雙管板換熱器在氯壓機(jī)冷卻器的應(yīng)用

鄧建宏

摘要：本次研究過程中主要分析雙管板換熱器的結(jié)構(gòu)，對(duì)雙管板換熱器的功能和內(nèi)容進(jìn)行分析。在上述基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際工程案例，深入挖掘了雙管板換熱器在氯壓機(jī)冷卻器中的應(yīng)用，對(duì)其氣體冷卻器的設(shè)置進(jìn)行全面研究，確定雙管板換熱器應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)，望為氯壓機(jī)冷卻效果的提升提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：雙管板換熱器；結(jié)構(gòu)；氯壓機(jī)冷卻器；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TQ051.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2018）07-0057-01

Abstract： In this study， the structure of the double tubesheet heat exchanger was mainly analyzed， and the function and content of the double tubesheet heat exchanger were analyzed. On the basis of the above， combined with practical engineering cases， the application of the double-tube heat exchanger in the chlorine press cooler was thoroughly excavated， and the setting of the gas cooler was comprehensively studied to determine the application of the double tube heat exchanger in the process of application. Matters needing attention， hope to provide some reference for the improvement of the cooling effect of the chlorine press.

Keywords： double tubesheet heat exchanger； structure； chlorine press cooler； application

前言

雙管板換熱器在使用的過程中能夠有效提升散熱效果，降低管殼之間的泄露概率，全面提升了機(jī)械的運(yùn)行效益。與此同時(shí)，雙管板換熱器受力狀況非常好，其雙管結(jié)構(gòu)能夠通過內(nèi)外層控制實(shí)現(xiàn)管道防護(hù)，全面改善了換熱器的安全性和可靠性，已經(jīng)在工程機(jī)械中廣泛應(yīng)用。尤其是在氯壓機(jī)冷卻器中，雙管板換熱器冷卻效果非常顯著，實(shí)現(xiàn)了氯壓機(jī)運(yùn)行效果的全面優(yōu)化。

1 雙管板換熱器的結(jié)構(gòu)

雙管板換熱器是在換熱器一端設(shè)有一定間隙的兩塊管板或相當(dāng)于有一定間隙的兩塊管板的換熱器。該換熱器端部設(shè)置外側(cè)管板和內(nèi)側(cè)管板，分別于換熱箱和殼程相連，形成完整的雙管板換熱結(jié)構(gòu)。在外側(cè)管板和內(nèi)側(cè)管板之間存在一定的間距，間距中設(shè)置短節(jié)與外界相隔，形成密閉的隔離腔。必要時(shí)可以對(duì)隔離腔進(jìn)行開放，從而使雙管板換熱器能夠更好地滿足換熱要求。該換熱器隔離腔不與管程、殼程相連通，不承受介質(zhì)壓力，但承受設(shè)備的機(jī)械載荷與熱載荷。隔離腔的承載能力主要取決于雙管板間距。對(duì)固定式雙管板進(jìn)行殼程水壓試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)側(cè)管板與換熱管連接處可能存在泄漏，故在確定雙管板間距時(shí)必須考慮觀察、檢漏所需要的最小空間。

2 雙管板換熱器在氯壓機(jī)冷卻器中的應(yīng)用

本次研究的過程中主要以德國(guó)KKK公司生產(chǎn)的3（2）VRZ250/430/12G型號(hào)氯壓機(jī)為例，對(duì)其氯氣壓縮在一級(jí)冷卻器和二級(jí)冷卻器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，深入研究雙管板換熱器應(yīng)用過程中的注意事項(xiàng)，現(xiàn)研究結(jié)果如下。

2.1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

氯壓機(jī)型號(hào)3（2）VRZ250/430/12G（數(shù)據(jù)見表1）改造的過程中主要依照《管殼式換熱器（GB151-1999）》、《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（TSG R0004-2009）》中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行。設(shè)計(jì)時(shí)具體操作數(shù)據(jù)見表2。

雙管板換熱器應(yīng)用于氯壓機(jī)冷卻器中時(shí)要對(duì)氯壓機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)和工作參數(shù)進(jìn)行合理把握，依照上述參數(shù)確定雙管板換熱器的設(shè)計(jì)方案，對(duì)雙管板中的冷卻器設(shè)置進(jìn)行明確。

2.2 設(shè)計(jì)方案

在對(duì)雙管板換熱器進(jìn)行制造的過程中需要對(duì)雙管板換熱器中的軸度、平行度、扭曲度等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依照具體的參數(shù)需求確定雙管板換熱器的機(jī)械參數(shù)。氯壓機(jī)（型號(hào)3（2）VRZ250/430/12G）的氯氣一級(jí).冷卻器、二級(jí)冷卻器原設(shè)計(jì)主要采用單管板換熱器，在使用過程中由于制造上原因管頭出現(xiàn)泄漏，，當(dāng)殼程中的氯氣遇到管程中水會(huì)反應(yīng)生成HCl和HClO，酸性介質(zhì)對(duì)碳鋼材質(zhì)的設(shè)備腐蝕很快，所以補(bǔ)漏后由于殼層中水無法徹底短時(shí)間內(nèi)清干，再次投用后僅3周又出現(xiàn)管頭泄漏，反反復(fù)復(fù)無法正常生產(chǎn)。因此，需要對(duì)原來單管板的固定管板換熱器進(jìn)行結(jié)構(gòu)更換，由單管板改成雙管板換熱結(jié)構(gòu)。

本次雙管板換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面與單管板換熱器結(jié)構(gòu)有一下方面的改進(jìn)：

2.2.1 增加防腐能力。為了減少循環(huán)水腐蝕介質(zhì)氯根對(duì)管程的腐蝕，需要在換熱管內(nèi)壁及管板管頭等與循環(huán)水接觸的管程涂抹TT-300漆酚鈦涂層160um，加涂層主要是防腐作用且保證換熱效果不減。

2.2.2 雙管板間的充氮保護(hù)。為保證第一道管板與換熱管的脹接質(zhì)量，在雙管板間的空腔內(nèi)充與殼程.壓力一樣的氮?dú)?，由于換熱管脹接的部位內(nèi)外壓差一致而減少氯氣泄漏率，從而提升雙管板換熱器運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

2.3 優(yōu)勢(shì)分析

與傳統(tǒng)單管板換熱器對(duì)比而言，本次氯壓機(jī)改造的過程中將單管板換熱器替換為雙管板換熱器能夠有效提升管殼程間介質(zhì)的控制效果，通過雙層管板隔離降低可能出現(xiàn)的殼程走水、管程走氯氣等情況，使氯壓機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定和安全。尤其在氯氣和氯化物控制的過程中，雙管板換熱器使用雙層間隔避免了氯氣或氯化物與水的接觸，降低了其產(chǎn)生的鹽酸或次氯酸對(duì)機(jī)械的腐蝕。除此之外，雙管板換熱器還能夠?qū)軞こ涕g的介質(zhì)壓差進(jìn)行防護(hù)，以雙管結(jié)構(gòu)對(duì)壓差較大的一側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，如在空腔中加入其它介質(zhì)，從而減少管殼程間介質(zhì)的壓差，以保障換熱器正常運(yùn)行。經(jīng)過本次的結(jié)構(gòu)更換，氯壓機(jī)一二級(jí)冷卻器不再出現(xiàn)氯氣泄漏現(xiàn)象，從根本上解決了單管板換熱器使用上存在的缺陷，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

3 總結(jié)

隨著雙管板換熱器結(jié)構(gòu)和性能的不斷優(yōu)化，其在工程機(jī)械中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。雙管板換熱器能夠有效改善氯壓機(jī)冷卻效果，比傳統(tǒng)單管板換熱器更加穩(wěn)定和安全，換熱效果更加顯著，實(shí)現(xiàn)了氯壓機(jī)運(yùn)行效益的全面優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐大鹿，王玉，王記兵，戴洋，任文遠(yuǎn)，孫志濤. 雙管板換熱器制造質(zhì)量控制研究[J]. 管道技術(shù)與設(shè)備，2015（06）：22-24.

[2]袁博，許學(xué)斌，陳倉(cāng)社. 雙管板換熱器管板平均金屬溫度的一種計(jì)算方法[J]. 化工設(shè)備與管道，2016，53（04）：12-16.

[3]謝毅龍. 氯壓機(jī)技術(shù)改造總結(jié)[J]. 中國(guó)氯堿，2012（08）：25-27.

[4]王祥丁，姜華，湯裕源. 簡(jiǎn)談氯氣管道及氯壓機(jī)室的工藝設(shè)計(jì)[J]. 有色金屬設(shè)計(jì)，2014，41（01）：33-36.