催化装置外取热器蒸发管断裂原因及其处理措施.pdfVIP

维普资讯 催化装置外取热器蒸发管断裂原因及其处理措施 催化装置外取热器蒸发管断裂原因及其处理措施 陆继峰 杨惠谷 (上海化工实业有限公司)(上海市特种设备监督检验技术研究院) 摘 要 对催化装置外取热器(芯子)存在的问题进行了分析，并从结构设计和材料 升级等方面提出了改进措施，取得了外取热器(芯子)使用寿命延长和经济效益提高 的显著效果。 关键词 外取热器 催化装置 蒸发管 断裂 换热器 上海炼油厂催化装置采用的外取热器是一 种节能设备。起初取热器采用的是蛇形管式、列 管式等，后来为了提高取热效果，降低制造成 本，取热器又改为蒸发管形式。但蒸发管为光 管(蒸发管上未焊翅片)，取热效果也较差。1996 年中国石化洛阳石油化工工程公司(设计院)综 合各种取热器的特点，设计了由简体和芯子组 成的外取热器，其结构如图1所示。该设备介 质的走向为：简体部分为700C左右的烟气(内 含大量催化剂)从上向下流动；芯子由8组(1“ ～ 8)外为蒸发管(带翅片)、内为进水管的管 组组成，水从进水管进入，加热后产生低压饱 和蒸汽经蒸发管与进水管A的夹层内流出。在 圈 l 外取热器 (芯f)结构 结构设计上，将蒸发管由光管改为翅片管式(详 理。经检查发现6。蒸发管下部发生了断裂，详 见图1)，增大了换热面积；在翅片上开了若干 见图2、图3；还在蒸发管翅片组与翅片组之间 U形膨胀槽，这在当时为世界首创。该外取热 的光管处(仅 10～15mm宽)发现不少裂纹，详 器最早于 1997年 1月在上海炼油厂 1催化装 见图4；6块防冲板有不同程度的鼓包、冲蚀和 置上投入使用，成为 1催化装置节能的关键设 横裂现象，其中正对催化剂进 口的三块尤为严 备。后来在2、3催化装置上得到了推广。 重，详见图5。 1997年 12月，1催化装置外取热器发生 1 蒸发管断裂及其他缺陷的原因分析 壳程压力急剧升高、6蒸发管大量泄漏蒸汽的 经多方专家分析，认为蒸发管产生裂纹及 故障，于是该设备被迫停用，吊出芯子进行修 发生断裂属于热疲劳破坏。其失效原因如下： *陆继峰．男．1963年7月生．工程师 上海rl丁．200020。 维普资讯 《化工装备技术》第26卷 第3期 2005年 51 图5 防冲板豉泡、冲蚀和横裂 }矧2 6。管断裂部f 响区几乎重叠，且各翅片组平行排列，致使蒸 发管热应力集中在宽度为 1O～15mm的光管 段。 (3)翅片的膨胀槽底圆角太小，易产生热 应力集中，致使槽底开裂，详见图6。 图3 n管断If形貌 图6 翅片膨胀槽槽底开裂 (4)其他缺陷：防冲板材料为Q235A，耐 磨性不够，即使材料升级也仍不耐催化剂冲蚀。 以上四项均属于结构设计上的问题，上海