技能培训资料之高压换热器.docx

高压加氢换热器一般用在反应器出口位置，以反应器产物和混氢原料为主进行换热。因此要求高温高压。当前使用的高压换热器基本上有两种形式，一种是法兰式、一种是螺纹锁紧环形式。
一、法兰换热器的结构形式及优缺点
1、平垫结构：
  管箱法兰及管箱侧法兰之间的管板两侧用金属平垫。
  优点:结构简单，便于制造。当法兰与垫片热膨胀系数不同时，较为有利，尤其是在大直径的条件下。
  缺点：垫片对轴向回弹补偿很小，一旦主螺栓与法兰有一定的温差时，当法兰的热膨胀大于主螺栓时，主螺栓的伸长超过它自己的弹性变形长度时，并且又处于工艺降温过程的条件下，就要发生泄漏。
  采用的对策：缩短主螺栓长度改变密封效果，即尽量采用栽丝螺栓，但这样对于检修拆卸有较大的难度。
2、八角垫结构(图1)
  由于平垫的回弹较小，为了解决这个问题采用八角垫形式，目前广泛采用，但当换热器的直径较大时，也发现了泄漏问题。
  八角垫材料往往与法兰的材料线膨胀系数不同，当温度比较高，直径大，因有较大的膨胀差制，很有可能泄漏。而且经常发现八角垫密封面上有皱褶变形，法兰密封面槽上有压痕。这就是检修时必须重新修复密封面，更换八角垫。

图1  活动管板换热器（T-STAR E-102）
3、Ω形结构（图2）
  工厂生产中，如国外漏将产生较大的损害，对环境和人员带来很大的危险，所以人们采用Ω环结构。
  优点：密封可靠，不容易发生泄漏，这种结构有较大回弹补偿，当主螺栓被拉伸较长时，超出弹性变形而不能补偿时Ω形可以张合，有比较大的补偿能力，食用安全可靠。
  缺点：拆卸很麻烦，检修时首先将Ω形密封圈沿中心线割开，回装时重新修理破口后焊接。一个Ω环不能多次使用，否则会降低Ω环的可靠性。

图2、Ω环换热器（煤液化装置E-201）
二、螺纹锁紧环换热器
1、结构及部件的相互关系
  它有一个完整的外壳，即管程及壳程用同一个筒体，筒体的一端焊有封头，另一端有螺纹承压环及一个压盖组成紧贴在密封盘上，密封盘周边有金属垫密封与外界隔离开，防止外漏。管束放入筒体内，管束上的管板与筒体的内台阶有垫片，将管程及壳程分开。管板相邻管箱侧的部分紧贴内套筒，内套筒的另一端顶压螺栓，顶压螺栓设置在卡环上，卡环放在管箱内壁的沟槽内，卡环设计成几个分瓣，便于安装，拧紧卡环上的顶压螺栓，通过内套筒，将力传给管板处的垫片，使其压紧。卡环的一侧设置一个压环，它的另一侧贴靠密封盘，压环有两个作用，一是限制压盖的位置，防止在运输过程中损坏密封盘，另一个作用是传递螺纹承压环上内圈螺栓的压紧力。工艺操作中若发现管板侧垫片泄漏，可以直接上紧内圈螺栓，随时可以排除内漏。
  在螺纹环上的内外圈螺栓上紧时，首先压紧内压杆，内压杆比较长，压缩后起弹簧作用，可以补偿垫片回弹的不足。
  内套筒用隔板从中间分成两个半圆筒，其中的一个半圆筒用半圆盖封闭，使管箱的进口和出口完全分开，为了防止短路，在另一个半圆筒内设置一个密封机构，固定在管箱的进口上，防止内套筒与筒体之间的环形间隙产生短路。
2、主要部件的作用
  密封机构可防止进出口短路，内套筒可传递压紧力，使管板垫片被压紧，另一个作用使管程的进出口隔开。密封盘可传递螺纹承压环的压紧力，压紧垫片起密封作用。内压杆传递螺栓压紧力，并有回弹能力。螺纹承压环与压盖一起承受全部内压载荷及垫片压紧力。
3、设备使用中应该注意的几点要求
  螺纹环上的内圈螺栓的使用时机非常重要，只有当温度达到最高同时发现有内漏时才能上紧它。
  开工时需要将管程部位的观察孔丝堵打开，以观察是否有外漏。
  检修回装时，注意更换管束两侧的密封条，防止发生壳程短路。
  检修拆卸换热器时，要注意不要损伤到大螺纹，紧固内外螺栓时严格按图纸要求的上紧力进行，为防止上紧不到位可参照定位来增加力矩。