化工是高耗能行业,在化工生产中热量的交换是必不可少的,通常情况下化工生产中的热量采用换热器进行热量交换。
化工介质往往具有有毒有害、易燃易爆的特性,如果发生泄漏,可能发生着火、爆炸、中毒等事故,造成人员伤害和经济损失。因此控制泄漏也是化工企业的重要工作。
外漏是化工介质最常见的泄漏形式,通常情况发生在法兰、轴封密封面等处,外漏也是最容易发现的,通常情况可以通过巡检、安装可燃有毒气体报警检测器进行检测,实时发现泄漏并提供报警,操作人员可以及时的处理。
但是换热器内部发生内漏就不那么容易发现和处理了。换热器是静设备,没有运动部件,密封均为静密封面。
因此,换热器内漏的原因通常是:
1.腐蚀问题
热介质或冷介质具有腐蚀特性,导致换热器换热管或换热片发生腐蚀,从而导致材料减薄,无法承受运行压力而导致内漏。
2.材质问题
换热器材质的选择与运行介质不匹配,导致换热板腐蚀开裂。
3.流体冲刷、振动
换热器设计问题,导致换热器在流体流动的情况下产生振动问题,在长时间的振动尤其是共振的作用下,换热器材料可能会因为疲劳而发生破裂、损伤。
如果流体密度过大或含有结晶物,流体流动产生较强的摩擦作用,冲刷换热器,导致材料减薄最终发生泄漏。
4.超设计运行或超期服役
换热器运行参数与设计参数不一致容易导致换热器泄漏,最主要的是运行温度和压力,过高额温度和压力会导致换热器损坏,从而发生内漏问题。
换热器超期服役也会造成内漏,超期服役的换热器无论是材料应力损伤、腐蚀损伤都达到了极限,如果继续使用可能导致设备迅速劣化而产生泄漏问题。
换热器内漏可能发生着火爆炸事故,尤其是换热两侧介质存在反应的情况,此时换热器内漏导致冷热介质直接接触发生事故。换热器内漏危害大,检测难度高。
通常,监测换热器内漏的方法有:
1.人工巡检
这是最简单、投资最少,也是最容易出问题的方式。通过人工听、测确定换热器是否泄漏。有经验的巡检人员能够及时发现泄漏的换热器。
2.安装在线检测系统
通过在换热介质一侧安装特定的监测设备,通过实施监控检测数值是否超标来确定泄漏。通常情况下该方式准确度较高,但是往往存在着投资费用极高的问题,毕竟化工企业当中换热器数量是非常多的。
另外一种间接检测的方法,在凉水塔内安装监测设备,通过监测凉水塔内的数值来确定是否发生泄漏。这种方式大大减少了在线检测的数量,降低成本,但是也存在问题:
首先,无法确定究竟是哪一台换热器发生泄漏,需要人工复核。
其次,在泄漏前期,由于循环量以及检测限的问题,无法及时检测,存在滞后性。
最后,装置的外漏可能导致误报警问题,如果此时也发生了内漏,容易忽视内漏的存在,从而导致泄漏扩大。
3.实施监控运行参数
泄漏可能导致运行参数发生变化(如温度、压力、杂质含量等),通过检测这些运行参数来判断是否发生泄漏。不过采用这种方式发现的泄漏通常具有滞后性。
如何预防泄漏,通常采取的方法有:
1.保护设计
通过设计双管板结构,隔离介质之间的接触,从而提高安全性,但是此种方法投资成本较高。
2.材质选择
选择合适的材质,避免流体产生腐蚀。
3.合理的设计参数
设计合理的运行参数,包括温度、压力及流速,避免产生次生危害。
4.优化工艺流程
对于冷热介质接触会发生反应的情况,可以通过工艺设计,更换为不发生反应的介质,从根本上杜绝泄漏危害。
5.有效的维护保养
采用针对性的检测技术,在检维修期间及时发现存在的问题,及时排除隐患。
6.定期更换
超期服役的设备要下决心更换,不要存在侥幸心理。一般情况下发生事故造成的经济损失远大于更换换热器的成本。
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