换热器失效及监测技术总结.pdf

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1、第25卷第3期广东石油化工学院学报Vo【_25No．32015年6月JournalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyJune2015换热器失效及监测技术总结李伟明，黄剑锋，傅树霞，林水泉(广东石油化工学院广东省石化装备故障诊断重点实验室，广东茂名525000)摘要：换热器是一种十分重要的换热设备，在石油化工、动力、钢铁等行业被广泛应用。介绍了换热器的应用背景及换热器在石油化工生产中存在的一些问题，进而针对存在的问题总结了现有国内外的主要监测

2、技术，并对换热器基于振动声音传感器的复合式无损检测技术在线监测系统的特点进行了简要的描述。关键词：换热器；监测技术；复合式无损检测技术中图分类号：TK172文献标识码：A文章编号：2095—2562(2015)03—0086—050引言现代工业的发展越来越迅猛，环境、生态等环保问题也13益严重。世界各国都开始注重研发节能的新途径，同时也开始重视对现有节能设备的应用进展进行故障诊断监测，以保证节能途径能正常开展。由于换热器在石油化工、钢铁和能源等领域的广泛应用，所以换热器的节能技术和对换热器的故障诊

3、断监测技术都受到研究人员的重点关注，各种创新技术和研究成果不断涌觋[卜引。1换热器的应用背景换热器的应用非常广泛，特别是在石油化工、钢铁、能源等工业中，根据(2013-2017年中国换热器行业发展前景预测与转型升级分析报告》可以知道2010年中国换热器产业市场规模约为500亿元，虽然其他工业对换热器的需求量日益增长，但是石油化工领域仍然是换热器产业最大的市场，市场规模约为150亿元。换热器主要按导热表面的形状和结构特点分类，一般分为管式换热器和板式换热器。管式换热器用管束表面作为导热面，具有耐高温

4、高压、制造工艺简单等特点，在工业中应用最多。板式换热器是以板作为导热面，其结构紧凑，传热效率高，是目前较为先进且高效节能的换热器l5J。换热器在石油化工生产中主要是以热量交换为目的，这些热量的利用主要有三个方面。一是以回收热量为目的，让余热更好地利用，展现用无限的科技潜力解决有限资源环境的约束I8；二是以保证安全生产为目的，防止温度过高而造成某些设备被破坏；三是为生产中化学反应提供适合的温度范围，保证生产产品的质量。1．1换热器在化工生产中回收余热的应用裂解炉烟气的温度很高，直接排放会造成环境污染

5、。如果安装余热回收装置，可以很大程度地降低烟气的排放温度，也可以利用余热给其他系统供热ll。某石化公司裂解车间就是利用聚乙烯厂裂解炉烟气余热设计了回收项目。工作原理是让冷凝水流过换热管，吸收裂解炉烟气传递给换热管壁的热量，冷凝水随着温度升高而开始汽化，而换热器的管束长度则要保证冷凝水在流出换热器出口前完全汽化。回收烟气中的热量把冷凝水转换成蒸汽，蒸汽供给其他系统使用，达到节能减排的目的。收稿日期：2015—03—24；修回日期：20l5—05—12基金项目：广东省石化装备故障诊断重点实验室开放基金

6、(GDl【1(I．AB201323)作者简介：李伟明(1988一)，男，广东茂名人，本科，助理工程师，主要研究方向为化工机械监测技术。第3期李伟明等：换热器失效及监测技术总结871．2换热器在锅炉中的应用陈敏n¨对高温热管热风炉进行过研究，试验表明高温热管热风炉的烟气会引起不可逆转的金属腐蚀。随着烟气的腐蚀，金属壁逐渐变薄，应力增大，金属强度变低，最后导致金属损坏失效。石油化工生产的每个环节基本都需要用到蒸汽，工业锅炉是为石油化工生产提供工艺蒸汽的最主要设备。而工业锅炉的排气温度一般都有上百摄氏度

7、，有的甚至达数百摄氏度，针对这种情况，换热器就成了工业锅炉排气系统不可或缺的设备。换热器可及时带走锅炉排气过多的热量，以有效地降低排气温度，从而避免因高温引起排气设备的腐蚀，也能降低坏境的污染。1．3在化学工程方面的应用化学反应往往都伴随着热效应，对于放热反应就要及时移走多余的热量，防止热量的积聚；而对于吸热反应则需要及时提供热量，确保化学反应能在理想的温度范围内进行化学反应。解决这样的问题，就可利用换热器移走化学反应余热或提供化学反应热，保证化学反应在理想的温度范围内进行反应，从而得到高质量的产

8、品，甚至是提高产量_l。某化工公司2一巯基乙醇生产装置的反应塔、解析塔、常压塔和减压塔都使用了换热器，其中反应塔的换热器就是用于移走化学反应的热量。因为2一巯基乙醇的生产原料是环氧乙烷与硫化氢，其化学反应是放热反应，而且环氧乙烷积聚也会放出大量的热量，所以就必须要及时地移走热量来保证安全生产，此时换热器的作用就显得尤为重要。2换热器在石油化工生产中存在的问题传热过程是化工原理中重要的操作单元，换热器是传热过程重要的换热设备。换热器的研究成果日新月异，其生产技术日趋成熟，但是，即使是