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老師傅多年總結,最詳細的換熱器安裝與修理經

文章出處:未知 人氣:發表時間:2019-07-07 21:57
換熱器是化工生產中用來傳遞熱量的一種靜止設備。兩種不同的介質在換熱器中進行熱量的傳遞,使較大的溫差值趨于減小。
 
換熱器在化工生產中常作加熱器,冷卻器,蒸發器等來使用。
 
制作換熱器的材質可以是金屬材料(如銅,鋁,碳鋼,不銹鋼等),也可以是非金屬材料(如石墨,玻璃,塑料,陶瓷等)。
 
化工生產中常用的換熱器有列管式換熱器,夾套式換熱器,蛇管式換熱器,套管式換熱器,波紋板式換熱器,螺旋板式換熱器,翅板式換熱器,石墨換熱器及新型的換熱器-熱管等。
 
換熱器的類型很多,本課題主要介紹列管式換熱器的結構形式及常見故障的修理方法。
 
列管式換熱器安裝知識
 
列管式換熱器是化工生產中應用最為廣泛的一種換熱器,它的結構比較簡單,換熱效率高,適應性強(在高溫或 低溫,高壓或低壓的條件下都能使用)。
 
列管式換熱器的主要結構是在一個圓筒形的殼體內,設置許多平行排列的管子組成的管束所構成。
 
殼體的兩端與端蓋裝有法蘭,利用螺栓將端蓋與殼體連接起來。
 
殼體與端蓋上分別設有兩種介質的出入口小法蘭,以便于相應的管路連接。
 
化工生產中常用的列管式換熱器有固定管板式,浮頭式,U形管式和殼體具有熱補償作用的幾種。
 
固定管板式管殼式換熱器的主要結構組成:管箱、B流體、A流體、換熱管、折流板、管板、支座、殼體
 
封頭;換熱管;折流板;殼體;支座;管板 
 
管板(也叫花板)與殼體兩端形成不可拆卸的固定連接。
 
管子的兩端采用脹接焊接的方法與管板相連接,為了改變管間介質的流動方向,提高換熱效率,在殼體的內壁上設置折流板若干塊。
 
兩端的端蓋與殼體用法蘭形式連接起來。
 
管內和管間分別流動著兩種不同的介質。
 
為了提高換熱器的換熱效率,有時在封頭內設置隔板,形成流體分配室,即構成所謂的雙管式列管式換熱器或四程列管式換熱器。 
 
1、 安裝前的準備
 
充分做好換熱器安裝前的準備工作,可以使安裝工作順利進行,達到安裝各項技術指標,確保安裝質量。 
 
(1)施工的現場準備
 
根據施工的現場平面布置圖,對現場的其他各方面進行實際勘查,測量確定運輸路線,停車位置,卸車位置及周圍環境是否影響設備的運輸和安裝,協同有關方面滿足吊裝的工況要求。疏通運輸道路,必須保證道路平整堅實,使車輛能平穩通過,安全的將換熱器運至現場。安裝寬度應滿足安裝要求。
 
(2)換熱設備的驗收
 
安設備的圖紙進行認真仔細的檢查,包括設備的型號,質量,幾何尺寸,管口方位,技術特性等。查閱出廠合格證,說明書,質量保證書等技術文件。檢查設備是否有損壞,缺件(包括墊鐵,螺栓,墊片,附件等)。做好檢查,驗收記錄。 
 
(3)基礎的驗收
 
換熱器安裝前必須對基礎進行認真的檢查和交接驗收。基礎的施工單位應提交質量證明書,測量記錄及有關施工技術資料。基礎上應有明顯的標高線和縱橫中心線,基礎應清理干凈,如有缺陷應進行處理。 
 
(4)吊裝的準備
 
吊裝部門應該準備好全部機索具,如吊車,抱桿,鋼絲繩,滑輪組,倒鏈和卡環等,并按安全規定認真做好檢查工作。對大型換熱器,因直徑大,加熱管多,起吊重量大,因此起吊捆綁部位應選在殼體支座有加強墊板處,并在殼體兩側設木方用于保護殼體,以免殼體在起吊時被鋼絲繩壓癟產生變形。
 
(5) 編寫施工方案
 
為了使安裝工作有序進行,安裝前應編寫施工方案,施工方案的內容應包括編制說明,編制依據,工程概況,施工準備,施工方法和措施,技術措施和技術要求,施工用機具,施工用料,施工人員調配,施工計劃進度圖等。 
 
2、 換熱器的安裝
 
安裝一般按下列順序和要求進行。
 
1)檢查換熱器各部位尺寸的偏差是否符合標準的要求,國家標準GB151規定的 換熱器標準:換熱器的允差見培訓資料。 
 
2)基礎上活動支座一側應預埋滑板,地腳螺栓兩側均有墊鐵。設備找平后,斜墊鐵可以和 設備底座板焊勞,但不得與下面的平墊鐵或滑板焊死,且墊鐵必須 光滑,平整,以確保活動支座的 自由伸縮。 
 
3)活動支座的 地腳螺栓應安裝兩個縮緊的螺母,螺母與底板間應留有1~3MM的間隙,使底板能自由滑動。 
 
4)換熱器安裝后的允許偏差應符合下列要求: 
 
a. 標高≤3MM 
 
b. 垂直度(立式)≤1/1000且不大于5MM,
 
水平度(臥式)≤1/1000且不 大于5MM c中心位移≤5MM。 
 
5)與換熱器相連接的管線,為 避免強力裝配,應在不 受力的 狀態下連接,并應不 妨礙換熱器的熱膨脹。 
 
3、壓力試驗
 
換熱器的壓力試驗(以固定管板式為 例),不同類型的換熱器,其試驗方法略有差異。 
 
首先拆下換熱器的封頭,對殼程進行液壓(一般采用水)試驗。
 
當達到試驗壓力時,除了檢查換熱器殼體之外,應重點檢查換熱管與管板的連接接頭(一下簡稱接頭,)檢查接頭脹接或焊接處是否有滲漏。
 
若少數接頭有滲漏,可以 做好標記,卸壓后進行重新脹接獲焊接,然后再做壓力壓力試驗,直到合格為止。
 
管程試壓合格后,加墊片安裝封頭,再進行管程壓力試驗。 
 
4、附件的安裝
 
換熱器經安裝找正,找平固定以后,可進行管道,閥門和安全附件等的安裝。其安裝方法可參照管路的安裝。
 
列管式換熱器的檢修
 
列管式換熱器在使用過程中,最容易發生故障的零件是管子。介質對管子的沖涮,腐蝕等作用都可能造成管子的損壞,因此經常對換熱器進行檢查,以便及時發現故障,并采取相應的措施進行修理。
 
列管式換熱器最常見的故障有管壁積垢,管子泄露和振動等。
 
看點
 
01
 
壁積垢的清除
 
在列管式換熱器管子的內外壁上,由于介質的經常存在,很容易形成一層積垢。積垢的形成會直接降低換熱器的效率,因而應及時進行清除。對管子內壁積垢的清除方法,可采用機械法和化學除垢法進行修理。
 
看點
 
02
 
泄露的修理
 
列管式換熱器的管束是由許多管子排列而成的,介質的沖刷腐蝕時管子泄露的主要原因。對管子進行修理之前,必須做好管子泄露情況的檢查。
 
常用的檢查管子泄露的方法是:在冷卻水的低壓出口端設置取樣管口,定期對冷卻水進行取樣分析化驗。如果冷卻水中含有被冷卻介質的成分,則說明管束中有泄漏。然后再用試壓法來檢查管束中哪些管子在泄露。
 
檢查時,先將管束的一端加盲板,并將管束浸入水池中,然后使用壓力不大于1×100000 Pa的壓縮空氣,分別通入各個管口進行試驗。
 
當壓縮空氣通入某個管口時,如果水池中有氣泡冒出,則說明這個官子有泄漏,即可在管口上作上標記。此方法對所有管子進行檢查,最后根據管子損壞的多少,運用不同的修理方法。 
 
1、對少量管子泄漏的修理方法
 
如果管束中僅有一根或幾根管子泄漏時,考慮到對換熱器的換熱效率影響不大,可以采用堵塞的方法對泄露的管子進行修理。用錐形金屬塞在管子的兩端打緊焊牢,將損壞的管子堵死不用。
 
錐形金屬塞得錐度以3-5℃為宜,塞子大端直徑應稍大于脹管部分的內徑。
 
2、對較多管子泄露的修理方法
 
如果產生泄露的管子較多,采用堵賽的方法進行修理,將會大大降低換熱器的換熱效率(通常情況下,堵塞管子得數量不能超過總管數的10%)。
 
這時,則采用更換管子的方法進行修理,操作步驟如下; 
 
(1)拆除泄露的管子
 
管子的拆除就是將管子從管板上抽出的過程。拆除管子時,對于薄壁的有色金屬管子可采用鉆孔或絞孔的方法,也可以用尖鏨對管口進行鏨削得方法來拆除。
 
使用鉆孔或絞孔的方法拆除管子時,鉆頭或絞刀的直徑應等于管板上孔口的內徑。
 
鉆孔或絞孔時,把管子在管板孔口內脹接部分的基本金屬切削掉,則管子即可從管板中拆除出來利用鏨削的方法拆除管子時,可使用尖鏨把脹接部分的管口向里收縮,使管子與管板脫開,將管子從管板的孔口中拆除下來。
 
對于壁厚較大的管子,可利用氧-乙炔火焰切割法拆除管子,即先在管子的脹接部分切割出2-4個豁口,并把管口向里敲擊收縮,使管子與管板上的孔口脫開,然后用螺旋千斤頂將管子頂出或用牽拉工具拉出。
 
無論使用哪種方法拆除管子,應將管子的兩端都拆除,并注意,在拆除時不要損壞管板的孔口,以便更換新管子的時候,使管子與管板有較嚴密的連接。
 
(2)更換新管并進行脹接
 
損壞的管子從管子從管板中抽出來之后,就可將新管子插入管板的孔中。更換上新的管子,規格應與材質與原來的管子相同。
 
穿入管子時,應對正相應的管板孔口,使管子位于正確的位置上。然后就可以把管子與管板連接起來。
 
管子與管板的連接方法有脹接法和焊接法。 
 
1)脹接法
 
 
脹接法是利用脹管器,對伸入管板孔內的管端部分進行滾壓,使管壁擴脹,管徑增大,管子外徑完全貼合在管板孔內壁上,管板孔把管端緊緊抱住,從而大大兩者嚴密不漏和牢固連接的目的。
 
對換熱器的管子進行修理性脹接時,通常使用斜柱式手動脹管器。
 
其主要零部件有脹桿,外殼和滾柱三部分組成。
 
有時為了使管子脹接得更加牢固,還要把伸出管板的管端部分進行翻邊,這時可以使用帶翻邊滾柱的脹管器。帶翻邊滾柱的脹管器比斜柱式手動脹管器多了三個翻邊滾柱。
 
對管子進行脹接前,應先將管板孔內壁及管端外經清理干凈,使其露出金屬光澤,并對壁端進行退火處理對管子外徑和管板孔口內徑進行尺寸檢查,其尺寸應符合下表所示的數值范圍:
 
管子外徑與管板孔口內經的對應數值范圍
 
脹管時的工作溫度應不低于-10℃,脹管操作時,先在管端內壁上涂機油少許,把脹管器放入管端口內,錐形脹桿插入三個滾柱之間,使滾柱與管內踏靠緊,將帶方孔的手柄套在脹桿頭部的方  ,在雙手輕壓得同時,按順時針方向轉動手柄,并帶動滾柱旋轉,隨著脹桿的推進,滾柱對管子內壁加強滾壓使管壁脹大。
 
緊貼于管板孔口的內壁上,脹接操作完成后,應先檢查管口有無歪斜,過渡部分是否圓滑,翻邊處有無裂紋等。
 
如有嚴重缺陷,應更換管子,進行重新脹接。
 
最后用水壓試驗法進行全面檢查,作水壓試驗時,應將管束裝入殼體內,把管間注滿水后進行充壓,檢查各脹接口有無陷漏現象,如果有漏水或冒汗現象,對脹接口進行重新脹接。
 
脹接法通常用于壓力在25×100000Pa以下,溫度不大于300℃的場合。 
 
2)焊接法
 
 
當介質溫度和壓力較高或者要求更嚴格時,可采用焊接法把管子固定在管板上。
 
在管子與管板的連接要求嚴格的情況下,可采用先脹接后焊接兩者并用的方法進行。
 
由于對管子縣進行了脹接,減小了管子與管板孔口內壁之間的間隙,因而可以減小或消除間隙腐蝕,提高焊接質量,延長使用壽命。 
 
3)爆炸脹管
 
 
爆炸脹管是管子與管板孔口連接的一種新工藝。其原理是利用高能源的炸藥,使其在極端的時間內爆炸,產生很高的壓力,使管端在高壓氣體和沖擊波的作用下,迅速發生塑性變形,牢固地貼合在管板孔口上。
 
操作時先將管端的外圓及管板孔口的內圓清除干凈,使其漏出金屬光澤,并將管子傳入管板孔口中,然后將裝有雷管的炸藥包放入管端,炸藥包與雷管的放置位置必須與管子同軸,以保證爆炸時的脹接力均勻。
 
炸藥包在管端的軸向位置,如培訓教材。靠前時可能使管口破裂,靠后時可能使管子中間破裂或管端收口。
 
最后通電起爆,在爆炸時巨大壓力的作用下,使管端緊緊地脹接在管板孔口上,爆炸脹管一次可以同時脹接多根管子,每次必須使用同批號的雷管,每個雷管的導線材料要相同,以便使使管端的起爆時間統一,保證爆炸脹接的質量。
 
一根管子的兩端不能同時爆炸,,要先爆完一端再爆另一端。炸藥的用量的多少是脹接質量的關鍵,炸藥多時易將管子脹壞,炸藥少時不能保證脹接質量。
 
施工前最好經過模擬試驗,來確定炸藥的用量。 
 
爆炸脹管的方法成本低,操作簡單,工人勞動量小,但在操作時必須十分小心,注意安全。 
 
看點
 
03
 
管子振動的修理方法
 
列管式換熱器中管子產生振動是常見故障的另一種形式。管子的振動,將使管端的脹接處松動,使管子與折流板的接觸處產生磨損,降低管束的使用壽命。
 
因而,應對管子的振動及時采取措施進行修理,以免造成不應有的事故。
 
管子產生振動,不外乎是由于管子與折流板之間的間隙過大,加上介質脈沖性的流動而引起的。
 
對于管端脹接處的松動,可以用焊接的方法來修理。焊接時,為了減小焊接應力,應使用小電流的電弧焊。
 
對于管子與折流板之間的間隙過大而產生的振動,造成管子與折流板之間的磨損,應視其磨損的程度采取不同的修理方法。如果管壁磨損嚴重時,可采用更換新管子的方法進行修理。
 
如果管壁磨損輕微,應想辦法減小管子與折流板之間的間隙,比如增加折流板的塊數,或用木 在管子與管子之間,以便減小和消除管子的振動。 
 
對于因介質脈沖性流動而引起管子的振動,應從消除介質的脈沖性流動方面著手,以減少管子產生振動的可能性。
 
比如,在管路中設置緩沖器等,使得介質流動趨于平穩,消除管子因此而產生的振動。
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