磷酸浓缩石墨换热器列管破裂的原因及预防措施分析
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换热器常见故障原因分析及处理方法一、管式换热器常见故障原因分析及处理方法一、两种介质互串(内漏)1 产生原因①换热管腐蚀穿孔、开裂。
②换热管与管板胀口(焊口)裂开。
③浮头式换热器浮头法兰密封漏。
2 处理方法①更换或堵死漏的换热管。
②换热管与管板重胀(补焊)或堵死。
③紧固螺栓或更换密封垫片。
二、法兰处密封泄漏1 产生原因①垫圈承压不足、腐蚀、变质。
②螺栓强度不足,松动或腐蚀。
③法兰刚性不足与密封面缺陷。
④法兰不平或错位,垫片质量不好。
2 处理方法①紧固螺栓,更换垫片。
②螺栓材质升级、紧固螺栓或更换螺栓。
③更换法兰或处理缺陷。
④重新组对或更换法兰,更换垫片。
三、传热效果差1 产生原因①换热管结垢。
②水质不好、油污与微生物多。
③隔板短路2 处理方法①化学清洗或射流清洗垢污。
②加强过滤、净化介质,加强水质管理。
③更换管箱垫片或更换隔板。
四、阻力降超过允许值1 产生原因壳内、管内外结垢2 处理方法用射流或化学清洗垢物五、振动严重1 产生原因①因介质频率引起的共振。
②外部管道振动引起的共振。
2 处理方法①改变流速或改变管束固有频率。
②加固管道,减小振动。
二、板式换热器常见故障原因分析及处理方法板式换热器常见故障有串液、外漏、压降过大、供热温度不能满足要求四个方面。
一、串液1 产生原因①由于板材选择不当导致板片腐蚀产生裂纹或穿孔。
②操作条件不符合设计要求。
③板片冷冲压成型后的残余应力和装配中夹紧尺寸过小造成应力腐蚀。
④板片泄漏槽处有轻微渗漏,造成介质中有害物质浓缩腐蚀板片,形成串液。
2 处理方法①更换有裂纹或穿孔板片,在现场用透光法查找板片裂纹。
②调整运行参数,使其达到设计条件。
③换热器维修组装时夹紧尺寸应符合要求,并不是越小越好。
④板片材料合理匹配。
二、外漏1 产生原因①夹紧尺寸不到位、各处尺寸不均匀(各处尺寸偏差不应大于3 mm)或夹紧螺栓松动。
②部分密封垫脱离密封槽,密封垫主密封面有脏物,密封垫损坏或垫片老化。
石墨换热器检修维护方案石墨换热器是一种广泛应用于化工、石油、冶金、矿山等行业的热交换设备,具有传热效率高、适应性强、操作稳定等优点。
为了保证石墨换热器的正常运行,延长使用寿命,需要定期进行检修和维护。
以下是一份石墨换热器的检修维护方案,供参考:一、常规检查1.外观检查:检查石墨换热器的外观是否有明显的磕碰、变形、裂纹等情况,同时检查固定连接件的紧固程度。
2.清洁检查:检查石墨换热器的换热管束是否有积污、结垢等情况,特别是入口和出口两侧的管束。
如有需要,可以进行清洗。
3.密封检查:检查石墨换热器的密封件是否完好,包括O型密封圈、密封垫片等。
如有发现老化、磨损、变形等情况,需要及时更换。
4.渗漏检查:检查石墨换热器的管束与壳体之间是否存在渗漏情况,如有发现应及时进行检修。
二、定期维护1.清洁维护:定期清洗石墨换热器的换热管束和壳体,除去附着在表面的污垢和结垢。
可以使用清洗剂、高压水等方法进行清洗,确保换热效果。
2.排放维护:定期排放石墨换热器内部的水垢和杂质,防止其对换热效果的影响。
可以通过排放阀进行排放,同时检查阀门的密封性能,如有需要进行维护。
3.润滑维护:定期对石墨换热器的活动件进行润滑,确保其灵活运动。
可以使用润滑脂或润滑油进行润滑,注意润滑剂的选择和涂抹。
4.固定维护:定期检查石墨换热器的固定连接件,如螺栓、螺母等,确保其紧固程度。
如有发现松动、缺失等情况,应及时进行维护。
三、定期检测1.温度检测:定期对石墨换热器的进口和出口温度进行测量,确保其换热效果正常。
如有发现温度异常,应及时排查原因,进行维修。
2.压力检测:定期对石墨换热器的进口和出口压力进行测量,确保其正常工作。
如有发现压力异常,应及时排查原因,进行维修。
3.泄漏检测:定期对石墨换热器进行泄漏检测,包括渗漏和密封泄漏。
如有发现泄漏情况,应及时进行修补或更换密封件。
四、意外情况处理1.泄漏处理:如发现石墨换热器发生严重泄漏,应立即停机处理。
石墨换热器1.不透性石墨加工制造工艺不透性石墨设备及其元件的加工制造工艺,随设备结构的不同而异。
不透性石墨的机械加工性能与铸铁相似,它比铸铁硬度小,一般采用金属切削工具就能进行加工。
由于石墨本身的强度较差、性脆。
一般采用两次浸渍和两次加工的方法,以提高其强度,保证加工精度。
因此石墨材料及其任何制品和元件,在任何搬运过程中,要做到轻搬轻放,严禁乱仍乱摔,严禁用金属锤敲打,在必须敲打的场合,应采用带有橡皮的木槌敲打。
1.1 材料的选择制作不透性石墨设备国内目前主要以人造石墨为主,在制造过程中,由于高温焙烧而逸出挥发物,以致形成许多细致的孔隙,有时会产生裂纹,孔隙率过大势必在浸脂时浸脂数量过大,制造的产品传热会较差。
国外采用压型石墨的也较多。
1.2 材料的拼接当零件的最大尺寸超过石墨毛坯的最大尺寸时,石墨件需要进行拼接,在石墨块拼接过程中,将粘结面进行仔细的精加工,甚至磨光,使粘结面充分接触,而粘结剂匀且薄,从而获得良好的粘结效果。
1.3 换热设备的制造1.3.1 制造工艺I却昔卜[英*玮牡世]1 fit彩捕聲[目前世界上制造石墨换热器的厂家并不多,世界上有影响的公司是德国的西格里公司和法国的卡朋罗兰公司;国内有大连振兴石墨防匡蓟-*匝如壬]T陲预i—士馬灶理]亠「祷为匚工]十一A居至管]-- 迥远口》[捻蘇|1亠阡as赶理I—」列管式换热器制造工艺流程132组装组装方法目前有两种。
一种是将管板、管束、折流板等在支架上用粘结剂粘成一体,然后待粘结剂固化后再装进钢壳体内,通常称之为壳外组装。
另一种是直接在壳体内试装后用粘结剂在壳体内粘结。
换热面积大于200m2,—般均采用壳内组装。
管壳式换热器组装流程2•石墨换热设备简介2.1管壳式石墨换热器简介传fl*兀盘JML 号艰T7松[__!一一空&L腐设备厂和沈阳化工机械厂等。
国外公司都采用浸渍石墨化管,管子的规格大多为①50mmx7mm。
经过第二次高温石墨化的石墨碳化管,管材内部有许多微小空隙,经过真空浸渍处理,空隙被树脂添满,抗渗透性能较好,抗拉强度比国内的压型石墨高。
换热器运行故障分析与解决方案引言概述:换热器是工业生产中常用的设备,用于传递热量。
然而,由于长时间的运行和各种因素的影响,换热器可能会出现故障。
本文将详细分析换热器运行故障的原因,并提出解决方案,以帮助读者更好地理解和解决换热器故障问题。
一、换热器管道堵塞1.1 流体中的沉淀物堵塞由于流体中存在固体颗粒或溶解的物质,长时间运行后,这些物质可能会在管道内部沉积,导致管道堵塞。
这会导致换热器的热量传递效率下降,甚至完全失效。
解决方案:定期清洗管道,使用适当的清洗剂和工具,清除管道内的沉积物。
同时,定期检查流体成分,控制流体中固体颗粒或溶解物质的浓度。
1.2 高温氧化产物堵塞在高温环境下,换热器管道内的流体可能会发生氧化反应,产生氧化产物,如铁锈等。
这些氧化产物会附着在管道内壁,逐渐形成堵塞。
解决方案:定期检查管道内壁,清除氧化产物。
可以使用钢丝刷等工具进行清洁,或者使用化学清洗剂进行清洗,以保持管道畅通。
1.3 软管老化变形换热器中的软管长时间运行后,可能会发生老化变形,导致软管内部通道变窄,甚至断裂。
这会导致流体流动不畅,影响换热效果。
解决方案:定期检查软管的状态,如发现老化、变形或破损,及时更换。
选择高质量的软管材料,并注意软管的使用寿命,定期更换以保证正常运行。
二、换热器泄漏2.1 管道连接处泄漏换热器管道连接处可能会出现泄漏,导致热量传递效率下降,甚至造成设备停机。
解决方案:定期检查管道连接处,确保连接紧固。
可以使用密封胶或密封垫片等材料进行修补,以防止泄漏。
2.2 换热器管道破裂由于高温或其他原因,换热器管道可能会出现破裂,造成严重泄漏。
解决方案:定期检查管道的状态,如发现破裂或变形,及时更换。
同时,加强管道的维护和保养,确保其正常运行。
2.3 密封件老化破损换热器的密封件如O型圈、密封垫片等长时间使用后可能会老化破损,导致泄漏。
解决方案:定期检查密封件的状态,如发现老化或破损,及时更换。
施工技术222 2015年41期酸洗线石墨换热器内漏的原因分析及防范措施马先富吴世力唐水清广西柳州钢铁(集团)公司冷轧板带厂,广西柳州 545002摘要:介绍了石墨换热器的使用环境,结合酸洗线的工艺要求,分析了石墨换热器内漏对后道工序的影响,对石墨换热器在使用过程中产生内漏现象进行了原因析,并提出解决方法和防范措施。
关键词:石墨换热器;内漏;水锤;冷凝水中图分类号:TQ442.14;TQ440. 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)41-0222-011 概述热轧厂生产的热轧带钢板卷表面带有氧化铁皮,带钢在冷轧之前,必须清除其表面氧化铁皮,以保证所生产的冷轧带钢的表面质量。
酸洗是冷轧带钢生产过程中非常重要的一道工艺,其目的是利用酸液与氧化铁皮之间的化学反应将其去除。
化学反应需要一定温度进行活化,温度太低,反应就慢,除锈效果就差,不能满足生产要求,因此需不断对酸液进行加热,使酸液温度保持在一定范围内,实践经验表明,将酸液温度保持在65°~95°时,酸洗效果较好。
石墨换热器主要由不透性石墨制作而成,具备优良的耐腐蚀性和传热性能,现已被广泛应用于冷轧酸洗行业中腐蚀介质的传热工序[1]。
酸洗过后的带钢进行漂洗烘干,保证酸洗后带钢的表面质量。
某冷轧厂酸洗线上加热酸液的石墨换热器相继出现内漏,盐酸进入到冷凝水系统中,造成冷凝水被污染,严重影响到了生产。
2 石墨换热器内漏的危害(1)石墨换热器为金属外壳,冷凝水收集装置为不锈钢材质,加热的介质为质量分数约为20%的盐酸,发生内漏后盐酸与蒸汽和冷凝水混合,很快将金属外壳腐蚀穿孔,造成泄漏损坏附属设备。
(2)含有盐酸的冷凝水进入到漂洗水系统,使得带钢经漂洗后表面氯离子残留量过大,带钢表面容易生锈,造成质量事故。
3 石墨换热器内漏的原因分析正常情况下,蒸汽通过石墨换热器进行热交换之后,冷凝成水经疏水阀排到冷凝水收集罐内。
但是由于正常生产时,酸液温度达不到生产工艺要求,特别是在冬天,温度下降到70℃以下,无法满足生产要求。
经常有用户反映石墨管用不了多少次就烧断了,分析原因有以下几种可能:
1.用户样品有高氧化性,造成石墨管氧化,使石墨管寿命缩短。
如用户用高氯酸,高浓度硝酸或样品未消化好等。
2.石墨炉温度不准。
A、原因是用户未及时清理石墨椎石墨冒和温度传感器滤光片,造成石墨炉超温,使石墨管老化加快。
处理方法是及时清洗石墨炉,可用无水乙醇清洗或用滤纸擦拭,主要是石墨椎导光孔一定要清理干净,温度传感器上的滤光片也要定期用无水乙醇擦拭干净,以保证温度控制准确。
B、温度传感器位置不准。
需用专用工具调整。
3.氩气流量不准造成氩气保护不好。
氩气保护分石墨管内部和石墨管外部保护,要检查两路气流量,可设定低温程序如150度,设定内部气流量为1升/分,断开内保护气管用排水法检查1分钟的氩气流量。
同样方法检查外保护气流量应为1.5升/分。
如果以上原因都能排除,普通石墨管应能使用几百次以上,热解石墨管有可能用到上千次。
试论列管式换热器泄漏的原因及处理对策换热器是常用的工业设备,用于在不同介质间进行热量的传递。
而列管式换热器是一种常见的换热器类型,它由一组管子和外壳组成,介质在管子内部传递,热量在管子和外壳之间传递。
列管式换热器在使用过程中常常会出现泄漏的问题,泄漏会导致设备性能下降、能源消耗增加,甚至对环境造成污染。
本文将分析列管式换热器泄漏的原因,并提出相应的处理对策。
列管式换热器泄漏的原因有多方面,下面将重点介绍几个常见的原因:1. 设计和制造问题:换热器的设计和制造质量可能存在问题,如焊接不牢固、连接处漏气等。
这些问题一般在设备使用初期就可能暴露出来。
处理对策:使用前进行认真检查,确保设备的设计和制造质量符合要求,特别是焊接部位和连接处的质量要严格控制。
2. 腐蚀和老化:长期使用后,列管式换热器内部的管子和壳体可能会受到介质的腐蚀和老化,导致管壁变薄,产生裂纹并最终导致泄漏。
处理对策:定期检查设备内部的管子和壳体,采取防腐措施,如涂覆环氧树脂等,延长设备的使用寿命。
3. 温度和压力过高:当换热器所处理的介质温度和压力超过了设计或运行条件时,会导致设备的机械性能下降,管壁变薄,从而引起泄漏。
处理对策:合理控制介质的温度和压力,确保设备工作在正常的运行条件下。
4. 操作和维护不当:使用人员在操作和维护过程中,未能按照操作规程进行操作,如未按时更换密封剂、未进行定期检查等,都可能导致泄漏的发生。
处理对策:加强人员培训,确保使用人员掌握正常操作和维护方法,定期对设备进行检查和维护,及时更换密封剂等。
1. 及时发现和处理泄漏问题:一旦发现泄漏,要立即停机检修,找到具体泄漏的位置,并及时采取相应的措施进行修补或更换。
2. 引入先进的线路检测技术:利用现代化的无损检测技术,如超声波检测、热成像技术等,可以提高对泄漏位置的准确性,降低人为误差。
3. 加强设备的检修和维护:定期对设备进行检查,及时更换老化和磨损的部件,确保设备的正常运行。
一、两种介质互串(内漏)
1 产生原因
①换热管腐蚀穿孔、开裂。
②换热管与管板胀口(焊口)裂开。
③浮头式换热器浮头法兰密封漏。
2 处理方法
①更换或堵死漏的换热管。
②换热管与管板重胀(补焊)或堵死。
③紧固螺栓或更换密封垫片。
二、法兰处密封泄漏
1 产生原因
①垫圈承压不足、腐蚀、变质。
②螺栓强度不足,松动或腐蚀。
③法兰刚性不足与密封面缺陷。
④法兰不平或错位,垫片质量不好。
2 处理方法
①紧固螺栓,更换垫片。
②螺栓材质升级、紧固螺栓或更换螺栓。
③更换法兰或处理缺陷。
④重新组对或更换法兰,更换垫片。
三、传热效果差
1 产生原因
①换热管结垢。
②水质不好、油污与微生物多。
③隔板短路
2 处理方法
①化学清洗或射流清洗垢污。
②加强过滤、净化介质,加强水质管理。
③更换管箱垫片或更换隔板。
四、阻力降超过允许值
1 产生原因
壳内、管内外结垢
2 处理方法
用射流或化学清洗垢物
五、振动严重
1 产生原因
①因介质频率引起的共振。
②外部管道振动引起的共振。
2 处理方法
①改变流速或改变管束固有频率。
②加固管道,减小振动。
磷酸浓缩石墨换热器列管破裂的原因及预防措施分析
一、石墨换热器列管破裂的原因
二水湿法磷酸生产中,石墨换热器列管破裂的主要原因有3个方面。
(1) 刚开车阶段石墨换热器列管的破裂
系统刚开车时,若有操作人员违章作业,极易造成石墨换热器列管的破裂。具体表
现为以下3种形式。
1 温差效应 刚开车时,系统管程磷酸温度为70℃左右,壳程中蒸汽的温
度为120~130℃,两者温差约60℃,由于突然加大蒸汽量,会使一些积满坚硬堵
塞物的石墨管因膨胀系数大,而造成管子胀裂。
2 低压蒸汽的冲击力 系统刚开车时,由于操作不慎,瞬间向系统加入大量
蒸汽,会使石墨管受到巨大的冲击力而断裂。
3 循环酸的冲击力 刚开车时,若磷酸未充满系统,就开启轴流泵,则会产
生较大的冲击力,造成换热器管摆动,从而损伤石墨管,甚至导致列管破裂。
(2) 生产过程中石墨换热器列管的破裂
1 生产过程中,当系统提浓蒸发水量过大,而长时间未能补充液位,使得系
统静压头不足,造成磷酸在石墨换热器管内沸腾,引起爆管。同时由于系统酸循环
量不足,引起酸的冲击而损伤石墨管。
2 生产过程中,磷酸循环泵跳停或突然停电,使得系统的磷酸停止循环,而
此时蒸汽未能及时切断,管内酸温局部过热导致石墨换热器管的爆裂。
3 由于生产过程中磷酸爆沸,造成蒸发室气相空间存在着大量的液沫,液沫
中的杂质附在器壁上,形成垢层脱落堵塞石墨管口,在连续加热过程中结垢物堵
塞管子,导致磷酸中止循环,引起石墨换热器爆裂。
(3) 清理过程中石墨换热器列管的破裂
二水湿法磷酸生产中,石墨管堵塞主要表现为石膏堵塞和结垢(主要成分为
Na2SiF6与K2SiF6)堵塞两种方式。这些堵塞物有的用水冲洗就可疏通,有的很难
疏通,不得不借助机械器具或高压水枪(一般高压水枪冲洗水压力为15~20MPa)
进行清理,这样极易造成管子破裂。
3 预防石墨换热器列管破裂的措施
(1) 严把磷矿品位关,对矿质较差的矿源进行配矿,目前,六国公司基本使
用开阳、宜昌、瓮福3家磷矿,根据矿源状况,搭配使用,基本上控制矿中
w(K2O+Na2O)≤0.35%;w(P2O5)≥32%;w(Fe2O3+Al2O3+MgO)≤3.2%,从而在一定程
度上减少了系统堵塞。
(2) 严格控制工艺指标
1 严格控制进系统低压蒸汽的工艺参数。一般低压蒸汽的温度控制在
120~130℃,蒸汽压力控制在0.10~0.22MPa,这样可以避免因温差效应引起石
墨换热器列管的破裂及蒸汽压力过大对管子的冲击力。
2控制进浓缩系统稀磷酸的含固量。六国公司控制稀酸的含固量主要从两方
面着手。第1,先将稀磷酸在沉降槽进行沉降,随着温度的逐渐降低,稀磷酸中的
杂质盐类不断达到过饱和而析出,从而使进入系统的稀酸得到净化。第2,控制好
磷酸反应的工艺指标,特别是反应料浆中SO42-余量,形成粗大均匀的CaSO4•2H2O
晶体,并对破损的滤布及时更换,减小细晶、碎晶进入稀酸。生产中,一般要求控
制进系统稀酸含固量小于2%。
3 控制闪蒸室真空度,避免因管程磷酸温度过高而爆管。在生产中,我公司
控制系统绝压为10~20kPa,管程酸温低于77℃,这样在减缓管壁结垢速率、延长
设备和石墨管寿命等方面都起到了很大的作用。
4 确保进、出系统的酸管畅通,并适当提高循环酸在石墨管中的流速,有利
于减少石墨管内的结垢。对石墨列管式换热器通常要求管内磷酸流速维持在
2.5m/s左右,我公司石墨换热器管内磷酸流速为2.12m/s,基本满足了生产要求。
5 严格控制闪蒸室的液位及磷酸循环轴流泵的电流。在操作中,我公司老装
置主要通过磷酸循环轴流泵的电流(160~170A)来控制液位,新装置则通过闪蒸
室液位计进行观察,从而确保系统运行时液位达到操作要求,保持一定的静压头,
防止磷酸在管程中沸腾,从而在一定程度上防止结垢,避免管子爆裂。
(4) 优化系统清洗流程,定期热洗
经过一段时间的操作,石墨换热器的内壁总难免产生盐类沉积和结垢,定期
进行清洗十分必要。对于石墨管的清洗一般要求洗水温度维持在85~90℃。六
国公司采用含60~80g/L(即5%H2SO4)的热硫酸液对系统进行循环清洗,清洗时间
为6~8h,清洗周期为5~6天1次。同时在对石墨换热器进行清洗时,每次都对
进、出系统的酸管线清洗约40min,从而减少结垢,确保整个系统连续、稳定的生
产。
(5) 严格执行操作规程,按章办事
在生产中,操作人员一定要严格执行规章制度,避免人为因素造成对石墨换
热器的损害。六国公司要求员工在操作中注意以下几点。1 减少各种介质的冷
热冲击,减缓温差效应。开停车时,注意控制换热器的加(减)汽量,一般控制为
1~2t/h,石墨管温升(或温降)速度小于20℃/h,从而避免冷热冲击而损伤石墨
管。2 在向系统加汽时,应先打开疏水阀,及时排出蒸汽管线中的不凝气体和冷
凝水,以防水击现象。3 开车时,要确定系统充满酸后,再开启轴流泵;停车时先
关闭轴流泵,再倒酸,可防止酸液对管束的冲击。4 清理时,先热水清洗石墨管,
再派专人清理。这样既可减轻劳动强度,又可积累经验,减少清理时对石墨列管的
伤害。
3 对破损石墨管的处理
当石墨管破裂后,就应及时采取措施进行处理,其步骤如下:(1) 试漏 系
统清洗完毕,从低位(或高位)向壳程中充水试压,查找裂管。试压压力为
0.3MPa(表压)。(2) 堵管 排完水后封堵裂管,一般采用酚醛石墨胶泥的石墨柱
并固化20h,或采用橡胶堵头进行堵管。(3) 换管 当石墨换热器堵管数多达不
能满足生产计划的要求时(一般达到总管的30%左右),就应该换管。
4 结束语
造成石墨换热器管束破裂的原因很多,但只要按规程认真操作,定期热洗,就
能防患于未然,使整个系统连续平稳地运行。