CN203595427U

CN203595427U - 新型塔顶循环油热水换热器

Info

Publication number: CN203595427U
Application number: CN201320807082.1U
Authority: CN
Inventors: 姬玉林; 吴振; 刘一总; 许山; 谢宗仁
Original assignee: SHANDONG LANXING WASHING AND ANTI-CORROSION Co
Current assignee: SHANDONG LANXING WASHING AND ANTI-CORROSION Co
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2023-12-10

Abstract

新型塔顶循环油热水换热器，在其管箱法兰的端面上设梯形凹槽，在壳体法兰的端面上设梯形凸台一，在管板法兰的端面上设梯形凸台二，梯形凸台一和梯形凸台二分别与对应的梯形凹槽配合，且在梯形凹槽内设密封环，折流板为圆盘状结构切去一部分，而呈D字型且其残缺部分的径向长度为壳体内径的25%，相邻两折流板之间的间距为0.4倍壳体内径，管程及壳程表面设防腐涂层。梯形凹槽与梯形凸台的密封配合能够增强密封效果；折流板的设计在增强壳程内流体介质的流速的同时，使壳程内流体达合适的湍流程度，达到最佳的换热效果；涂层结构的设置能提高管程及壳程的耐腐蚀、耐冲刷性，降低由于维修和更换造成的经济损失。

Description

新型塔顶循环油热水换热器

技术领域

本实用新型涉及石油、化工领域内的冷换设备，具体说是一种设置在炼油厂催化装置分馏塔顶的新型塔顶循环油热水换热器。

背景技术

炼油厂催化装置中分馏塔顶的塔顶循环油热水换热器（也可以表示为塔顶循环油-热水换热器）为U型管式列管换热器，且该换热器基材材质多采用10号碳钢。

U型管式列管换热器包括壳体、U型传热管、管箱、分程隔板、折流板及管板。U型传热管的开口端对应的管箱内设有分程隔板，且仅在该端设置管板，该端的U型传热管固定在管板上，管板焊接在壳体端部；壳体的另一端设壳体法兰，用来与该端的管箱（内部没有分程隔板）上的管箱法兰连接；U型传热管的开口端方向上的管箱上的管箱法兰与管板上的管板法兰连接。折流板设置在壳体的内部，且相间分布。因为各法兰的配合面均采用平面结构，只是在中间夹置密封环，所以密封效果不好，容易导致管程介质泄露。

此外，分馏塔顶塔顶循环油-热水换热器的壳程通过的是分馏蒸气，介质中含有H2S和NH3。当从分馏塔中流出来的物料经过该换热器后，温度下降后，在该换热器的壳程形成HCl-H₂S-NH₃-H₂O系统的腐蚀；管程侧的热水里含有氯离子，容易发生电化学穿孔腐蚀。针对上述的腐蚀问题，目前是通过采用现有通用防腐手段进行防腐处理，没有根据管程和壳程流体介质腐蚀性质的不同，进行有针对的防腐，防腐效果不明显，流体介质仍然会对换热器管程及壳程造腐蚀和冲刷，常因管程或壳程单侧腐蚀严重，导致换热器的使用寿命短，增加换热器的工业使用成本，且换热器维修和更换频繁，造成使用费用增加，降低生产效率，增加由于换热器泄漏造成的环境污染。

实用新型内容

针对上述存在的密封性差，防腐效果不好等问题，本实用新型的目的在于提供一种具有良好的密封性及防腐性能的新型塔顶循环油热水换热器。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：新型塔顶循环油热水换热器，包括壳体、U型传热管、管箱、分程隔板、折流板及管板，壳体的左端固定连接所述管板，壳体的右端通过设置的壳体法兰与右端的管箱上的管箱法兰连接，所述管板通过其上的管板法兰与左端的管箱的管箱法兰连接，在壳体内设置相间设置多个折流板，在管箱法兰的端面上设有环状的梯形凹槽，在壳体法兰的端面上设有环状的梯形凸台一，在所述管板法兰的端面上设有环状的梯形凸台二，所述梯形凸台一和梯形凸台二分别与对应的梯形凹槽配合，且在梯形凹槽内设密封环。

进一步，所述折流板为圆盘状结构切去一部分，而呈D字型且其残缺部分的径向长度为壳体内径的25%，相邻两折流板之间的间距为0.4倍壳体内径。

进一步，在管程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-06防腐涂层，所述LX-06防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm。

进一步，在管程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-05防腐涂层，所述LX-05防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm。

进一步，在管程表面涂置LX-06防腐涂层，所述LX-06防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm。

通过在各法兰的配合端面采取梯形凹槽与梯形凸台的密封结构，增强了换热器的密封效果，确保换热工作的顺利、连续的进行，避免泄露问题的频繁发生。对折流板结构及间距的设置能够增强壳程内流体介质的流速，同时确保流体介质具有一合适的湍流程度，达到最佳的换热效果。

以环氧树脂和特定氨基树脂为基料制成的LX-03防腐涂层能够用于防止海水、咸水、半咸水、淡水、弱酸性介质和碱性介质的腐蚀及结垢；采用该种由改性耐热环氧有机硅高分子合成树脂和耐热颜料、导热填料配制而成的单组份LX-06涂层的再生循环气后冷器，具有优良的耐酸、碱、油、化学品性能，LX-06涂层具有优异的抗污垢和耐蒸汽吹扫性，有良好的导热性能；采用生漆改性树脂防腐的LX-05防腐涂层，除具有耐酸、碱、水、海水的腐蚀性外，还具备突出的耐热耐油特性。

通过在管程及壳程区分使用由环氧树脂和特定氨基树脂为基料的LX-03防腐涂层或改性耐热环氧有机硅高分子合成树脂和耐热颜料、导热填料配制形成差异性防腐，能够保证管程及壳程的腐蚀程度的协调，不会因为单侧腐蚀严重而导致报废或者维护，造成使用费用增加或导致生产效率低下；该防腐方式提高了塔顶循环油热水换热器的耐腐蚀、耐冲刷性能，有效地提高塔顶循环油热水换热器的使用寿命，降低塔顶循环油热水换热器的工业使用成本，显著降低了由于维修和更换等原因造成经济损失，提高生产效率，并降低由于塔顶循环油热水换热器泄漏造成的环境污染等，具有良好的社会效益。而成的单组份LX-06防腐涂层或生漆改性树脂防腐的LX-05防腐涂层，

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为折流板的结构示意图；

图中：1壳体，11壳体法兰，12梯形凸台一，2U型传热管，3管箱，31管箱法兰，32梯形凹槽，4分程隔板，5折流板，6管板，61管板法兰，62梯形凸台二。

具体实施方式

为了便于说明、理解本实用新型的技术内容，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示的新型塔顶循环油热水换热器，包括壳体1、U型传热管2、管箱3、分程隔板4、折流板5及管板6，在壳体1的左端固定连接所述管板6，壳体1的右端通过设置的壳体法兰11与右端的管箱3上的管箱法兰31连接，所述管板6通过其上的管板法兰61与左端的管箱3的管箱法兰31连接，在壳体1内设置相间设置多个折流板5，在管箱法兰31的端面上设有梯形凹槽32，在壳体法兰11的端面上设有梯形凸台一12，在所述管板法兰61的端面上设有梯形凸台二62，所述梯形凸台一12和梯形凸台二62分别与对应的梯形凹槽32配合，且在梯形凹槽32内设密封环。

如图2所示，所述折流板为圆盘状结构切去一部分，而呈D字型且其残缺部分的径向长度为壳体内径的25%，相邻两折流板之间的间距为0.4倍壳体内径。对折流板结构及间距的设置能够增强壳程内流体介质的流速，同时确保流体介质具有一合适的湍流程度，达到最佳的换热效果。

塔顶循环油热水换热器的管程内流体介质为热水，温度为78至91℃，其中含有氯离子，容易发生电化学穿孔腐蚀，且热环境能够加速腐蚀；其壳程内的流体介质为分馏塔分馏产生的蒸气（为油气混合物），介质中含有H2S和NH3，当从分馏塔中流出来的物料经过该换热器后，温度下降，在该换热器的壳程形成HCl-H₂S-NH₃-H₂O系统的腐蚀，流体介质温度为90至116℃；为了确保该新型塔顶循环油热水换热器的防腐性能，根据具体工作环境及介质状况：

可以在管程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-06防腐涂层，所述LX-06防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm；

还可以在管程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-05防腐涂层，所述LX-05防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm；

此外，也可以在管程表面涂置LX-06防腐涂层，所述LX-06防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm。

管程表面包括U型传热管2的内表面，管箱3内表面及分程隔板4表面等与管程介质接触的表面；壳程表面包括U型传热管2的外表面、折流板5表面等于壳程介质接触的表面。

LX-03防腐涂料为现有涂料品种，其主要成分（按质量百分数）为：环氧树脂：40.6％；丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂：15.5％；铁红：13.5％；三氧化二铬：6.3％；滑石粉：5.6％；铝粉：15％；氧化锌：3.5％；混合溶剂：4％等。即是以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐、导热颜料、填料、助剂及溶剂配置而成，树脂在高温下能够交联固化成膜。LX-03防腐涂层具有优良的耐水性，在较高温度（150℃）下使用，耐海水、咸水、半咸水、工业循环用水等，完全符合换热器的特殊要求；具有耐腐蚀性介质及工业用水性能及良好的阻垢性能和导热性。能防止循环冷却水中CaCO₃的硬化，不易结成坚硬物挂在管壁上，使杂质、氧化层顺流而过；该涂层的漆膜坚硬光滑，不易吸附滞留物与水垢，少量附着物水冲即掉，使用时间长达十几年之久，且在使用运行期内，涂层管传热系数明显高于无涂层管，提高了总的换热效果。

LX-03防腐涂层还对弱酸和碱性介质，有很好的防腐阻垢效果。因为LX-03涂料是以耐酸、碱腐蚀的环氧树脂和一定醚化度的氨基树脂为基料又增加了防锈、防腐颜料而形成的涂料，在150℃以下使用比较可靠。

此外，LX-03防腐涂层还具有牢固的附着性，由于组成LX-03涂料的成分及在喷涂过程中，经过严格的除锈、固化、烘干等程序，使LX-03涂料与碳钢金属表面形成牢固的粘结力，致使在温度、压力、流量不断变化的情况下不会被冲刷掉，起到保护膜的作用，并隔离水、蒸汽、H＋、NH3、HCN、CL等与金属表面接触起化学反应，延长使用寿命。

涂层施工要求：

①涂装环境：温度15－35℃，相对湿度小于85％，无粉尘；

②工件状况：被涂表面应无裂纹，无焊疤、无毛刺、无尖角、冷换设备花板与管束须采用焊接固定，焊口应平整，管道须采用法兰连接；

③表面处理：被涂工件必须进行严格的除油，除锈处理，达到表面无油污（用挂水法检验，符合日本JISZ0305－1980标准规定）喷砂除锈等应符合瑞典标准SIS05－5900－1967，SA2级以上，酸洗除锈等级应符合前西德标准DING55928Be级规定；

④涂装方法：可采用喷涂、淋涂、浸涂、灌注、滚涂等方法，也可采用静电喷涂；传热管3内宜采用灌涂法；传热管3外宜采用淋涂或喷涂法；管板5（6）、管箱1、壳体2表面宜采用刷涂或喷涂法；

⑤涂层结构：底漆两遍，面漆四遍，涂层总厚度控制在200±50μm；

⑥固化方法：经充分表干后，送入远红外炉内进行固化处理，固化温度160±5℃，最终涂层固化温度200±5℃；

⑦涂层质量指标：外观，铬绿色，表面光滑，无滴坠，无气泡，无异物。厚度，200±50μm；

孔隙，参照美国标准进行检验，采用电火花检测时，严禁超电压，技术指标按下述规定：电压1000V，火花发生量不大于10个∕㎡。

LX-06涂料为由改性耐热环氧有机硅高分子合成树脂和耐热颜料、导热填料配制而成的单组份换热器专用涂料。采用LX-06涂层后的换热器，具有优良的耐酸、碱、油、化学品性能；大大提高换热器的耐腐蚀、耐冲刷性能，有效地提高换热器的使用寿命，减少了金属耗材，降低换热器的工业使用成本，显著降低了由于维修和更换等原因造成经济损失，提高生产效率，并降低由于换热器泄漏造成的环境污染等，具有良好的社会效益。

涂层技术参数：涂层外观：涂膜平整、均匀致密、光滑；颜色：钴绿色；耐热性能：150℃至350℃；固化温度：180℃至200℃；闪点：35℃；漆膜厚度：30μm×6，总厚度≥150μm。

涂层施工要求：

①表面准备和处理：对金属表面应采用喷砂（丸）或其它机械方法除锈，使表面呈金属灰白色，采用化学处理时，需经除油、除锈、磷化、钝化、风干等步骤，务必提供良好表面；

②涂层总厚度参考范围值：≥150μm；

③涂装方法：刷涂、喷涂、滚涂和灌涂方法均可；

漆液粘度是按喷涂方法设计的，其它施工方法，只要根据经验用稀释剂调整粘度后即可使用；

④涂层固化：固化温度为180℃至200℃。

LX-05涂料为现有涂料品种，其主要成分（按质量百分数）为：环氧树脂：40％；改性酚醛树脂：30％；呋喃树脂：40％；填料：20％；固化剂：5％；邻苯二甲酸二丁酯：10％；无水乙醇：适量；乙二胺：5％。即是以中国生漆为主要原料经化学改性而得树脂基料，调配以多种颜料而制成的单组分常温固化涂料，其除具有耐酸、碱、水、海水的腐蚀性外，还具备突出的耐热耐油特性。特别适于炼油行业的热交换器处于集热（150-300℃）和油（原油、汽油、柴油等）于一体的复杂介质条件下使用。

涂层施工要求：

①表面准备和处理：对金属表面应采用喷砂（丸）或其它机械方法除锈，使表面呈金属灰白色，采用化学处理时，需经除油、除锈、磷化、钝化、风干等步骤，务必提供良好表面；对水泥和混凝土表面，应加以认真的表面处理，其中包括机械打磨，轻度喷砂（丸），机械或手工钢丝刷或稀酸清洗，上述处理后应充分除尘，然后用腻子填充表面孔洞，提供可施涂的物面；

②涂层厚度参考范围值：一般环境防腐涂层150－200μm；海洋环境防腐涂层200－250μm；耐化学腐蚀设备涂层250－350μm；

③涂装方法：刷涂、喷涂、滚涂和灌涂方法均可；

④涂层固化为常温固化：干燥时间25℃/h，表干≤1，实干≤24。

通过在管程表面及壳程表面进行差异性防腐，来保证管程及壳程的腐蚀程度的协调，不会因为单侧腐蚀严重而导致报废或者维护，造成使用费用增加或导致生产效率低下；该防腐方式提高了塔顶循环油热水换热器的耐腐蚀、耐冲刷性能，有效地提高塔顶循环油热水换热器的使用寿命，降低塔顶循环油热水换热器的工业使用成本，显著降低了由于维修和更换等原因造成经济损失，提高生产效率，并降低由于塔顶循环油热水换热器泄漏造成的环境污染等，具有良好的社会效益。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims

1.新型塔顶循环油热水换热器，包括壳体、U型传热管、管箱、分程隔板、折流板及管板，壳体的左端固定连接所述管板，壳体的右端通过设置的壳体法兰与右端的管箱上的管箱法兰连接，所述管板通过其上的管板法兰与左端的管箱的管箱法兰连接，在壳体内设置相间设置多个折流板，其特征是：在管箱法兰的端面上设有环状的梯形凹槽，在壳体法兰的端面上设有环状的梯形凸台一，在所述管板法兰的端面上设有环状的梯形凸台二，所述梯形凸台一和梯形凸台二分别与对应的梯形凹槽配合，且在梯形凹槽内设密封环。

2.根据权利要求1所述的新型塔顶循环油热水换热器，其特征是：所述折流板为圆盘状结构切去一部分，而呈D字型且其残缺部分的径向长度为壳体内径的25%，相邻两折流板之间的间距为0.4倍壳体内径。

3.根据权利要求1或2所述的新型塔顶循环油热水换热器，其特征是：在管程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-06防腐涂层，所述LX-06防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm。

4.根据权利要求1或2所述的新型塔顶循环油热水换热器，其特征是：在管程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-05防腐涂层，所述LX-05防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm。

5.根据权利要求1或2所述的新型塔顶循环油热水换热器，其特征是：在管程表面涂置LX-06防腐涂层，所述LX-06防腐涂层包括两层底漆涂层和三层面漆涂层；在壳程表面涂置LX-03防腐涂层，所述LX-03防腐涂层包括两层底漆涂层和四层面漆涂层；所述防腐涂层的涂层总厚度均不小于150μm。