刘亚东
天津华赛尔传热设备有限公司 天津市 301700
摘要：近年来, 伴随着制造技术的快速发展和换热器结构形式的不断优化, 全焊接板式换热器的性能得到了大大提升, 可以应用于温度范围?200°C~900°C, 压力范围真空至 20 MPa 的场合, 引起了工业界的广泛关注。芳烃低温热项目主要回收芳烃联合装置部分精馏塔富余热量对热电部高压除氧器上水温度较低的除盐水进行预热，提高除氧器上水温度，降低除氧蒸汽量。根据热源、热阱分布及对热源热量利用，具体措施如下: 回收芳烃装置重整油分馏塔顶油气、甲苯塔顶油气、抽出液塔顶油气、邻二甲苯塔塔顶油气及重芳烃塔顶油气热量，用于给热媒水升温。高温热媒水送至热电部热阱进行取热，取热后热媒水返回至芳烃装置再次进行加热，热媒水循环使用。
关键词：全焊接板式换热器; 芳烃低温热; 应用
在工业生产中 60%以上的用能设备都是换热器，换热器不仅是工业部门保证某些工业流程和条件而广泛使用的通用热工设备, 也是开发利用工业二次能源, 实现余热回收和节能的主要设备. 换热器产业充分体现节能环保, 是一个处于蓬勃发展期的朝阳产业. 近年来, 换热器行业的主要发展方向为节能增效, 具体为提高传热效率, 减少传热面积, 降低压降, 提高装置热强度等方面。如果能够得到换热效率高的换热器, 在较少的设备投资的情况下, 得到较小的夹点温差, 则会提高整个换热系统的节能水平。
一、全焊接板式换热器的结构原理和特点
全焊接板式换热器是一种没有中间密封垫的焊接型板式换热器，它能在紧凑的空间内具有很大的传热面积，板片采用 1mm 厚的 316L 不锈钢薄板，将单个板片压制成一定的凸高，单个板片两两正反通过翼边组焊成一个板片组 , 板片四周交错焊接，这种独特的结构可以使传热板片通过翼边焊接形成另一流体的通道，多个板片组焊接形成了两个流体通道，因此该类型板式换热器由多层板片焊接的板片组，及开有螺栓孔的刚性的长方形钢架和面板组成，面板的作用是提高机械强度并分隔流体回路，各个回路均安装一块可拆卸的折流板，回路中热贫液和冷富液分别连续换热。设备通过块碳钢面板上的连接法兰与管道连接，每块面板上也分别设置了排污接管或排气接管，可以进行溶液回收或排放气体。热贫液和冷富液在板式换热器内进行逆流换热，热贫液高进低出，冷富液低进高出，这种传热性相比顺流传热效果更好。
二、板式换热器设计选型应用
芳烃低温热项目均为塔顶气相线换热，安装位置在 20～28 m，比空冷器高度约 5m 位置安装，要求换热器结构小，重量轻，结构紧凑等，同时要求热侧压力降不大于 50kPa; 由于板式换热器冷侧采用除盐水，结合芳烃装置特点对水较为敏感，一旦板换泄漏，将面临停工风险，所有全焊接板式换热器长周期稳定可靠则尤为重要。经过多次技术交流，采用拆卸全焊接板式换热器，具有结构紧凑、传热系数高等特点，主要由全焊接的换热板芯、面板、衬板、立板、上下盖板、底座、垫片、紧固螺栓等组成，全焊接板芯被放置到 4 块靠螺栓固定的面板之 间，上下有维持压力的盖板，板芯与面板之间采用橡胶垫片密封。芳烃工艺特点，设计要求热侧压降要不大于 50 kPa，同时冷侧耐压力为热媒水泵出口压力即 1.5 MPa，进过考察相关单位应用情况，该换热器满足工艺要求见表。
1、投用及日常检查
准备工作。芳烃低温热项目使用板式换热器回收塔顶余热，由于装置开工分步、分单元进行，根据此特点，板式换热器也采用分步投用，由于热媒水侧为整个系统连接，故在未投用板式换热器则打开热媒水侧跨线，防止杂质进入堵塞板间; 投用板式换热器前各板换跨线打开对热媒水系统进行水洗，直到水洗合格后，停用系统将水排干净，并用仪表风吹扫干净。
启动。为了确保板换的使用寿命，需逐台分步平稳投用。全开全焊接板式换热器出口阀，缓慢打开出口阀，避免出现水锤( 由流速急速变化而产生的冲击压力，可能发生在阀门开关期间，会对设备造成较大危害) 。 ( 1) 首先对全焊接板式换热器安装情况进行检查，并确保完好，冷侧流动建立，并及时进行排气。 ( 2) 当冷侧运行稳定后，建立塔顶回流，温升不大于每小时 50 ℃，压力升高速度不大于 0． 1 MPa，以免造成热冲击或者不必要的应力。
日常检查。( 1) 矩形框架密封面无泄漏，由于该换热器出厂时紧固螺栓采用定力钜紧固，故无需热紧，一旦出现泄漏及时处理，紧固时按照说明水规定进行。 ( 2) 定期对螺栓和螺母进行清洁，并涂抹润滑脂。( 3) 定期对热媒水进行置换，确保水质干净，防止堵塞全焊接板式换热器板间间隙，影响换热效果增大热侧压降。
2、板式换热器的维护
泄漏检测。泄漏主要集中为密封垫片泄漏、面板村套泄漏、芯体故障出现板间泄漏; 密封垫出现泄漏较为容易发现，及时进行紧固处理，必要时更换垫片即可; 面板侧套泄漏一般表现为法兰接管上检测孔有液体流出，一旦出现需要加强关注，及时将设备停用，对面板衬套进行着色检查已确认位置及时进行修补; 板芯泄漏一般表现为介质带水，一旦泄漏设备要及时停用，板芯需返厂试压，确认泄漏位置，进行板间封堵处理。
清洗。使用过程中监控出口压降情况，当压力将增大时，说明存在堵塞情况; 当设备停用时及时进行清理，以保证换热效果和压降要求。可采用机械清洗、化学清洗、循环清洗等方法达到换热效果及压降要求。
全焊接板式换热器在芳烃低温热项目应用以来，实践证明: 根据设计要求，合理选型，正确投用，精细的日常操作和维护，该换热器性能表现优，表现出换热效率高、压降小，检维修方便等特点，同时经济效益显著，装置综合能耗可降低 1.72GJ /t。但换热器板芯一旦泄漏导致维修难度较大，需要在日常的操作中精益求精。
全焊接板式换热器对富液排气管整改后，富液在升温过程中产生的气体被能顺利带出，使得换热器泄漏故障频率大为降低，运行情况良好。节约了检修维护费用，降低了生产成本 , 减少了环境污染，经济效益和社会效益十分显著。
参考文献：
[1] 李宗会. 超薄板换热器的研制 [J]. 压力容器，2018,4:51-53.
[2] 祁玉红，李治国. 全焊接板式换热器的制造工艺简介 [J].轻工机械，2017,3:15.
[3] 王军，岑永虎，熊运涛. 板式换热器在引进装置脱硫系统中的应用 [J]. 石油与天然气化工，2018,4:310-314.
[4] 李清娟, 赵军.兼法兰式固定管板换热器螺栓力的简化研究 [ J] .石化技术, 2017, 14(3):28-31.