换热器安装与修理经验 华炬新产品研究所

换热器安装与修理经验 华炬新产品研究所

换热器是化工生产中用来传递热量的一种静止设备。两种不同的介质在换热器中进行热量的传递，使较大的温差值趋于减小。换热器在化工生产中常作加热器，冷却器，蒸发器等来使用。制作换热器的材质可以是金属材料（如铜，铝，碳钢，不锈钢等），也可以是非金属材料（如石墨，玻璃，塑料，陶瓷等）。化工生产中常用的换热器有列管式换热器，夹套式换热器，蛇管式换热器，套管式换热器，波纹板式换热器，螺旋板式换热器，翅板式换热器，石墨换热器及新型的换热器-热管等。换热器的类型很多，本课题主要介绍列管式换热器的结构形式及常见故障的修理方法。

列管式换热器安装知识

列管式换热器是化工生产中应用最为广泛的一种换热器，它的结构比较简单，换热效率高，适应性强（在高温或 低温，高压或低压的条件下都能使用）。列管式换热器的主要结构是在一个圆筒形的壳体内，设置许多平行排列的管子组成的管束所构成。壳体的两端与端盖装有法兰，利用螺栓将端盖与壳体连接起来。壳体与端盖上分别设有两种介质的出入口小法兰，以便于相应的管路连接。化工生产中常用的列管式换热器有固定管板式，浮头式,U形管式和壳体具有热补偿作用的几种。固定管板式管壳式换热器的主要结构组成：封头；换热管；折流板；壳体；支座；管板 管板（也叫花板）与壳体两端形成不可拆卸的固定连接。管子的两端采用胀接焊接的方法与管板相连接，为了改变管间介质的流动方向，提高换热效率，在壳体的内壁上设置折流板若干块。两端的端盖与壳体用法兰形式连接起来。管内和管间分别流动着两种不同的介质。为了提高换热器的换热效率，有时在封头内设置隔板，形成流体分配室，即构成所谓的双管式列管式换热器或四程列管式换热器。 

1、 安装前的准备

充分做好换热器安装前的准备工作，可以使安装工作顺利进行，达到安装各项技术指标，确保安装质量。 

（1）施工的现场准备

根据施工的现场平面布置图，对现场的其他各方面进行实际勘查，测量确定运输路线，停车位置，卸车位置及周围环境是否影响设备的运输和安装，协同有关方面满足吊装的工况要求。疏通运输道路，必须保证道路平整坚实，使车辆能平稳通过，安全的将换热器运至现场。安装宽度应满足安装要求。

（2）换热设备的验收

安设备的图纸进行认真仔细的检查，包括设备的型号，质量，几何尺寸，管口方位，技术特性等。查阅出厂合格证，说明书，质量保证书等技术文件。检查设备是否有损坏，缺件（包括垫铁，螺栓，垫片，附件等）。做好检查，验收记录。 

（3）基础的验收

换热器安装前必须对基础进行认真的检查和交接验收。基础的施工单位应提交质量证明书，测量记录及有关施工技术资料。基础上应有明显的标高线和纵横中心线，基础应清理干净，如有缺陷应进行处理。 

（4）吊装的准备

吊装部门应该准备好全部机索具，如吊车，抱杆，钢丝绳，滑轮组，倒链和卡环等，并按安全规定认真做好检查工作。对大型换热器，因直径大，加热管多，起吊重量大，因此起吊捆绑部位应选在壳体支座有加强垫板处，并在壳体两侧设木方用于保护壳体，以免壳体在起吊时被钢丝绳压瘪产生变形。

（5） 编写施工方案

为了使安装工作有序进行，安装前应编写施工方案，施工方案的内容应包括编制说明，编制依据，工程概况，施工准备，施工方法和措施，技术措施和技术要求，施工用机具，施工用料，施工人员调配，施工计划进度图等。 

2、 换热器的安装

安装一般按下列顺序和要求进行。

1）检查换热器各部位尺寸的偏差是否符合标准的要求，国家标准GB151规定的 换热器标准：换热器的允差见培训资料。 

2）基础上活动支座一侧应预埋滑板，地脚螺栓两侧均有垫铁。设备找平后，斜垫铁可以和 设备底座板焊劳，但不得与下面的平垫铁或滑板焊死，且垫铁必须 光滑，平整，以确保活动支座的 自由伸缩。 

3）活动支座的 地脚螺栓应安装两个缩紧的螺母，螺母与底板间应留有1~3MM的间隙，使底板能自由滑动。 

4）换热器安装后的允许偏差应符合下列要求： 

a. 标高≤3MM 

b. 垂直度(立式)≤1/1000且不大于5MM，

水平度（卧式）≤1/1000且不 大于5MM c中心位移≤5MM。 

5）与换热器相连接的管线，为 避免强力装配，应在不 受力的 状态下连接，并应不 妨碍换热器的热膨胀。 

3、压力试验

换热器的压力试验（以固定管板式为 例），不同类型的换热器，其试验方法略有差异。首先拆下换热器的封头，对壳程进行液压(一般采用水)试验。当达到试验压力时，除了检查换热器壳体之外，应重点检查换热管与管板的连接接头（一下简称接头,）检查接头胀接或焊接处是否有渗漏。若少数接头有渗漏，可以 做好标记，卸压后进行重新胀接获焊接，然后再做压力压力试验，直到合格为止。

管程试压合格后，加垫片安装封头，再进行管程压力试验。 

4、附件的安装

换热器经安装找正，找平固定以后，可进行管道，阀门和安全附件等的安装。其安装方法可参照管路的安装。

列管式换热器的检修

列管式换热器在使用过程中，最容易发生故障的零件是管子。介质对管子的冲涮，腐蚀等作用都可能造成管子的损坏，因此经常对换热器进行检查，以便及时发现故障，并采取相应的措施进行修理。列管式换热器最常见的故障有管壁积垢，管子泄露和振动等。

在列管式换热器管子的内外壁上，由于介质的经常存在，很容易形成一层积垢。积垢的形成会直接降低换热器的效率，因而应及时进行清除。对管子内壁积垢的清除方法，可采用机械法和化学除垢法进行修理。

看点02泄露的修理

列管式换热器的管束是由许多管子排列而成的，介质的冲刷腐蚀时管子泄露的主要原因。对管子进行修理之前，必须做好管子泄露情况的检查。常用的检查管子泄露的方法是：在冷却水的低压出口端设置取样管口，定期对冷却水进行取样分析化验。如果冷却水中含有被冷却介质的成分，则说明管束中有泄漏。然后再用试压法来检查管束中哪些管子在泄露。检查时，先将管束的一端加盲板，并将管束浸入水池中，然后使用压力不大于1×100000 Pa的压缩空气，分别通入各个管口进行试验。当压缩空气通入某个管口时，如果水池中有气泡冒出，则说明这个官子有泄漏，即可在管口上作上标记。此方法对所有管子进行检查，最后根据管子损坏的多少，运用不同的修理方法。 

1、对少量管子泄漏的修理方法

如果管束中仅有一根或几根管子泄漏时，考虑到对换热器的换热效率影响不大，可以采用堵塞的方法对泄露的管子进行修理。用锥形金属塞在管子的两端打紧焊牢，将损坏的管子堵死不用。

锥形金属塞得锥度以3-5℃为宜，塞子大端直径应稍大于胀管部分的内径。

2、对较多管子泄露的修理方法

如果产生泄露的管子较多，采用堵赛的方法进行修理，将会大大降低换热器的换热效率（通常情况下，堵塞管子得数量不能超过总管数的10％）。这时，则采用更换管子的方法进行修理，操作步骤如下; 

（1）拆除泄露的管子

管子的拆除就是将管子从管板上抽出的过程。拆除管子时，对于薄壁的有色金属管子可采用钻孔或绞孔的方法，也可以用尖錾对管口进行錾削得方法来拆除。使用钻孔或绞孔的方法拆除管子时，钻头或绞刀的直径应等于管板上孔口的内径。

钻孔或绞孔时，把管子在管板孔口内胀接部分的基本金属切削掉，则管子即可从管板中拆除出来利用錾削的方法拆除管子时，可使用尖錾把胀接部分的管口向里收缩，使管子与管板脱开，将管子从管板的孔口中拆除下来。对于壁厚较大的管子，可利用氧-乙炔火焰切割法拆除管子，即先在管子的胀接部分切割出2-4个豁口，并把管口向里敲击收缩，使管子与管板上的孔口脱开，然后用螺旋千斤顶将管子顶出或用牵拉工具拉出。无论使用哪种方法拆除管子，应将管子的两端都拆除，并注意，在拆除时不要损坏管板的孔口，以便更换新管子的时候，使管子与管板有较严密的连接。

（2）更换新管并进行胀接

损坏的管子从管子从管板中抽出来之后，就可将新管子插入管板的孔中。更换上新的管子，规格应与材质与原来的管子相同。穿入管子时，应对正相应的管板孔口，使管子位于正确的位置上。然后就可以把管子与管板连接起来。管子与管板的连接方法有胀接法和焊接法。 

1）胀接法

胀接法是利用胀管器，对伸入管板孔内的管端部分进行滚压，使管壁扩胀，管径增大，管子外径完全贴合在管板孔内壁上，管板孔把管端紧紧抱住，从而大大两者严密不漏和牢固连接的目的。对换热器的管子进行修理性胀接时，通常使用斜柱式手动胀管器。其主要零部件有胀杆，外壳和滚柱三部分组成。有时为了使管子胀接得更加牢固，还要把伸出管板的管端部分进行翻边，这时可以使用带翻边滚柱的胀管器。带翻边滚柱的胀管器比斜柱式手动胀管器多了三个翻边滚柱。对管子进行胀接前，应先将管板孔内壁及管端外经清理干净，使其露出金属光泽，并对壁端进行退火处理对管子外径和管板孔口内径进行尺寸检查，其尺寸应符合下表所示的数值范围：

管子外径与管板孔口内经的对应数值范胀管时的工作温度应不低于-10℃，胀管操作时，先在管端内壁上涂机油少许，把胀管器放入管端口内，锥形胀杆插入三个滚柱之间，使滚柱与管内踏靠紧，将带方孔的手柄套在胀杆头部的方，在双手轻压得同时，按顺时针方向转动手柄，并带动滚柱旋转，随着胀杆的推进，滚柱对管子内壁加强滚压使管壁胀大。紧贴于管板孔口的内壁上，胀接操作完成后，应先检查管口有无歪斜，过渡部分是否圆滑，翻边处有无裂纹等。如有严重缺陷，应更换管子，进行重新胀接。最后用水压试验法进行全面检查，作水压试验时，应将管束装入壳体内，把管间注满水后进行充压，检查各胀接口有无陷漏现象，如果有漏水或冒汗现象，对胀接口进行重新胀接。胀接法通常用于压力在25×100000Pa以下，温度不大于300℃的场合。 

2）焊接法

当介质温度和压力较高或者要求更严格时，可采用焊接法把管子固定在管板上。

在管子与管板的连接要求严格的情况下，可采用先胀接后焊接两者并用的方法进行。由于对管子县进行了胀接，减小了管子与管板孔口内壁之间的间隙，因而可以减小或消除间隙腐蚀，提高焊接质量，延长使用寿命。 

3）爆炸胀管

爆炸胀管是管子与管板孔口连接的一种新工艺。其原理是利用高能源的炸药，使其在极端的时间内爆炸，产生很高的压力，使管端在高压气体和冲击波的作用下，迅速发生塑性变形，牢固地贴合在管板孔口上。操作时先将管端的外圆及管板孔口的内圆清除干净，使其漏出金属光泽，并将管子传入管板孔口中，然后将装有雷管的炸药包放入管端，炸药包与雷管的放置位置必须与管子同轴，以保证爆炸时的胀接力均匀。炸药包在管端的轴向位置，如培训教材。靠前时可能使管口破裂，靠后时可能使管子中间破裂或管端收口。最后通电起爆，在爆炸时巨大压力的作用下，使管端紧紧地胀接在管板孔口上，爆炸胀管一次可以同时胀接多根管子，每次必须使用同批号的雷管，每个雷管的导线材料要相同，以便使使管端的起爆时间统一，保证爆炸胀接的质量。一根管子的两端不能同时爆炸，要先爆完一端再爆另一端。炸药的用量的多少是胀接质量的关键，炸药多时易将管子胀坏，炸药少时不能保证胀接质量。施工前最好经过模拟试验，来确定炸药的用量。爆炸胀管的方法成本低，操作简单，工人劳动量小，但在操作时必须十分小心，注意安全。 

看点03管子振动的修理方法

列管式换热器中管子产生振动是常见故障的另一种形式。管子的振动，将使管端的胀接处松动，使管子与折流板的接触处产生磨损，降低管束的使用寿命。因而，应对管子的振动及时采取措施进行修理，以免造成不应有的事故。管子产生振动，不外乎是由于管子与折流板之间的间隙过大，加上介质脉冲性的流动而引起的。对于管端胀接处的松动，可以用焊接的方法来修理。焊接时，为了减小焊接应力，应使用小电流的电弧焊。对于管子与折流板之间的间隙过大而产生的振动，造成管子与折流板之间的磨损，应视其磨损的程度采取不同的修理方法。如果管壁磨损严重时，可采用更换新管子的方法进行修理。如果管壁磨损轻微，应想办法减小管子与折流板之间的间隙，比如增加折流板的块数，或用木 在管子与管子之间，以便减小和消除管子的振动。对于因介质脉冲性流动而引起管子的振动，应从消除介质的脉冲性流动方面着手，以减少管子产生振动的可能性。比如，在管路中设置缓冲器等，使得介质流动趋于平稳，消除管子因此而产生的振动。

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发布日期：2019/1/25 16:57:28 浏览量：899