板式換熱器在氯堿生產中的應用與維修

發(fā)布時間：2009-11-15 瀏覽：3095

      舒軍迎[關鍵詞]板式換熱器;材質;應用[摘要]介紹了板式換熱器在氯堿廠的應用情況,并就其在使用過程中應注意的問題及清洗和維修方法進行了探討。

　　眾所周知,氯堿生產是一種高能耗的產業(yè)。近年來,隨著氯堿廠生產規(guī)模的日益擴大,總能耗也越來越多。由于換熱器的能耗和投資占燒堿的成本較高,因此應用新型的換熱器在氯堿企業(yè)的擴建中顯得越來越重要。

　　板式換熱器是一種結構緊湊、性能高效的換熱設備。與列管換熱器相比:它占地面積只相當于列管換熱器的20 %左右。由于增加擾動,強化了傳熱,傳熱效率提高了4～5倍。它組裝靈活,熱損失小,不需要保溫層,同時質量輕,拆卸、檢修方便,廣泛應用于各種工業(yè)生產中。

　　1 　工作原理及性能對比

　　在板式換熱器中,板片是傳熱元件,懸掛在導桿上,板片上面還貼有密封墊片,板片按設計要求組裝后壓緊。流體在板式換熱器內的流動,是通過板片上的角孔進入板片通道,冷熱流體間達到換熱的作用。普通的板式換熱器主要用于無相變的換熱場合,還有冷凝式板式換熱器用于氣體冷凝,以及耐壓較高的焊接式板式換熱器。

　　板式換熱器與管殼式換熱器的性能對比見表1。

　　2 　氯堿廠各工序使用實例

　　在氯堿廠中,除了蒸發(fā)器的加熱室和濃堿冷卻器因結晶鹽的存在無法使用板式換熱器外,其它可使用換熱器的工序,板式換熱器均能很好地起作用。2. 1 　硅整流工序

　　硅整流工序的兩種換熱器均屬于液液換熱。其中變壓器的油冷卻器可使用鋁黃銅板片材質、耐油丁腈橡膠墊片的板式換熱器;整流柜的純水冷卻器可使用1Cr18Ni9Ti的板片材質、丁腈橡膠墊片的板式換熱器。2. 2 　鹽水工序

　　鹽水預熱器屬于氣液換熱,同時由于鹽水介質電化學腐蝕的存在,板片材質必須使用1Cr18Ni9Ti以上奧氏體不銹鋼,墊片為丁腈橡膠的冷凝式板式換熱器。2. 3 　氯氣處理工序

　　在氯氣處理工序中,鈦管冷卻器板片可使用TA2鈦材材質,由于濕氯氣的化學腐蝕較重,所以選用耐氧化的三元乙丙橡膠墊片,同時有氯水的冷凝,必須使用冷凝式板式換熱器;同樣氯水冷卻器可使用板片材質為TA2、墊片為三元乙丙橡膠的板式換熱器;納氏泵的循環(huán)酸、各塔循環(huán)酸換熱器板片可使用耐濃硫酸和氯氣腐蝕的哈式合金C - 276材質以及氟橡膠墊片。2. 4 　液氯工序

　　在液氯工序中,無論使用氨制冷還是使用氟里昂制冷,制冷劑的液化均可使用板片材質為1Cr18Ni9Ti的板式換熱器,由于壓縮后的氣體壓力較高,所以此板式換熱器必須選用焊接式的,雖然板片無法拆檢,但由于介質腐蝕性較弱,使用壽命仍可達8年以上。

　　氯氣液化器可使用板片材質為1Cr18Ni9Ti的冷凝式板式換熱器、其墊片同鈦管冷卻器一樣選用三元乙丙橡膠。2. 5 　電解工序

　　由于電解液的腐蝕包括氯離子的孔蝕、堿脆和電化學腐蝕,因此電解液預熱器必須使用1Cr18Ni9Ti或Mo2Ti的奧氏體不銹鋼板片材質、墊片選用耐強堿的丁基橡膠。

　　3 　使用中應注意的問題(1)當換熱介質中含有固體顆粒、纖維狀物質時,例如一次水或循環(huán)水,應當在換熱器前面安裝過濾器。(2)板式換熱器投入使用時,應緩慢打開高溫介質入口閥門,使其充滿高溫側板程,然后再打開低溫介質的入口閥門。嚴禁壓力、溫度急劇變化。(3)通過分析介質成分或判斷壓力變化情況,發(fā)現(xiàn)有兩種介質相串通的現(xiàn)象時,應立即停車,查出并更換損壞的板片。(4)嚴格控制使用溫度與壓力在允許值以下,否則會加速密封墊的老化,造成嚴重泄漏等情況。(5)檢查發(fā)現(xiàn)換熱板束泄漏時,應做好標記,以便設備拆開后,迅速查出損壞的板片和密封墊片,換上新的換熱板片和密封墊片。(6)開始運行時,發(fā)現(xiàn)換熱器冷熱不均,應先檢查換熱器內是否有空氣沒放干凈,然后檢查換熱板片是否加錯,通道是否堵塞,并采取相應的有效措施進行處理。(7)板式換熱器停車時,應緩慢關閉低溫介質入口閥門,隨即緩慢關閉高溫介質入口閥門,然后關閉低溫介質的出口閥門,再關閉高溫介質的出口閥門。禁止壓力、溫度發(fā)生急劇變化。

　　4 　清洗與維修4. 1 　清洗

　　清洗的間隔期應視板式換熱器的使用情況而定。當板式換熱器通道的阻力增加,換熱效果下降時應進行清洗。4. 1. 1 　反沖洗法

　　當板式換熱器的流道阻力較輕或阻力降突然升高時,停車,從流道的反方向,用高于操作壓力1. 5倍的工藝介質反向沖洗。4. 1. 2 　手工清洗法

　　如果板式換熱器的流道阻力用反沖洗法無法消除,且換熱板片結垢層很薄時,根據(jù)強度的不同,可用軟纖維的刷子洗刷,再用壓力為0. 2 MPa的水沖刷干凈為止。4. 1. 3 　化學清洗法

　　當換熱板片結垢層較厚,強度較高,用以上兩種方法難以處理時,使用化學清洗法。一般采用10 %的硝酸、2 %的聚偏磷酸、5 %的乙二胺四乙酸的混合溶液來清洗,也可用10 %的硝酸加上藍星清洗公司的專用緩蝕劑來清洗。最后用清水沖洗干凈。4. 2 　維修

　　當板式換熱器拆檢清洗后或板片、墊片損壞時,應進行維修。(1)板式換熱器在拆卸前,應測量板束的壓緊長度尺寸,以便在重裝時使用。(2)密封墊片若粘在兩板片間的溝槽內,應小心地用工具從易剝離的部位插入,然后沿其周邊進行剝離,切不可損壞板片和密封墊片。(3)檢查換熱板片是否有穿孔情況,一般用放大鏡檢查。奧氏體不銹鋼板片可先用磁鐵粗檢,再用放大鏡檢查。(4)如果發(fā)現(xiàn)介質出入口及通道內有雜物積累,則說明過濾器失效,應及時清掃過濾器。(5)換熱板片結疤時,切忌用鋼絲刷子來洗刷,尤其是不銹鋼板片,以防止加速板片的腐蝕。(6)拆卸氯氣處理的鈦材板片時,嚴禁與明火接觸,以防氧化。(7)檢查密封墊片是否有老化、裂紋等缺陷,禁止用硬的物品在表面上亂劃。(8)板式換熱器的一個板片損壞而無備件時,可將此板片和相鄰的板片同時取下,再擰緊夾緊螺栓。(9)板片組裝時,可用刷子將密封膠涂在板片的溝槽內,然后壓入密封墊片,最后把板片組裝起來即可。

　　5 　結論

　　板式換熱器是一種結構緊湊、高效的新型換熱設備。在氯堿生產中應用新型的板式換熱器,占地面積比列管換熱器減少80 % ,投資降低50 %～70 % ,傳熱效率提高了400 %～500 %。由于選用的材質較好,使用中只要按規(guī)程操作就可以保證氯堿裝置安全長周期運行。同時板式換熱器質量輕,換熱器外不需要保溫。在使用中如果阻力增大或結垢,清洗比較容易。板片損壞或密封墊片泄漏時,拆卸、檢修也比較方便。因此在氯堿生產中應盡可能選用板式換熱器。