1、 铝制板翅式换热器的结构及安装、操作与维护1概述与术语1.1 概述1.1.1 绪言钎焊铝制板翅式换热器由多层波纹翅片和隔板交替叠置的板束构成，翅片边缘有封条密封，并设有气流的进出口，板束的*外层有侧板封牢。图1.1显示是一只多流体板翅式换热器。层叠而成的板束在真空炉中进行钎焊，然后将具有接管的封头焊接在进出口处的封条和隔板上。钎焊铝制板翅式换热器的尺寸用w表示板束的宽度，用h表示板束的层叠高度，用l表示板束的长度（见图12）。这三个尺寸的表示顺序统一为w*h*l，例如900*1180*6100mm。图1.1 典型多股流钎焊铝制板翅式换灬1.1.2 钎焊铝制板翅式换热器的成功应用1.1.2.1

　　2、典型应用多数钎焊铝制板翅式换热器用于分离气体的流程设备中，例如采用液化与精馏方法将原料气体分离为它的各种组份。产品气体和废气通过与原料气体换热而复热。分馏塔中设置有冷凝器和蒸发器。往往还使用于冷冻装置。而板翅式换热器就非常适合应用于这些方面，包括：名称 应 用主换热器 用返流产品气体和废气冷却原料气体。可逆式换热器 用于冷却空气并除去其中的水分和co2。过冷器 对液体产品或其他液体进行过冷。蒸发器 对塔底或塔板上的液体进行蒸发，往往设置于分馏塔中。顶部冷凝器 用低温流体冷凝塔顶蒸气。冷冻装置 用蒸发制冷剂冷却流程气体。液化器 在封闭循环中液化原料气体。分凝器 冷凝顶部蒸气并进行传热和传质。后冷

　　3、却器 冷却压缩机的排出气体。1.1.2.2 设备类型、钎焊铝制板翅式换热器已成功应用于上述许多方面，主要应用于低温空气分离设备，天然气加工与液化设备、石油化工产品的生产及尾气的处理、大型制冷装置等。表1.1列出了板翅式换热器可靠工作多年的典型应用。1.1.3 使用范围*高工作温度和压力钎焊铝制板翅式换热器工作压力为0100多巴表压。在一只换热器中可以通过压力不同的十多种流程气体。*高工作温度一般为65，制造者可使用比较经济的5083铝合金管道。在较低压力下，设计温度可高达+204。设计温度超过65是常见的。*低设计温度为-269。 1.1.4 适用流体钎焊铝制板翅式换热器可在许多不同类型的应用

　　4、中处理多种多样的流体。一般来说，流体应该清洁、干燥、对铝不会腐蚀。在水分露点温度低于换热器冷端温度的情况下，气流中的微量杂质h2s、nh3、so2、no2、co、cl等不会产生腐蚀问题。在特殊情况下，水银会腐蚀铝，因此在处理含水银的流体时必须小心注意。然而只要设备设计和操作程序恰当，也有许多成功处理含水银流体的例子。在特殊情况下，*好应咨询换热器制造者。换热器的前面应安置过滤器，以防通道被颗粒杂质堵塞，例如管道氧化层或分子筛粉末。万一发生堵塞，应使用可靠的清洗方法。 含有压缩机润滑油及其他重烃的流体，只要这些杂质不会沉积在翅片表面上是容许的。如果换热器结垢严重，应使用化学溶剂清洗。表1-1 装

　　5、置类型和应用装置类型产品和流体典型的温度范围典型的压力范围bar(a)工业气生产,空气分离液化装置氧氮氩烯有气体二氧化碳+65- bar(a)天然气处理:膨胀类脱氮装置液化石油气氦气回收甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷氮氦氢已烷二氧化碳+100to--100天然气液化基本载荷调峰装置液化天然气多组份冷剂+65 to -2005-75石化产品乙烯装置合成氨炼厂尾气纯化装置乙烯丙烯乙烷氨二氧化碳氢+200 to -2001-100致冷系统串联冷却液化装置氦氟里昂乙烯丙烷氮氢多元制冷剂+100 to --451.2. 换热器构件图1.2示出了换热器的构件并编有号码：1、隔板 5、

　　6、盖板 l：长度2、传热翅片 6、封头 w：宽度3、导流片 7、接管 h：高度4、封条 8、板束 1.2.1 换热器组构件 多只钎焊铝制板翅式换热器可以并联、串联、或并串联组成一个装置。图1.3显示是三只换热器并联的装置。在这种场合下，每种流体通过一根集气管和三只换热器的入口接管进入该装置，流过换热器后通过出口集气管离开该装置。1.2.2 复合结构二只或多只换热器板束可以并联焊接在一起形成一只复合板束。在这种情况下，换热器的高度可以超过制造厂钎接炉所限制的尺寸。1.2.3 连接方式 钎焊铝制板翅式换热器与设备管路连接有好向几种方式。1.2.3.1 法兰连接如果换热器要与钢管连接，或不想采用焊接进

　　7、行安装，制造厂可在换热器的接管上焊接铝制法兰，以便与连接管道的对接法兰配合。1.2.3.3 过渡接头 如果换热器要与钢管连接而又不用法兰，制造厂可在换热器的接管上焊接过渡接头，过渡接头可与连接钢管直接对焊。1.2.4封头与接管结构各种流体可通过不同形式的封头接管结构进出换热器。封头一般由半个圆筒构成，两端是平的或斜的，也可以是斜角形的。接管相对封头的位置可以是径向的、相切的或是倾斜的。接管上也可以焊接法兰或过渡接头。封头接管结构多种多样 。 2 安装、操作与维护2.1 概述板翅式换热器一般为立式安装、热端朝上。但也有例外，譬如空气分离用的可逆式换热器或错流或过冷器。换热器一般配备所需的支架以便

　　8、于现场安装。 如果换热器与买方管路之间的管道连接要采用焊接，则必须使用合格的焊接规程和焊工。所用的填充材料必须证实适用于所要焊接的材料。接管材料一般标于换热器的接管上及有关的图纸上。安装人员如有疑问可询问制造厂。2.2 起吊与搬运板翅式换热器的起吊与搬运应十分小心。制造厂提供的换热器应具有起吊装置，例如起吊凸耳等。制造厂应提供起吊搬运各换热器的详细指南，买方应严格遵照执行，如有疑问应询问制造厂。警告：如不遵照制造厂的起吊与搬运指南就有可能会严重损坏换热器。2.3 支撑横梁换热器安装于横梁上，横梁由买方自备，除非它包括在供货范围内，选择横梁时，除了要考虑换热器的自重外，还应考虑外部所施加的力与力

　　9、矩。 横梁的配合面应平直并对中，使换热器安装后的垂直偏差*大为1/2，或15mm。横梁对中时可借用金属薄片。横梁可用铝制成，这样轻一些，但一般是用合金钢制成的。2.3.1 支架绝热为防止热侵入，支架的配合面需加以绝热，绝热材料须能承受负荷和震动。绝热材料厚度由制造厂根据工作条件决定。如果换热器安装于冷箱内，则换热器与横梁的配合面以及横梁与冷箱的接合处都应进行绝热。2.4 工艺层的排放(工艺支/无用区域)的排放许多板翅式换热器都具有空的或不起作用的区域，典型的那些不起作用的区域例子如下：1） 换热器叠层顶部或底部的工艺层。2） 二股具有侧面相邻封头的流体之间形成的空间。3） 使用斜封条的端部导流

　　10、片的死角。4） 二只换热器板束焊接在一起形成的规定空间。5） 其他特殊结构：图纸上的工艺层标有记号。敞开的工艺层要求能够排放。运输之前制造厂应对无用区域进行干燥和封闭。注意：安装之后，现场试验与运行之前，复盖在工艺层上的运输用封闭物必须去除，并按制造厂说明换上排放塞或排放管。2.5 现场试验2.5.1 无损探伤制造厂推荐以下无损探伤方法，用于确保连接管道焊缝的质量。1） 目视检查所有连接管道的根部焊缝。2） 渗透检验所有连接管道和顶部的焊缝。3） 射线检验至少10%的对接焊缝。每个焊工的代表性焊缝都应检验。试验规程与验收标准应按有关规范。2.5.2 压力试验换热器安装之后，管道系统应进行压力试

　　11、验。压力试验应符合有关规范的要求，此外还应考虑以下事项：压力试验不能用水作为介质，因为换热器装好后，里面的水很难排光，当设备运行时，残留于换热器中的水会冻结，从而导致换热器严重损坏。注意：换热器进行空压试验时必须特别小必，如果没有遵照当地有关的可靠规程将会是很危险的。换热器各种流体的流道必须分别试验，一种流体的流道试压时，其他流体的流道不能加压。试压介质应为露点-40的无氧氮气。注意：试验压力必须符合当地规范，但无论如何不能超过换热器的试验压力。2.6 绝热换热器现场试验完毕后需要进行绝热。如果换热器装在冷箱内，换热器与冷箱壁之间的*小绝热距离应经绝热计算。换热器与冷箱壁之间的空间应充填绝热材

　　12、料，可采用珠光砂或矿渣棉。珠光砂的密度一般为6080kg/m3。充填矿渣时必须小心，以防损坏换热器接头。启动之前，需用与冷箱连通无氧干燥氮气连续进行吹除。对于装在支座或支架上的换热器来说，*小的绝热厚度参见说明。这类换热器所用的绝热材料一般为喷射聚胺酯泡沫。绝热之后，换热器还须用不受气候影响的外壳封闭。2.7 操作2.7.1 换热器的启动注意：为了确保安全运行，换热器的各种流道必须设置压力泄放装置。提供并安装压力泄放装置是用户的责任。考虑到换热器及其连接管道，泄放压力不能超过各种流道的*大许可工作压力。启动之间前，连接管道与容器系统的内部必须彻底清除颗粒杂质，例如氧化皮或砂粒。然后用露点为-4

　　13、0以下的无氧氮气吹除，以除去残余的水分和碳氢化合物，避免它们在运行时冻结而损坏换热器。吹除时间为424小时，取决于换热器系统的大小、形状及其复杂性。吹出的气体应加以监测，直至其水分含量少于10ppm并且没有明显的微量碳氢化合物。换热器的冷却只能使用干燥气体。冷却应小心控制以避免对换热器与管道产生热冲击。除温速率*大为2/分，如要超过此速率，需咨询制造厂。对于某些换热器来说，如制造厂同意，超过2是可行的。冷却气体应同时引入各流道，以防产生局部热应力。引入该系统的气体温度与局部金属温度的温差不能超过30。每次启动时所有有关数据均应记录存档，这对以后换热器的故障处理是有用的。注意：绝不能超过制造厂图

　　14、纸上和换热器铭牌上所示的*大设计工作压力和工作温度。2.7.2 正常运行如能遵照新荐的规程，换热器将可以无故障工作许多年。有些工业污染物如水银、二氧化硫、氯、氮氧化物等对铝有腐蚀性，非常有害。因此*好参见 “使用腐蚀性流体的可行办法”。为了防止颗粒杂质进入换热器，换热器系统的入口处应设置过滤器，还应设置一个旁系统，以便在不停机的情况下情洗过滤器。过滤网至少应能情除直径大于0.18mm的颗粒杂质。进入换热器的各种流体应当稳定流动，必须避免来自压缩机或泵的脉冲或喘振，有关的许可范围应咨询制造厂。为了防止超压，用户有责任在各种流道中安装适当的压力泄放装置。其泄放压力不能超过所述的*大许可工作压力。泄

　　15、放压力设定值和泄放量必须符合有关规范。2.7.3 停车 2.7.1中所述的启动注意事项也适用于停车。特别是，为了防止热冲击，加温应缓慢进行，在换热器上适当部位测得的升温速率不能超过2/分。如要超过此速率，应咨询制造厂。2.7.4 加温加温应使用气体，而且必须先排光换热器中的所有液体。当换热器达到常温时，应用露点为-40以下的无氧氮气吹除。吹除达到要求后，换热器应用盲板封闭。如果需停车一段时间，各流道应用干燥氮气加压至表压0.21.2巴。2.8 维护除了新述的说明与建议之外，不需要进行日常维护。对于可能会影响换热器的所有设备运行情况应作记录。记录表上应记录启动、停车、设备任何故障的详情以及日常工

　　16、作的数据。钎焊铝制板翅式换热器很少出问题，如果出了问题，应咨询制造厂。在咨询制造厂之前，不要擅自处理问题。探查冷箱内换热器的问题需要格外小心：必须切断冷箱内保护氮气的来源。注意：在冷箱内气体中的氧气含量平均达到至少19%之前，绝不允许任何人进入冷箱。冷箱内的氧气含量应用报警式监测器连续监测。此监测器每隔1小时应用另一只监测器进行检验。监测应在工作人员的局部高度进行。如果只需要移开冷箱内的部分绝热材料就可以接近换热器，所形成的工作空间必须用脚手架和木板加固，以防其余绝热材料塌下来。如果需要焊接，工作空间应衬上聚乙烯薄膜或类似的材料。注意：如果冷箱用珠光砂绝热，为安全起见，珠光砂应完全移出才能让工

　　17、作人员进入冷箱。注意：低温氮气会聚积于地层上，它会使人窒息死亡。2.9 检漏2.9.1 绪言外部泄漏可以从绝热外壳上局部结冰或冒出蒸气而察觉。若换热器在冷箱之内，从冷箱排放阀流出的气体中杂质含量会明显增加。流体漏出的声音或气味也能被察觉。内部泄漏会使产品纯度降低，如果泄漏量较大，会使相关流体的流量发生变化。当怀疑有泄漏时，应立即进行探查，并尽快实施制造厂的维修规程。如果泄漏的是有害物质，应立即采取行动。注意：如果泄漏的装置没有修好，可能会导致人员的伤害或装置的严重损坏并危及设备的安全。泄漏的检测可采用以下方法。2.9.2 现场试压检漏现场工作开始之前，所有的流道必须用无氧干燥氮气或干燥空气吹除

　　18、必须进行气体分析，以确保该系统没有残余的有害气体。如果换热器装在冷箱之内，必须维护冷箱上下出气孔的出气并连续监控它的氧气含量。注意：必须采取预防措施，确保泄漏不会置换封闭空间里的氧气或形成可燃氛围。注意：换热器进行气压试验必须特别小心。气压试验如不遵照当地有关的可靠规程是非常危险的。记录的压力必须调整，以补偿试验期间周围温度的变化。外部泄漏可采用肥皂水检验方法进行测定。2.9.3 现场氦检漏 氦检漏方法可用来测定内部与外部泄漏。虽然氦检漏是一种很有效的检测方法，特别是在纯度要求很高时，然而在现场上进行这样的测试似乎不大实际。只有专业人员使用专门设备才能进行这种氦检漏。2.10 泄漏的修补 查出的外部泄漏例如管道焊缝裂纹可使

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