(20)--4.4 化工换热器安全化工安全与环保.ppt

化工换热器安全化工换热器安全教学目标能够理解管壳程介质选择的原则能够掌握换热器的操作控制事项能够掌握换热器泄压的方法案 例：换热器试压事故某 安 装 公 司 于 1 9 8 6 年 3 月 1 5 日 对 换 热 器 进 行 气 密 性 试 验。1 6 时 3 5 分 时，气 压 达 到 3.5 兆 帕 时 突 然 发 生 爆 炸，试 压 环 紧 固 螺 栓 被 拉 断，螺 母 脱 落，换 热 器 管 束 与 壳 体 分 离，重 量 达 四 吨 的 管 束 在 向 前 方 冲 出 8 米 后，撞 到 载有 空 气 压 缩 机 的 黄 河 牌 载 重 卡 车 上，卡 车 被 推 移 2.3 米。管 束 从 原 地 冲出 8 米，重 量 达 2 吨 的 壳 体 向 相 反 方 向 飞 出 3 8.5 米，撞 到 地 桩 上。案 例：换热器试压事故两 台 换 热 器 重 叠，连 接 支 座 螺 栓 被 剪 断，连 接 法 兰 短 管 被 拉 断，两 台 设备 脱 开。重 6 吨 的 未 爆 炸 换 热 器 受 反 作 用 力，整 个 向 东 南 方 向 移 位 8 米 左右，并 转 向 1 7 0 度。在 现 场 工 作 的 4 人 因 爆 炸 死 亡。爆 炸 造 成 直 接 经 济损 失 5 6 0 0 0 元，间 接 经 济 损 失 2 5 0 0 0 元。事故原因分析操 作 人 员 违 反 操 作。爆 炸 的 换 热 器 共 有 4 0 个 紧 固 螺 栓，但 操 作 人员 只 装 1 3 只 螺 栓 就 进 行 气 密 性 试 验，且 因 试 压 环 厚 度 比 原 连 接 法兰 厚 4.7 厘 米，原 螺 栓 长 度 不 够，但 操 作 工 仍 凑 合 用 原 螺 栓，在 承载 螺 栓 数 量 减 少 一 大 半 的 情 况 下，每 只 螺 栓 所 能 承 受 的 载 荷 又 有明 显 下 降，由 于 实 际 每 只 螺 栓 承 载 量 大 大 超 过 设 计 规 定 的 承 载 能力，致 使 螺 栓 被 拉 断 后，换 热 器 发 生 爆 炸。这 是 一 起 典 型 的 因 违章 操 作 导 致 爆 炸 的 事 故。现 场 管 理 混 乱，分 工 不 明 确，职 责 不 清。直 接 参 加 现 场 工 作 的 主要 人 员 在 试 验 前 请 假 回 家，将 工 作 委 托 他 人。试 验 前 没 有 人 对 安全 防 护 措 施 和 准 备 工 作 进 行 全 面 检 查。基本概念按 照 传 热 原 理 和 实 现 热 交 换 的 方 式，换 热 器 分 为 间 壁 式、混 合 式 和 蓄 热 式 三 种间 壁 式 换 热 器 应 用 最 为 普 遍。它 主 要 有 管 式、板 式 和 翅 片式 三 种 类 型。1.管 式 有 沉 浸 蛇 管 式、喷 淋 式、套 管 式 和 管 壳 式；2.板 式 有 夹 套 式、螺 旋 板 式 和 平 板 式；3.翅 片 式 有 翅 片 管 式 和 板 翅 式。基本理论管 程 介 质1.除 U 形 管 换 热 器 外，容 易 结 垢 和 有 腐 蚀 性 介 质 的 应 走 管 程，以 便 于清 洗 和 检 修；2.有 毒 的 流 体 宜 走 管 程，使 泄 露 机 会 减 少；3.与 环 境 温 度 相 比，一 般 温 度 或 温 度 很 低 的 流 体 宜 走 管 程，以 减 少 能量 损 失，降 低 对 壳 体 的 材 质 要 求；4.压 力 高 的 流 体 宜 走 管 程 侧，可 降 低 换 热 器 外 壳 的 强 度 要 求。基本理论壳 程 介 质1.饱 和 蒸 汽 宜 走 壳 程，有 利 于 蒸 汽 凝 液 的 排 出，且 蒸 汽 较 洁 净 以 免污 染 壳 程；2.被 冷 却 的 流 体 宜 走 壳 程，便 于 散 热，增 强 冷 却 效 果；3.若 两 流 体 温 差 较 大，对 流 传 热 系 数 大 的 流 体 宜 走 壳 程，以 减 小 管壁 和 壳 壁 的 温 差。基本理论介 质 流 向1.换 热 器 进 出 口 通 常 给 出 介 质 的 流 向，一 般 冷 流 体 下 进 上 出，热 流体 则 上 进 下 出。一 旦 发 生 故 障，热 介 质 首 先 撤 出 对 设 备 有 利。2.若 换 热 器 壳 侧 的 设 计 压 力 比 管 侧 的 设 计 压 力 低，且 满 足 下 列 条 件：a 换 热 器 低 压 侧 设 计 压 力 2/3 高 压 侧 操 作 压 力；b 换 热 器 高压 侧 的 操 作 压 力 P 7 M P a，或 者 低 压 侧 的 介 质 是 能 闪 蒸 的 液 体或 介 质 是 含 有 蒸 汽、会 气 化 的 液 体，那 么 换 热 器 的 低 压 侧 就 应 该设 置 安 全 阀，且 设 计 安 全 阀 时，安 全 阀 的 排 放 介 质 应 取 高 压 侧 的液 体。工业应用操 作 控 制1.冷 却 剂 与 水 蒸 汽 的 冷 凝 器 出 口 配 备 一 个 凝 液 罐，操 作 控 制 凝 液 器更 方 便 一 些，并 使 传 热 更 好。2.发 生 相 变 的 换 热 器 在 气 化 或 冷 凝 侧，通 常 设 置 玻 璃 液 位 计 及 液 位控 制（多 在 凝 液 罐 上）。3.换 热 器 冷 却 水 出 口 侧 应 设 温 度 计，以 便 于 调 节 冷 却 水 流 量，控 制冷 却 水 出 口 温 度 不 至 于 过 高 而 结 垢。被 冷 却 或 加 热 的 工 艺 介 质 的出 口 也 应 设 温 度 测 量 点，以 便 控 制 物 料 的 加 热（冷 却）温 度。4.规 格 大 小 完 全 一 样 的 换 热 器 并 联 使 用，上 管 板 应 与 塔 釜 稳 定 时 的控 制 液 面 相 等。工业应用泄 压 与 放 净1.对 换 热 器 在 阀 门 关 闭 后 可 能 由 于 热 膨 胀 或 液 体 蒸 发 造 成 压 力 太 高的 地 方，应 设 泄 压 阀；2.换 热 器 的 管 侧、壳 侧 根 据 需 要 应 设 置 放 空 阀 及 排 净 阀，必 要 时 排往 特 定 的 容 器 加 以 收 集；3.若 换 热 器 某 一 侧 有 液 液 多 相，应 设 集 液 槽 加 以 分 离，必 要 时 还 应加 界 面 观 测 及 界 面 控 制 系 统；4.寒 冷 地 区，冷 却 器 的 管 道 上 可 设 置 一 供 水、回 水 管 的 防 冻 旁 通，并 在 上 水 切 断 阀 后 及 回 水 管 切 断 阀 前，近 换 热 器 侧 各 设 一 放 净 阀。工业应用其 他 事 项1.串 联 换 热 器 宜 用 重 叠 式 布 置，以 减 少 压 降 并 节 省 投 资 与 占 地，但叠 放 不 应 超 过 三 个。2.低 传 热 系 统，小 温 差 且 干 净 的 介 质，选 用 换 热 器 单 侧 或 双 侧 强 化的 高 通 量 换 热 器，效 果 更 显 著。3.当 列 管 式 换 热 器 壳 侧 走 有 冷 凝 的 气 体 时，若 换 热 器 设 有 挡 板，挡板 的 设 计 应 让 冷 凝 液 畅 通 流 过。小结p 换热器结构p 换热器操作安全Thanks!Thanks!