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管壳换热器的损坏分析

       在石油化工装置中,换热器所占比例是塔和槽类设备的两倍,并且使装置停运的原因中是属换热器损坏漏油占半数左右,由于换热器的故障发生率为塔类和管管道类的三倍,因此对换热器的报坏分析具有重要意义。

       振动分析

       换热器的损坏主要原因是振动。换热器的振动破坏包括管子和折流板管孔间的磨损、管子在折流板处所受到的振动和剪切碰撞等应力的疲劳破坏、管子间的相互碰撞磨损以及管板处管子的疲劳破坏等。

       1.管子振动原因的分析:

有许多引起换热器振动的根源,而其中的某一或某几个则可能是激起危害性的振动根源。由往复机械(化工振动筛的详细说明)带来的脉动是激振的一个根源;而通过支承构件或连接管道传来的某些振动,是另一个激振根源.由于这些类型激振根源频率为系统所决定,相对来说是可以预计到的。而流体力学激振的机理则比较难以预计。

流体流动激振可分为两大类型:即平行于管子轴线的流动所激发的(称纵向流)和由垂直于管轴线的流动所激发的(称横向流我).横向流在通常情况下可引起很大的振幅,对换热器的管子危害性很大。

      2.振动的判别标准:

  对于液体,当涡流发散频率大于1/3固有频率及平行流体涡流生产16-8振动电机的无因次振幅Y,>O. 0075时振动可能发生.

  对于气体或燕气,除上列判别标谁外,还存在音频及湍流扰动频率。当湍流扰动频率或涡流发散频率大于1/3,固有频率或在0.8-1.2音频时可能发生振动。

  3.消除振动的方法:

  降低壳程线速,当不能改变流童时,可加大管心距或增加壳径。

  提高管子固有频率,有效办法是缩短管子无支承最大跨长或改变管材,增加壁厚,但效果不如方法1)显著。

  改变折流板形式或改用折流杆,也可在满足传热及压降的前提下改变管子排列方式。

  当接管发生振动时可加大接管直径。


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