列管式換熱器在工業應用中廣泛使用,但長時間運行可能導致多種故障,以下是其常見故障及對應的預防措施:
一、管束振動
原因:
-流體流速過高或支撐不足,導致管束與泵、壓縮機產生共振。
-折流擋板間距過大、管壁厚度不足或流體橫向沖擊管束。
危害:
-相鄰管子碰撞、管子與殼體磨損開裂。
-管子撞擊折流擋板斷裂、管端連接松動泄漏。
-增大殼程流體流動阻力,甚至引發疲勞破壞。
預防措施:
1.調整流速:降低流體流速至合理范圍,避免湍流沖擊。
2.優化支撐結構:增加支撐數量或改變支撐布局,縮短折流擋板間距(尤其是殼程進口端第一塊擋板與管板的距離)。
3.增強管束剛性:
-選用大直徑換熱管,減少流體沖擊影響。
-增加管壁厚度和折流擋板厚度,提升抗振能力。
4.設置緩沖措施:在流體入口處安裝緩沖裝置,防止脈沖振動。
5.優化流程布局:采用雙弓形折流板替代單弓形,或分流殼程流量以減少單殼程壓力。
二、管束泄漏
原因:
-腐蝕:介質沖刷、積垢腐蝕或應力腐蝕導致管壁穿孔。
-制造缺陷:焊接不牢固或脹接質量差。
危害:
-兩種流體混合,破壞正常操作,甚至引發安全事故。
預防措施:
1.選材與結構設計:
-根據工況選擇耐腐蝕材料(如不銹鋼、銅合金),避免線膨脹系數差異過大的材料組合。
-溫差較大時,采用U型管式或浮頭式結構,減少約束。
2.連接工藝優化:
-避免脹接或脹焊并用形式,優先采用焊接結構并焊后熱處理,降低焊接殘余應力。
-加大管板坡口深度和換熱管外伸長度,確保焊腳高度滿足拉脫力要求。
3.制造質量控制:
-嚴格檢驗管材、鍛件質量,進行水壓試漏和復檢。
-執行標準焊接工藝,控制焊前預熱、層間溫度及焊后熱處理。
4.運行管理:
-定期檢測流體成分,發現內漏時及時堵管或換管。
-避免超設計工況運行,尤其是腐蝕介質超標時加強檢查。
5.應急處理:
-少量泄漏時,用錐形金屬塞(硬度低于管材,錐度3°~5°)堵塞管子兩端。
-泄漏嚴重時,更換管子并采用脹接或焊接連接。

三、管壁積垢
原因:
-流體含固體顆粒、泥沙、藻類或黏結物,長期積累形成垢層。
危害:
-導熱系數下降,傳熱效率降低。
-管徑減小導致流速增加,壓力損失增大。
-垢下腐蝕引發管壁穿孔。
預防措施:
1.源頭控制:
-對可凈化流體進行預處理(如水處理),去除雜質。
-嚴格控制磷酸等易結垢介質的濃度和循環周期。
2.定期清洗:
-化學清洗:使用鹽酸等清洗劑(含緩蝕劑)浸泡或循環清洗,去除垢層。
-機械清洗:用刮刀、鋼絲刷(不銹鋼管用尼龍刷)或高壓水槍清除硬垢。
-物理清洗:采用海綿球摩擦管壁,或反向流動流體沖刷。
3.結構優化:
-選用易檢查、拆卸和清洗的管束結構。
-在入口處安裝顆粒分離器,防止大顆粒進入。
四、溫差應力過大
原因:
-冷熱流體溫差大,導致管束與殼體膨脹差異過大。
危害:
-管束變形、焊縫開裂或管子脹口松弛。
預防措施:
1.加裝膨脹節:補償熱膨脹差異,減少應力集中。
2.控制溫差:優化工藝條件,避免驟冷驟熱。
3.結構優化:采用浮頭式或U型管式結構,減少約束。
五、列管式換熱器其他故障及預防
1.異常響聲:
-原因:管程內有空氣或不凝氣體。
-處理:開車前排除空氣,運行中定期排放不凝氣體。
2.法蘭盤泄漏:
-原因:密封墊片老化、螺栓緊固不足或法蘭剛性不足。
-處理:更換墊片,緊固螺栓,或更換法蘭。
3.冷卻水系統問題:
-原因:結垢或腐蝕。
-處理:添加阻垢劑,定期清洗,維持穩定流速。
六、綜合預防措施
1.定期維護:
-制定檢查計劃,清理堵塞物,更換密封材料。
-定期測量壁厚(一般兩年一次),檢查保溫層和涂層完好性。
2.操作規范:
-開車前檢查壓力表、溫度計等附件齊全靈敏。
-先通冷流體后通熱流體,避免驟冷驟熱。
-停車時先停熱流體后停冷流體,排凈管程及殼程流體。
3.人員培訓:
-加強操作人員和清理人員的技能培訓,掌握規范操作和管束堵塞規律。