文章由山东擎雷环境科技股份有限公司提供
石化加氢装置的反应炉出口管线旁,螺纹缠绕管式热交换器斜向架设在管墩上,管束采用带有螺纹状翅片的管子逐层缠绕,管内走高温高压工艺气体,壳程锅炉给水被加热成蒸汽。螺纹翅片的作用是在管壁外侧形成大量扰动源,破坏壳程流体的层流边界层,让传热系数比光管缠绕机型高出不少。这种设备用在高温高压工况下,管束和壳体都承受着不小的热应力,现场最明显的运行特征是设备在工况波动时会有轻微的摆动,管墩上的导向支座允许这种微量位移。
螺纹缠绕管式热交换器的管束是多层紧密缠绕的,每层管子之间靠翅片相互支撑,形成一个刚性整体。开车升温过程中管束沿径向膨胀,外径逐渐增大,如果层间间隙设计不合理,膨胀过程中翅片之间会发生摩擦,时间长了翅片磨损脱落。巡检时用听针贴在壳体上部,如果听到细密的沙沙声随负荷变化而起伏,可能是翅片之间的微动摩擦。螺纹翅片的另一个作用是捕捉流体中的杂质,杂质卡在翅片缝隙里会造成局部流道收缩,长期运行下来压差会缓慢爬升。
监测手段上,螺纹缠绕管式热交换器的振动监测比普通换热设备更受重视。高温高压气体在壳程横向冲刷缠绕管束时,可能引发卡门涡街导致的流体诱导振动,振动幅度超过允许值后翅片会被震松、震断。现场可以在壳体外壁不同高度位置粘贴振动测点,用便携式测振仪定期采集振幅数据,把历次数据连起来看趋势。除了振动,壳程进出口的温差和压差同样是常规监控量,温差收窄说明传热效率下降,压差上升说明流道堵塞。两种参数结合起来判断:温差下降伴随压差上升,是结垢堵塞;温差下降但压差不变,可能是管束内漏造成的介质短路。
日常运维中要特别关注管嘴处的热膨胀补偿。高温进气管线带有较大的热位移,设备管嘴如果承受了管线传来的额外应力,长期下来管板与管子的接头会出现疲劳裂纹。巡检时用手电筒照管嘴周围的保温层,保温层有没有被蹭破、有没有异常的粉尘脱落,都是管嘴受力过大的间接迹象。开停车阶段严格按照升温曲线走,不要跳步、不要抢时间,让管束和壳体同步膨胀。把振动数据、温差数据、压差数据整理在同一张趋势图上,三条曲线交叉验证,哪条曲线出现拐点都能顺藤摸瓜找到根因。螺纹缠绕管式热交换器结构紧凑、传热效率高,代价就是对运行工况的细微变化敏感,巡检时多留一份心,就能把隐患消灭在萌芽状态。
热门跟贴