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换热器类压力容器
换热器在煤制油厂应用非常广泛，换热器的作用是完成介质的热量交换。换热器的型式很多，常见的有浮头式换热器、U型管式换热器、固定管板式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器。
在环保四套装置中，大量使用浮头式换热器和固定管板式换热器。下面结合具体设备予以讲解浮头式换热器和固定管板式换热器的材料、结构及试压堵漏的有关知识。
（一）材料
制造换热器的材料有很多种，筒节材料主要是低碳钢、低合金钢如Q235-B/C，20R，16MnR；不锈钢如1Cr18Ni9, 00 Cr17 Ni14Mo2，0 Cr13；高合金钢15 CrMoR；有色金属Tu, Ti, Al, Mg及其合金等。另外，为了节省设备投资，现在大量使用复合钢板材料，20R+0Cr13Al，20R+0Cr18Ni10Ti，20R+00Cr17Ni14Mo2， Q235-B +0Cr18Ni9复合钢板。复合钢板基层保证强度，复层与强腐蚀性介质接触。换热器管板材料主要是上述材料的锻件。换热器管束材料主要是低碳钢10﹟，不锈钢如1Cr18Ni9, 304，316, 316L(00 Cr17 Ni14Mo2)，Tu , Ti , Al及其合金等。112单元的112-E-101A/B，112-E-102A/B四台换热器就是造价极高的钛管换热器。考虑成本因素，碳钢管表面处理技术应用越来越多，如渗铝管换热器，112单元的112-E-103脱硫化氢塔底重沸器，112-E-104脱氨塔底重沸器两台塔底重沸器管束就是碳钢管作渗铝处理，既能节省投资，又能满足防腐的要求。
（二）结构
1. 浮头式换热器
浮头式换热器按照介质在管侧流过的通道数的不同分为二管程换热器、四管程换热器、六管程换热器等。管程数的不同是由管箱和浮头盖不同的分程隔板结构决定的。
浮头式换热器长度一般为1.5m，3m，4.5m，6m，9m，12m,常见的是6m，9m换热器
浮头式换热器主要由管箱、管束、壳体、浮头盖、浮头钩圈、浮头法兰、外头盖等组成。
管箱分为封头管箱和平盖管箱，其组成件主要是管箱法兰、筒节和分程隔板。
管束组成件主要是固定管板、浮动管板、换热管、定距管、折流板、拉杆、缓冲板。
壳体组成件主要是两侧的容器法兰和筒节。与管箱相连的容器法兰叫做管箱侧法兰，与外头盖相连的容器法兰叫做外头盖侧法兰。
浮头盖、浮头钩圈、浮头法兰组成一体，起到管壳分离的重要作用。也是容易造成换热器内漏的主要部件之一。
外头盖组成件主要是外头盖法兰和筒节。
管箱、管束、浮头盖、浮头钩圈、浮头法兰共同组成换热器的管侧部分。
壳体、外头盖共同组成换热器的壳侧部分。
管侧部分和壳侧部分由固定管板和浮头盖及各法兰密封结构完全隔离 ，如有部件失效则造成换热器内漏。换热器内漏时，介质根据操作压力的不同而串流，必须及时进行抢修。
浮头式换热器试压程序如下：
A 利用试压环对管板和管头连接试压。
B 管程试压
C 壳程试压
试压以无渗漏、无可见变形、无异常响声为合格。
2. 固定管板式换热器
固定管板式换热器按照程数的不同分为一管程换热器、二管程换热器、四管程换热器等。管程数的不同是由前后（或上下）管箱不同的分程隔板结构决定的。
固定管板式换热器主要由前后（或上下）管箱、管束、壳体等组成。
管箱分为封头管箱和平盖管箱，其组成件主要是管箱法兰、筒节和分程隔板。
管束组成件主要是前后（或上下）管板、换热管、定距管、折流板，拉杆，缓冲板。
壳体组成件主要是筒节。筒节与前后（或上下）管板焊接连接，即壳体与管束是一个组合体。
前后（或上下）管箱、管束共同组成换热器的管侧部分。
壳体是换热器的壳侧部分。
管侧部分和壳侧部分由前后（或上下）管板及各法兰密封结构完全隔离 ，如有部件失效则造成换热器内漏。换热器内漏时，介质根据操作压力的不同而串流，必须及时进行抢修。
固定管板式换热器试压程序如下：
A壳程试压，同时检查管板和管头连接强度及致密性
B 管程试压
试压以无渗漏、无可见变形、无异常响声为合格。
下面结合环保四套装置的具体换热设备讲解一下有关的材料、结构知识。
例：118-E-108酚塔顶部冷却器，固定管板式换热器
1. 118-E-108酚塔顶部冷却器是一台四管程固定管板式换热器。前后管箱及壳体材料是16MnR；前管箱是平盖管箱，平盖及法兰材料是20﹟锻件；后管箱是封头管箱，法兰是20﹟锻件；前后管板16Mn锻件；换热管是10﹟。
2. 118-E-108酚塔顶部冷却器前端管箱是一个平盖管箱，由压力容器平焊法兰、法兰盖、分程隔板、筒体短节和管程进、出口组成。后端管箱是一个封头管箱，由压力容器平焊法兰、封头、分程隔板、筒体短节和放空口、排净口组成。管束由前后管板、换热管、定距管、折流板，拉杆组成，需要注意的是管板做成压力容器平焊法兰的形式，一侧与壳体相焊，一侧作为密封面与管箱法兰连接。
试压程序：
A 设备切除吹扫，达到施工条件。
B 拆下前后管箱，只剩中间的壳体和管束。
C中间的壳体和管束试压，检查壳体强度、管头连接强度及致密性。
D 装上前后管箱试压，检查管程密封情况。
试压以无渗漏、无可见变形、无异常响声为合格。各部分试压时保压时间不少于30分钟，至少装有2块在校验有效期内的量程相等的压力表，压力表的量程为试验压力的1.5～3倍，以2倍为宜。
例 112-E-103（图号：H22-0054-1）脱硫化氢塔底重沸器，浮头式换热器
1. 112-E-103脱硫化氢塔底重沸器是一台四管程浮头式换热器。前端管箱、后端外头盖及壳体材料是16MnR；固定管板、浮动管板及压力容器法兰是16Mn锻件；换热管是10﹟渗铝处理。
2. 112-E-103脱硫化氢塔底重沸器前端管箱是一个封头管箱，由压力容器法兰、封头、分程隔板、筒体短节和管程进、出口组成。后端外头盖是封头结构，由压力容器法兰、封头、分程隔板、筒体短节和放空口、排净口组成。
管束组成件主要是固定管板、浮动管板、换热管、浮头盖、浮头钩圈、浮头法兰、定距管、折流板、拉杆。
试压程序：
A 设备切除吹扫，达到施工条件。
B 拆下前端管箱和后端外头盖，只剩中间的壳体和管束（为了更加清楚观察泄漏情况，应抽出管束单独试压）。管束前后装上试压环，升至试验压力检查管头连接强度及致密性。
C 装上前端管箱和浮头盖，升至试验压力检查管程密封。
D 装上后端外头盖，升至试验压力检查壳程密封情况。
试压以无渗漏、无可见变形、无异常响声为合格。各部分试压时保压时间不少于30分钟，至少装有2块在校验有效期内的量程相等的压力表，压力表的量程为试验压力的1.5～3倍，以2倍为宜。
（三）冷换设备操作要点
1.投用
a) 冷换设备试压无泄漏后，把设备出口水阀全开，再开入口水阀。启用前对换热器及附件进行全面检查，安装完好，符合规定。
b) 换热器试压合格方可启用，启用前排净换热器内存水。
c) 先打开冷流出口阀，打开排凝阀，后慢慢地开入口阀，赶净空气和存液后关闭排凝阀，关冷流副线阀，直至关死，注意防止憋压，同时观察设备的变化情况。待冷流正常后，以同样方法引热流入换热器。
d) 在冷、热流流量正常后，由于温度和压力的变化，可能会出现滴、漏等问题，需再次进行全面检查，没问题才算投用正常，并要定时进行巡回检查。
2.维护
a) 换热器在使用时，尤其是在操作条件变化后，应注意换热器本身的变化，检查管箱、头盖及法兰有无渗漏；冷热流换热后的温度变化，定时查看管壳程出口介质有无颜色变化来判断内部有无泄漏。
b) 检查管壳程出口介质颜色变化情况，并根据管壳程出口温度，判断换热效果及有无结垢现象。
3.停运
a) 停运换热器按先停热流后停冷流的原则进行。
b) 在停热流时，应先开热源副线，先关入口阀门，后关出口阀门，降温后按停热流步骤停冷流，再扫线处理。

c) 扫线后可打开各程排凝阀放净介质，经常检查排凝情况，确认出入口阀均已关严，以免大量跑油和造成其他事故。
d) 如蒸汽吹扫，扫完后一定要排汽，不许自然冷却，以免造成换热器内存水或负压。
4.故障处理
4.1冷换设备内漏
原因：
a) 操作不当，温度剧烈变化，严重热胀冷缩。
b) 设备腐蚀严重。
c) 检修质量差。
现象：
a) 若管程压力高于壳程，则管程介质串入壳程，使壳程介质的性质、颜色、温度发生变化。若壳程压力高于管程，则壳程介质串入管程，使管程介质的性质、颜色、温度发生变化。
b) 若水压高于油压，则水串入油中，使油带水，严重时出装置压力循环热水流量明显减少。若油压高于水压，油串入水中造成循环水带油。
处理：
a) 根据流程和介质串流情况判断泄漏的换热设备位号。
b) 采用单体设备停用检查法，确定内漏设备位号。
c) 将确定内漏的冷换设备切除，热流、冷流改走副线，降温吹扫后进行处理。
4.2冷换设备漏油着火
原因：
a) 操作不当，压力过高，温度剧烈变化，热胀冷缩严重。
b) 检修质量不好。
处理：
a) 轻微时用蒸汽灭火并保持掩护，冷换介质改走副线，停下该组冷换器，组织抢修。
b) 严重时，立即停泵，切断着火点两头阀门，若着大火无法扑灭时应报火警，能否维持生产或停工视当时情况而定。
5.操作及故障处理注意事项
a) 使用换热器、冷却器，应先通冷流，后通热流，停用时则先停热流后停冷流。
b) 开停换热器要缓慢进行，注意冷热变化，不能憋压，注意安全。
c) 冷却器扫线时，先关死进水阀并打开放空阀放净存水。
d) 停用冷换设备时，先开副线，后关进、出口阀，把设备内的存油吹扫干净，以防冷凝，但油温须小于200℃方许吹扫。
e) 一程吹扫，另一程要有通路，防止设备内介质受热膨胀或汽化产生压力憋坏设备。
f) 巡检时要注意检查冷换设备的法兰、垫片、焊口、压力表、温度计等有无泄漏，一旦发现泄漏较大时，应立即切出该换热器（开副线阀，并关进出口阀），然后查找原因，看流程管线有无堵塞还是设备本身问题引起。
g) 冷换设备检修验收时管壳程均要试压，试压标准要为操作压力的1.5倍。试压必须按试压程序进行。
h) 冷换设备投用前必须排净存水，防止因冷换设备内存水汽化，造成憋压。