关键词：管式换热器结构原理安装检验
大型的煤化工企业将管式换热器作为化工装备传热的主要仪器。管式换热器的传热效率相对较高，可以将化工装备的温度控制在合理的区间内，能够有效提高化工装备负荷变化的运行效率，从而保障低温甲醇洗装置正常工作。大型管式换热器的安装首先应该仔细了解换热器的结构原理，其次要严格按相关国家标准进行操作，避免出现私自更改安装流程的现象。管式换热器长期处于空气环境中，容易发生腐蚀、断裂等失效现象，因此在安装的过程中，需要做好防锈、防断裂措施，保证管式换热器在寿命周期内能稳定工作。在管式换热器安装完成之后，也要定期进行检修和维护，对出现故障的换热器要及时替换[1]。除此之外，通过开展培训和技能大赛等方式，提高换热器安装技术人员的综合素质。
一、大型管式换热器的特点
大型管式换热器在煤化工领域中，主要被应用在低温甲醛洗设备中，也对煤化工等装备的正常运转起到非常关键的作用，若大型管式换热器出现故障，不仅会影响煤化工正常开展，导致经济效益受到损失，而且也存在着一定的安全隐患。大型管式换热器具有换热效率高、操作简单等优点，能够在高温、高压的特殊工作条件下达到换热的目的[2]，并且管式换热器的制造成本相对较低，是一种理想的换热装置，近年来，我国对大型管式换热器的研究逐渐成熟，伴随着管式换热器工艺技术的不断改进，大型管式换热器也正广泛应用于炼油、天然气等领域。大型管式换热器主要是通过与空气之间的热传导，进行热量的传递，达到给设备降温的目的。增加管式换热器的换热面积、提高管式换热器周围环境的空气流速，都会影响到管式换热器的换热效率。管式换热器主要通过冷却器、加热器、动力循环泵、液冷管蒸汽吹灰器等设备组成。当高温或者低温流体在换热器的管道内流动时，能够将高温流体的热量传递给低温流体，从而达到换热的作用。
二、大型管式换热器的安装
（一）换热器底座的安装
大型管式换热器的底座有两个鞍座，一端为滑动式，另外一端为固定式。管式换热的主体通过鞍座进行支撑，换热器壳体和鞍座之间通过焊接的方式进行连接。为了方便拆卸和维修，换热器底部的不锈钢板采用螺栓的方式进行连接。换热器底座的安装要给螺栓施加一定的预紧力，防止螺栓出现松动的现象[3]。另外，也可以采用增加防松垫片，在螺母与螺丝之间揳入楔子等方式进行防松。
（二）换热器轨道的安装
在管式换热器的底座安装完成之后，要进行换热器轨道的安装。将双轨道以吊装的方式安装在指定的位置。不同换热器的特点也不尽相同，其安装的流程和方式也存在一定的差异。大型管式换热器的轨道的高度和位置要参照法兰和高压换热器的高度进行适当地调整。在安装的过程中，要以换热器的安装作业指导书为依据，当实际操作环节和预设的情景存在一定差距时，要以实际测量的尺寸为准，并且也要结合原设备的实际尺寸，避免出现尺寸不一致造成安装出错。可以通过增加垫片的数量的方式来控制轨道的高度，使基座滚轮能和轨道充分装配，保证不会出现空滑和挤压的现象，保证轨道的间距大小在合理的范围之内。
（三）换热器安装的安全注意事项
大型管式换热器在安装的过程中，需要严格按照操作指导书的指示进行安装。安装技术人员必须经过专业的培训才能上岗作业，并且也要取得相应的资质证书。要建立健全监督机制，防止安装技术人员在酒后、缺乏睡眠等情况下上岗作业。对违法规定的安装技术人员，要制定合理的处罚措施，防止其下一次出错。要将安装技术人员的培训作为工作的常态，并且也要通过考试的方法，检查工作人员的安全意识。对常年遵守规定、安装效率高的技术人员，要给予一定的物质层次和精神层次的奖励。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要进一步改善安装技术人员的工作环境，通过安全绳、安全带等辅助设备，充分保证上岗作业人员的安全[4]。要通过防毒面具、口罩等方式，避免上岗作业人员的健康不会受到危害。
（四）详细模型化技术
在设计模型、设计改进和设计开发时,采用实验数据和CFD结果进行相互补充的研究,国外大学、HTF(S热传递和流体应用所)和HTRI(热传递研究公司)等都立足于这些观点。对于管壳式换热器领域,壳体侧的流速分布的评价,旁路流密封德拜(Dheye)效果的定量评价,壳体侧人口部的流体分布等的使用,还有在空冷式换热器的领域内,空气侧的流动分析和评价,自然通风时性能分析等应用。
（1）传热促进技术的发展
由于低翅片管、空管、带齿管的普遍使用,带来了新的传热促进技术的发展。如利用在对流、凝缩、沸腾热传导的促进技术所产生的EHD(电气流动力学)效果受到了极大的关注。所谓EHD效果即在绝缘性优越的流体(如氟利昂)气液界面上当外加高电压的电极接近时,液体被电极吸引着,由于气液界面的不安定,所以液柱在液面上产生突起现象。这个技术与以往的传热促进法有所不同,在外部外加能量传热促进时,只要附加细微的能量,就能得到大的促进效果。该技术可以通过附加能量的调节,以达到控制促进量的目的。
（2）换热器的偏流问题
由于换热器的大型化,随之低温度差、低压力损失设计的增加,换热器的偏流间题也明显增加。从而产生了流速分布不均匀、旁路流增加、相分离、局部的高(低)流速或者高(低)温度等问题。这些问题产生的原因如下:
(l)传热性能上的问题:①传热性能和工艺性能的降低;②流体固化、冻结、劣化;③佛瑟法(Fauser)循环生长的助长(化学反应等)。
(2)机械设计上的问题:①软管振动、摩擦;②腐蚀的加速、侵蚀;③局部的高(低)温度的材料、机械设计上的问题。
换热器的设计、均一分布的流动模型和壳体侧的流动分析是基于比较简单的流体模型,可以说是在理想的流体条件前提下计算的。虽然实际的换热器自身结构不复杂,但流动状态极其复杂,因此在这种程度下不偏流是不可能的。大部分机体对性能的影响比较小,但大型换热器在低温度差、低压力损失条件下,对其性能的影响不可忽略,设计时必须仔细的进行研究。
国外研究人员进行长期研究,最近推出的新型换热器aPckionx、sRcMT,由于传热面形状的最优化和传热促进,对于偏流问题从结构上已经得到了很好的解决。
三、结语
大型管式換热器在煤化工领域占据十分重要的地位，当管式换热器设计制造完成之后，换热器的安装环节便显得尤为重要。在管式换热器安装之前，要充分了解管式换热器的工作原理和结构形状，以便能高效、科学地对换热器进行安装。在大型管式换热器安装的过程中，要依据现有的技术标准，结合煤化工行业的实际环境，实现对管式换热器机械高效、安全、有效的安装目标，推动我国煤化工行业的健康有序发展。
参考文献
[1]石军朝.浅谈奥氏体不锈钢列管式换热器列管的焊接[J].化学工程与装备，2018（07）：185—187.
[2]王鑫鑫.煤化工项目中大型绕管式换热器的应用[J].山西化工，2018，38（02）：136—140.
[3]宋全祝.大型绕管式换热器在煤化工项目中的应用[J].神华科技，2017，15（03）：74—78.
[4]陈永东，张贤安.煤化工大型缠绕管式换热器的设计与制造[J].压力容器，2016，32（01）：36—44.
论文作者:李志超
论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期
论文发表时间:2020/4/17
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