热器的壳程和管程介质短路,使其无法正常运行,甚至报废。　　

        1情况介绍某型换热器于2004年11月投入使用。在2005年2月,防冲板脱落,导致换热器损坏,无法运行。　　

        1 3　换热器损坏情况因为筋板和防冲板或壳体的焊缝开裂,防冲板脱落,将换热器上面的一排换热管砸漏,管程与壳程介质短路,导致换热器无法正常运行。

        2　可拆式板式换热器防冲板脱落的原因分析

        2.1　压力波动

        由于换热器在运行中压力是不断地变化的,并且变化的范围较大,导致入口的蒸气对防冲板的冲击力不断地改变,造成防冲板不断地上下抖动,尤其是防护板中心处上下抖动的幅度大,通过某权威机构模拟工况试验,防冲板中心处大向下抖动幅度可达58ｍｍ.

        2.2　疲劳破坏

        由于防冲板不停上下抖动,在应力集中的焊缝处,应力不停地反复作用,使焊缝开裂,造成防冲板脱落。

        3　防冲板形状的改进

        将改进后(图2)和改进前的防冲板(图1)进行比较,在材料和结构尺寸基本没有改变的情况下,只是对防冲板的形状进行了改变及增加了钢筋(根据压力参数、波动情况和物料入口尺寸的大小选数量、直径、长短适当的钢筋)。

        如果预热温度接近进料Ⅰ效的沸点，则对蒸发装置的稳定运行和降低加热蒸汽用量大有益处，一般，电解液使用蒸发的冷凝水显热来预热。由于预热工艺和装置不够完善，预热后电解液的温度往往比蒸发器内料液的沸点低得多，这就不可避免地要在蒸发器内继续预热而消耗一部分加热蒸汽。据资料报道，目前多数氯碱厂电解液预热后的温度要比进料效的沸点低４５～５０℃，引起蒸汽消耗增加０．７～０．９ｔ／ｔ·１００％ＮａＯＨ，占蒸发总汽耗的２５％～３０％，因此，为了节约蒸汽，应采取措施，提高电解液预热温度。蒸发过程中，电解液预热温度作为主要的工艺操作条件之一，尤为重要。通过计算，电解液温度每升高１０℃，加热蒸汽消耗量可节省１７０ｋｇ／ｔ，占总耗的５％左右。在一般工序中电解液送至蒸发时，温度只有７５℃左右，采用三效四体两段顺流蒸发操作，Ⅰ效溶液沸点１４５℃，就是说，要将电解液加热到沸点温度，电解液温升达７０℃，若完全用生蒸汽加热，则仅用于电解液预热的汽耗即达１１９０ｋｇ／ｔ·碱。 在用螺旋板式预热器预热电解液时，电解液和冷凝水通过各自通道两侧共用的壁面传递热量。由于在螺旋板预热器中，电解液和冷凝水的流速比在列管式预热器中要高得多，传热系数可达２４００～３５００ｋＪ／ｍ２·ｈ·℃。螺旋板式预热器的优点：传热系数高，占地面积小，性能优良；缺点是电解碱液的腐蚀使螺旋板预热器易发生碱脆，泄漏检修困难。螺旋板式预热器是由２张平行的薄钢板卷制而成的，它有２个互相隔开的螺旋形通道，在预热器的中心，有１块中心隔板，在隔板的两侧设有管口，进入这两管口的流体可沿螺旋线分别通过两个不同的通道导入冷却器外层左右两侧的管口。 据有关资料介绍，新型板式换热器热能的利用率高，传热系数为螺旋板式换热器的３～５倍。选用板式换热器具有以下优点：①节省传热面积，设备小，安装占地面积也小，质量比相同热负荷的基它成型的热交换器小，减少基础投资；②易于拆卸，维修方便。板式换热器的板片可现场组装，可随意增加或减少板片数量，随时拆下换热器中损坏的任一块，维修时间短。③热效率高。采用逆流方式传热，完全湍流，热回收率可高达９４～９８％，只有边缘暴露在大气中，热损失微不足道。