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哈雷釬焊板式換熱器
專業生產:換熱器;分水器;過水熱;冷卻器
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列管式石墨換熱器使用不同管板材質的探討

點擊:1484 日期:[ 2014-04-26 22:01:04 ]
                                 列管式石墨換熱器使用不同管板材質的探討                                                   陳 超                               (青島鴻源換熱器有限公司,山東青島 266602)     關鍵詞:石墨換熱器;管板材質     中圖分類號:TQ114.15 文獻標識碼:B 文章編號:1005-8370(2009)01-29-02     目前,純堿生產中用石墨制換熱設備的企業越 來越多,管板的材質也存在多樣性,當前有石墨制管 板、不銹鋼制管板及鈦制管板和碳鋼制管板(需防腐 處理),這幾種管板材質各有利弊,下面就從以下幾 個方面加以探討,供生產使用單位選擇。     1 耐腐蝕性能的比較     眾所周知,純堿生產中的腐蝕還是相當強的,特 別是在聯堿生產中的氯化銨工段含NH+4、Cl-等腐 蝕性介質,對設備的耐腐蝕性要求較高。石墨就是 因其優良的耐腐蝕性,特別是對Cl-的耐腐性而廣 泛地應用于化工生產中,如在聯堿氯化銨工段中使用的母換、水冷等換熱器中已使用多年,沒有出現因 腐蝕而造成的設備損壞現象。     不銹鋼也是耐腐蝕材料,但在聯堿母液中含有 一定量的Cl-,這對不銹鋼是有腐蝕性的。由于密封膠圈和管板配合要求精度較高,對管板微小的腐 蝕也會造成密封失效。因此在選用不銹鋼管板制石 墨換熱器時應考慮其對Cl-的耐腐性。 管板選用碳鋼制,必須進行防腐處理,而防腐的 好壞直接影響管板的壽命,再者防腐處理不能保證膠圈密封面的密封效果。     鈦管板耐腐蝕性能優良,在純堿中應用較廣。 用鈦制管板是完全可行的。     2 使用時間與使用壽命     石墨制換熱器從最早的粘接式石墨換熱器至現 在的可換管列管式換熱器一直采用石墨管板,包括 世界上最著名的石墨生產企業———法國羅蘭和德國 西格里、日本東洋碳素等現在也一直沿用以石墨制 管板為主生產石墨制換熱設備。石墨換熱器在國內 化工企業已使用10多年,至今沒發現因石墨管板出 現問題而造成的設備報廢現象。     不銹鋼制管板配合石墨管換熱器也是今年才剛 開始生產使用,雖然不銹鋼換熱器已在純堿中使用 多年,但不銹鋼和石墨管配合的換熱器才剛剛開始, 具體效果還有待時間驗證。     碳鋼制管板與石墨管配合的換熱器在純堿上還 沒有用過的例子,一是防腐密封難以保證,再就是如果進行焊接會破壞防腐層。不過在管板不需要防腐的場合(如合成氨生產中的半水煤氣冷卻器)使用效果還是可以的。 鈦管板與石墨管配合的設備現在還沒有廠家生產和使用。     3 不同材質的管板和石墨管配合比較     石墨傳熱管與石墨管板同為石墨材質,在化學 組分上基本一致,膨脹系數完全一樣。不會因膨脹 應力擠壓密封膠圈使膠圈疲勞,產生密封失效現象, 應該說使用是相當安全的。     不銹鋼的膨脹系數是石墨的10倍,在膨脹應力 的作用下會使密封膠圈產生疲勞,繼而影響其密封效果。     碳鋼制的膨脹系數是石墨的4~5倍,同樣也會 因膨脹應力的作用對膠圈產生破壞,造成密封失效 的問題。     需要說明的是,膨脹應力的破壞與溫度有密切 的關系,在純堿生產中,特別是聯堿氯化銨工段,溫度較低,因膨脹應力所造成的膠圈損壞的幾率相對 較少。     4 設備維修、維護、清理的比較     在生產中,會遇到斷管等原因進行石墨管的更 換,石墨管板雖然較厚,但換管非常簡單。如果拆下封頭,熟練工人10min左右就可以換1根管。只要設備在開車前不遭受碰撞和撞擊,在實際生產中進 行管子更換的幾率是很小的。     設備的日常維護清理也非常簡單,根據管內結 垢的輕重,用循環水和鹽酸清洗即可,只是嚴禁用機械法和高壓水槍進行設備清理。     不銹鋼制管板的換熱器在實際生產中和石墨管板換熱器換管程序與時間差不多,都需要卸下封頭,然后進行石墨管的更換。對于設備的日常維護清 理,結垢輕時可用循環水清洗,但結垢重時,就不能用鹽酸進行清洗了(不銹鋼不耐鹽酸)。 要說明的是,因碳鋼制管板、不銹鋼制管板、鈦制管板其厚度要比石墨管板小得多,其換管要比石 墨管板快一些,但換管所需時間基本差不多。     5 耐壓、耐溫的比較     因都是采用石墨管作為傳熱管,依據石墨管的特性,耐溫在-20~180℃左右,所以幾種不同材質管板的設備耐溫是一致的。在承壓方面,不銹鋼材質、碳鋼材質等要比石墨承壓大一些。但現在石墨 管板制設備可以承受小于1.2MPa的壓力。     6 設備造價的比較     在設備的整體造價方面,鈦制管板設備是最貴的;不銹鋼制管板設備(在純堿企業主要以316L為主)的價格要高于石墨制管板設備不少;最經濟的是碳鋼制管板配合石墨管的設備。     綜上所述,各生產廠家與使用單位可以根據石墨換熱器所使用的工藝條件、設備造價等方面進行比較來取舍。 
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