管殼換熱器是化工及石油化工生產(chǎn)裝置中應(yīng)用為廣泛的工藝設(shè)備之一.換熱器設(shè)備中液體制冷劑或載冷劑和冷卻介質(zhì)通過換熱器并在其中相互熱交換,低溫介質(zhì)吸收被冷卻的物體熱量汽化成低壓蒸汽;高溫的蒸汽在換熱器中向冷卻介質(zhì)放熱,冷凝為高壓液體,如此形成一個封閉循環(huán)換熱的過程。
在眾多的哈爾濱換熱設(shè)備項目過程中,我們遇到多、難解決的問題則是換熱器換熱管泄漏問題。影響換熱管發(fā)生泄漏失效的主要原因是換熱器中存在一些硫離子、氯離子以及對銅材、碳鋼有腐蝕性元素;而且換熱管內(nèi)部存在的高溫現(xiàn)象、垢層現(xiàn)象等也會產(chǎn)生較大影響,從而使穿孔發(fā)生泄漏現(xiàn)象。下面我們具體分析下造成換熱管穿孔泄漏的原因:
1、運行溫度的影響
換熱管發(fā)生泄漏現(xiàn)象,主要是換熱管的表面含有少量的、開放式的蝕坑,如果對管外的一些附著物刮下保留進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn), 造成這種現(xiàn)象主要原因是
?、?由于換熱器條件的不同以及操作溫度的不同,特別在操作期間的溫度比較高,將會導(dǎo)致?lián)Q熱管垢層的溫度也不斷升高,從而引起局部區(qū)域發(fā)生汽化、產(chǎn)生酸性介質(zhì)條件;
?、?工藝水在進(jìn)行蒸發(fā)的后期,一些堿性物質(zhì)被蒸發(fā)掉,會將工藝水的汽化現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為酸性物質(zhì)。
2、水質(zhì)PH值的影響
在對工藝水的PH值進(jìn)行研究與檢測,對產(chǎn)生的PH值進(jìn)行觀察、分析。對比工藝水在蒸發(fā)之前與蒸發(fā)之后的PH值變化,可以發(fā)現(xiàn)PH值8.5~8.8時,銅的腐蝕率低.而碳鋼要求PH值不小于9.5。水質(zhì)PH值過高,導(dǎo)致了銅管的腐蝕。影響碳鋼換熱管腐蝕的主要因素有:含氧量和給水pH值:當(dāng)給水中的溶解氧過高或PH值過低,會使換熱管的內(nèi)壁受到腐蝕,所以給水溶解氧的濃度不得超過7pg/ L,PH值維持在9.3~9.6之間。如果殼側(cè)有氧氣存在,將會引起管束外壁的氧腐蝕,銅沉積:會引起點腐蝕,形成點蝕坑。
3、沖刷侵蝕
當(dāng)換熱器內(nèi)蒸汽的流動速度較高且汽流中含有大的水滴時,管子外壁受到汽、水兩相流沖刷變薄,發(fā)生穿孔或受給水壓力而鼓破。換熱器內(nèi)部產(chǎn)生汽水兩相流的主要原因:
① 過熱蒸汽冷卻段內(nèi)部及其出口的蒸汽達(dá)不到設(shè)計要求的過熱度;
?、?換熱器的出水水位保持過低、出水溫度遠(yuǎn)高于設(shè)計溫度時可能出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象,出水進(jìn)入下一級換熱器時就帶有蒸汽,沖刷換熱管造成損壞;
4、水中雜質(zhì)的影響
在很多泄漏案例中,經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)換熱器內(nèi)存在大量的大顆粒的沙石甚至貝殼之類,分析原因,主要是在實際使用中,含有大量雜物的海水或者污水沒有進(jìn)行凈化處理就直接輸送到換熱器內(nèi)部,在換熱管內(nèi)不停地流動,極易對換熱管造成劃傷或磨損,除影響換熱效果外,換熱器壽命也大大縮減,使得本就極薄的換熱管過早破裂,造成泄漏。
換熱器在使用中過種需要注意的事項
1、換熱器在運行過程需要密切關(guān)其運行情況及各重要參數(shù),確保設(shè)備在設(shè)計參數(shù)下正常運行,防止發(fā)生疏冷段內(nèi)閃蒸;
2、設(shè)備采購前,先詳細(xì)了解設(shè)備的使用場所及各介質(zhì)的情況,有條件的情況盡量做一次水質(zhì)的檢測,將其詳細(xì)情況反饋到售前技術(shù)人員,針對特殊情況定制非標(biāo)產(chǎn)品 ;在換熱器運行過程中控制溫度有效降低,不僅要不斷加強(qiáng)換熱器的排污行為,還要適當(dāng)對工藝水PH值進(jìn)行調(diào)節(jié),以確保換熱器的正常運行。
3、嚴(yán)格控制換熱器內(nèi)介質(zhì)的溫度、溶液成分、金屬或合金的成分、應(yīng)力和金屬結(jié)構(gòu),避免應(yīng)力腐蝕破裂。
4、設(shè)備使用時,先查看說明書,了解設(shè)備使用的注意事項,使用污水和海水介質(zhì)時,盡量先對水源進(jìn)行凈化或者淡化處理,再進(jìn)行使用,防止水源中雜質(zhì)對換熱管造成損壞,提高換熱器的使用壽命。