萊寧管式換熱器管式換熱器廠家專業(yè)生產(chǎn)管式換熱器
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管式換熱器應(yīng)用于礦山、石油、冶金、化工、食品、電力、造紙、醫(yī)藥、船舶、集中供熱等工業(yè)領(lǐng)域。能滿足冷卻、冷凝、蒸發(fā)、余熱回收、制糖等工藝 要求,是一種、節(jié)能、緊湊、應(yīng)用廣泛的通用型熱交換設(shè)備。
1)殼程結(jié)焦 原料-油漿換熱器結(jié)焦的焦層呈黑褐色片狀,厚度平均3~5mm,質(zhì)地疏松,用手一捏即碎,肉眼觀察斷層很容易看到結(jié)焦物的兩側(cè)發(fā)亮,而內(nèi)部色澤較暗。 兩側(cè)閃亮的薄層是在換熱器結(jié)焦縮合后形成的產(chǎn)物,其中可燃物部分占60.1,系焦化蠟油中的焦粉和在換熱器縮合后形成的焦碳,剩余部分為不可燃燒的無機(jī)物 等雜質(zhì)。
從理論上講,原料系統(tǒng)在進(jìn)提升管之前不可能結(jié)焦,原料經(jīng)過換-201/1,2、換-204/1,2、換-206,最后到換-209/1,2換熱,其終 溫不高于260℃,根本達(dá)不到縮合生焦的溫度需要。因此認(rèn)為:原料油漿換熱器殼程結(jié)焦,主要與原料中的焦粉、油漿換熱后的溫度及原料在殼程的線速有關(guān)。
原料中焦粉多近年來該裝置原料逐年變重、變差,特別是原料中的焦粉因無有效的脫除方法被大量帶入催化(催化法勘測離子電池陽極裝置中的材料)裝置,以 1997年為例,共加工遼河焦化蠟油216000t,其中的焦粉按0.35計(jì),則全年流經(jīng)原料-油漿換熱器殼程的焦粉量高達(dá)756t,因此遇適宜的條件, 就可能在殼程出現(xiàn)沉積。
線速低裝置處理量若按90t/h計(jì),則原料流經(jīng)此換熱器的線速僅0.11m/s,是原料流經(jīng)所有換熱器中線速的,見。
原料以低速流經(jīng)該換熱器時(shí)就可能有一小部分焦粉沉積在換熱器的底部、管束的表面及折流擋板的兩側(cè),隨著時(shí)間的推移越聚越多,于是在某個(gè)區(qū)域形成死區(qū),即不流動區(qū)。
死區(qū)溫度高由于原料是與分餾塔底抽出的370℃高溫油漿換熱,一旦形成不流動區(qū),該區(qū)域的原料換熱后的溫度便接近或達(dá)到油漿的溫度,而具備熱裂化等化 學(xué)反應(yīng)的條件,進(jìn)而發(fā)生熱裂化等結(jié)焦縮合反應(yīng),與沉積的焦粉粘合在一起形成結(jié)焦物。原料中焦粉含量和雜質(zhì)越多,在殼程的線速越低,不流動區(qū)域越多,殼程結(jié) 焦就可能越嚴(yán)重。另外,當(dāng)原料中重金屬含量增加時(shí),鎳的脫氫活性對脫氫縮合反應(yīng)會起到催化作用,加速焦炭的形成。再一方面,由于常減壓采取深拔措施后,使 得直餾蠟油性質(zhì)明顯變劣,氫含量只有12.1,也使結(jié)焦傾向增大。
值得說明的是,從原料系統(tǒng)打開的其它換熱器殼程均未發(fā)現(xiàn)有類似的結(jié)焦物,這主要是因?yàn)槠渌蠐Q熱器線速高,焦粉等不易沉積,同時(shí)換熱后原料溫度低,達(dá)不到發(fā)生縮合等反應(yīng)應(yīng)具備的條件。
2)管束變形 在換熱器管束檢修清洗過程中,看到有許多管子彎曲變形,尤以外圍管束最為嚴(yán)重,變形管束約占2/5,但管子均暢通。檢查中還發(fā)現(xiàn)折流擋板不同程度變形。
如前所述,原料中的焦粉及其它雜質(zhì)過多,線速較低易形成結(jié)焦,結(jié)焦形成的不流動區(qū)導(dǎo)致該區(qū)域管束內(nèi)外溫度趨近相同,即接近油漿的溫度365℃。而流動 區(qū)殼程原料油的溫度一般由70℃升至200℃,于是在同一臺換熱器內(nèi)就形成了2個(gè)溫度不同的區(qū)域。在溫度較高的區(qū)域管子熱膨脹量大、蠕變變形量也大。溫度 低區(qū)域的管子則限制高溫區(qū)域管子的膨脹,最初因溫度高的管子較少,每根管子所受的壓力很大,使得這一部分管子彎曲變形。隨著溫度高的管子增多,每根管子所 受壓力變小,但溫度低的區(qū)域每根管子的拉力增大,最終達(dá)到力的平衡。至于折流擋板的形變則是因?yàn)楣苁巫兯隆?br />
2、對策 1)嚴(yán)格控制原料油成分 目前,對于焦化蠟油中的焦粉尚無有效的脫除方法。因此在保證焦化裝置平穩(wěn)生產(chǎn)的前提下,應(yīng)嚴(yán)格控制焦化蠟油中的焦粉含量。上游的常減壓裝置要控制好適 宜的總拔,不要片面追求過高的拔出率而使部分減壓渣油餾分進(jìn)入減四線,造成催化原料過重,影響催化原料性質(zhì)。對于多年的罐底原料要作雜質(zhì)等成分分析,各項(xiàng) 指標(biāo)均合格的情況下才能送催化做原料,防止其中雜質(zhì)過多而影響裝置的正常生產(chǎn)。!焦化蠟油進(jìn)行加氫或溶劑抽提后,再送催化裝置做原料,以此改變原料性 質(zhì)。錦西煉油化工總廠新上一套15萬t/a的焦化蠟油加氫裝置,焦化蠟油經(jīng)加氫后再送催化做原料,其性質(zhì)大為改觀。
2)提高原料在換熱器殼程的線速 保持適宜的原料處理量,防止處理量過小影響線速度。由于H-209/1,2是并聯(lián),在滿足生產(chǎn)需要的前提下,盡可能將換-209/1,2中的1臺切 除,那么線速就可提高近一倍。另外應(yīng)控制油漿從分餾塔底的抽出溫度不高于365℃,在生產(chǎn)允許的情況下,盡量保證分餾塔底溫度低于360℃,以降低換熱后 的原料溫度,防止原料發(fā)生熱裂化和縮合生焦等反應(yīng)。
3)防止管束變形 一般地,有兩種原因可能導(dǎo)致原料-油漿換熱器管束變形。一是換熱器殼程結(jié)焦。二是管程堵塞,堵塞的管子內(nèi)的油漿溫度接近于殼程的原料溫度160℃,而 未堵塞的管子內(nèi)的油漿溫度為370℃,這樣就造成管束與管束之間存在溫差。堵塞的管子溫度低,未堵塞管子溫度高,兩部分管子自由熱膨脹量不同。造成未堵塞 管子大多數(shù)都發(fā)生嚴(yán)重彎曲變形。堵塞管子因受拉而部分與管板脫開,發(fā)生泄漏。
為防止管束變形,除控制原料成分滿足生產(chǎn)工藝要求外,還采取了以下措施:
避免人為堵死管束,在換熱器檢修時(shí),凡有竄漏和滲透的管束均予以更換。改善工藝操作,減少分餾油漿循環(huán)系統(tǒng)生焦,采用旋風(fēng)分離器,減少催化劑隨油 氣的帶出量,進(jìn)而降低油漿中的催化劑濃度;油漿泵出口管線加兩組過濾器,切換使用,定期清理;在分餾塔底加1.2m高的圓筒型篩孔過濾器,防止焦塊帶入油 漿循環(huán)系統(tǒng);油漿泵出口加注阻垢劑,減緩和防止該系統(tǒng)結(jié)垢、結(jié)焦;嚴(yán)格控制分餾塔底液相溫度不大于365℃;在綜合經(jīng)濟(jì)效益允許的情況下,可以適當(dāng)外甩一 定比例的油漿;控制油漿的循環(huán)量不低于150t/h,油漿在流經(jīng)管線和冷換設(shè)備時(shí)流速不低于1.3m/s,在分餾塔底的停留時(shí)間不大于5min,循環(huán)油漿 在流經(jīng)蒸汽發(fā)生器時(shí)一般盡量多走冷流少走熱流,以提高油漿在管程的線速;搞好平穩(wěn)操作,減少工藝波動。
通過采取以上防范措施,原料-油漿換熱器結(jié)焦及管束變形得以減緩和控制。1998年第2季度裝置大修時(shí)打開此換熱器檢查,沒有發(fā)現(xiàn)殼程結(jié)焦及管束、管板變形,證明上述技術(shù)措施行之有效。
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