新型塔頂循環油熱水換熱器的制造方法
【專利摘要】新型塔頂循環油熱水換熱器，在其管箱法蘭的端面上設梯形凹槽，在殼體法蘭的端面上設梯形凸臺一，在管板法蘭的端面上設梯形凸臺二，梯形凸臺一和梯形凸臺二分別與對應的梯形凹槽配合，且在梯形凹槽內設密封環，折流板為圓盤狀結構切去一部分，而呈D字型且其殘缺部分的徑向長度為殼體內徑的25%，相鄰兩折流板之間的間距為0.4倍殼體內徑，管程及殼程表面設防腐涂層。梯形凹槽與梯形凸臺的密封配合能夠增強密封效果；折流板的設計在增強殼程內流體介質的流速的同時，使殼程內流體達合適的湍流程度，達到最佳的換熱效果；涂層結構的設置能提高管程及殼程的耐腐蝕、耐沖刷性，降低由于維修和更換造成的經濟損失。
【專利說明】新型塔頂循環油熱水換熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油、化工領域內的冷換設備，具體說是一種設置在煉油廠催化裝置分餾塔頂的新型塔頂循環油熱水換熱器。
【背景技術】
[0002]煉油廠催化裝置中分餾塔頂的塔頂循環油熱水換熱器(也可以表示為塔頂循環油-熱水換熱器)為U型管式列管換熱器，且該換熱器基材材質多采用10號碳鋼。
[0003]U型管式列管換熱器包括殼體、U型傳熱管、管箱、分程隔板、折流板及管板。U型傳熱管的開口端對應的管箱內設有分程隔板，且僅在該端設置管板，該端的U型傳熱管固定在管板上，管板焊接在殼體端部；殼體的另一端設殼體法蘭，用來與該端的管箱(內部沒有分程隔板)上的管箱法蘭連接；u型傳熱管的開口端方向上的管箱上的管箱法蘭與管板上的管板法蘭連接。折流板設置在殼體的內部，且相間分布。因為各法蘭的配合面均采用平面結構，只是在中間夾置密封環，所以密封效果不好，容易導致管程介質泄露。
[0004]此外，分餾塔頂塔頂循環油-熱水換熱器的殼程通過的是分餾蒸氣，介質中含有H2S和NH3。當從分餾塔中流出來的物料經過該換熱器后，溫度下降后，在該換熱器的殼程形成HCl-H2S-NH3-H2O系統的腐蝕；管程側的熱水里含有氯離子，容易發生電化學穿孔腐蝕。針對上述的腐蝕問題，目前是通過采用現有通用防腐手段進行防腐處理，沒有根據管程和殼程流體介質腐蝕性質的不同，進行有針對的防腐，防腐效果不明顯，流體介質仍然會對換熱器管程及殼程造腐蝕和沖刷，常因管程或殼程單側腐蝕嚴重，導致換熱器的使用壽命短，增加換熱器的工業使用成本，且換熱器維修和更換頻繁，造成使用費用增加，降低生產效率，增加由于換熱器泄漏造成的環境污染。
實用新型內容
[0005]針對上述存在的密封性差，防腐效果不好等問題，本實用新型的目的在于提供一種具有良好的密封性及防腐性能的新型塔頂循環油熱水換熱器。
[0006]為實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案是:新型塔頂循環油熱水換熱器，包括殼體、U型傳熱管、管箱、分程隔板、折流板及管板，殼體的左端固定連接所述管板，殼體的右端通過設置的殼體法蘭與右端的管箱上的管箱法蘭連接，所述管板通過其上的管板法蘭與左端的管箱的管箱法蘭連接，在殼體內設置相間設置多個折流板，在管箱法蘭的端面上設有環狀的梯形凹槽，在殼體法蘭的端面上設有環狀的梯形凸臺一，在所述管板法蘭的端面上設有環狀的梯形凸臺二，所述梯形凸臺一和梯形凸臺二分別與對應的梯形凹槽配合，且在梯形凹槽內設密封環。
[0007]進一步，所述折流板為圓盤狀結構切去一部分，而呈D字型且其殘缺部分的徑向長度為殼體內徑的25%，相鄰兩折流板之間的間距為0.4倍殼體內徑。
[0008]進一步，在管程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-06防腐涂層，所述LX-06防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150 μ m。
[0009]進一步，在管程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-05防腐涂層，所述LX-05防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150 μ m。
[0010]進一步，在管程表面涂置LX-06防腐涂層，所述LX-06防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150 μ m。
[0011]通過在各法蘭的配合端面采取梯形凹槽與梯形凸臺的密封結構，增強了換熱器的密封效果，確保換熱工作的順利、連續的進行，避免泄露問題的頻繁發生。對折流板結構及間距的設置能夠增強殼程內流體介質的流速，同時確保流體介質具有一合適的湍流程度，達到最佳的換熱效果。
[0012]以環氧樹脂和特定氨基樹脂為基料制成的LX-03防腐涂層能夠用于防止海水、咸水、半咸水、淡水、弱酸性介質和堿性介質的腐蝕及結垢；采用該種由改性耐熱環氧有機硅高分子合成樹脂和耐熱顏料、導熱填料配制而成的單組份LX-06涂層的再生循環氣后冷器，具有優良的耐酸、堿、油、化學品性能，LX-06涂層具有優異的抗污垢和耐蒸汽吹掃性，有良好的導熱性能；采用生漆改性樹脂防腐的LX-05防腐涂層，除具有耐酸、堿、水、海水的腐蝕性外，還具備突出的耐熱耐油特性。
[0013]通過在管程及殼程區分使用由環氧樹脂和特定氨基樹脂為基料的LX-03防腐涂層或改性耐熱環氧有機硅高分子合成樹脂和耐熱顏料、導熱填料配制形成差異性防腐，能夠保證管程及殼程的腐蝕程度的協調，不會因為單側腐蝕嚴重而導致報廢或者維護，造成使用費用增加或導致生產效率低下；該防腐方式提高了塔頂循環油熱水換熱器的耐腐蝕、耐沖刷性能，有效地提高塔頂循環油熱水換熱器的使用壽命，降低塔頂循環油熱水換熱器的工業使用成本，顯著降低了由于維修和更換等原因造成經濟損失，提高生產效率，并降低由于塔頂循環油熱水換熱器泄漏造成的環境污染等，具有良好的社會效益。而成的單組份LX-06防腐涂層或生漆改性樹脂防腐的LX-05防腐涂層，
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0015]圖2為折流板的結構示意圖；
[0016]圖中:I殼體，11殼體法蘭，12梯形凸臺一，2U型傳熱管，3管箱，31管箱法蘭，32梯形凹槽，4分程隔板，5折流板，6管板，61管板法蘭，62梯形凸臺二。
【具體實施方式】
[0017]為了便于說明、理解本實用新型的技術內容，下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0018]如圖1所示的新型塔頂循環油熱水換熱器，包括殼體1、U型傳熱管2、管箱3、分程隔板4、折流板5及管板6，在殼體I的左端固定連接所述管板6，殼體I的右端通過設置的殼體法蘭11與右端的管箱3上的管箱法蘭31連接，所述管板6通過其上的管板法蘭61與左端的管箱3的管箱法蘭31連接，在殼體I內設置相間設置多個折流板5，在管箱法蘭31的端面上設有梯形凹槽32，在殼體法蘭11的端面上設有梯形凸臺一 12，在所述管板法蘭61的端面上設有梯形凸臺二 62，所述梯形凸臺一 12和梯形凸臺二 62分別與對應的梯形凹槽32配合，且在梯形凹槽32內設密封環。
[0019]如圖2所示，所述折流板為圓盤狀結構切去一部分，而呈D字型且其殘缺部分的徑向長度為殼體內徑的25%，相鄰兩折流板之間的間距為0.4倍殼體內徑。對折流板結構及間距的設置能夠增強殼程內流體介質的流速，同時確保流體介質具有一合適的湍流程度，達到最佳的換熱效果。
[0020]塔頂循環油熱水換熱器的管程內流體介質為熱水，溫度為78至91°C，其中含有氯離子，容易發生電化學穿孔腐蝕，且熱環境能夠加速腐蝕；其殼程內的流體介質為分餾塔分餾產生的蒸氣(為油氣混合物)，介質中含有H2S和NH3，當從分餾塔中流出來的物料經過該換熱器后，溫度下降，在該換熱器的殼程形成HCl-H2S-NH3-H2O系統的腐蝕，流體介質溫度為90至116°C;為了確保該新型塔頂循環油熱水換熱器的防腐性能，根據具體工作環境及介質狀況:
[0021]可以在管程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-06防腐涂層，所述LX-06防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150 μ m ;
[0022]還可以在管程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-05防腐涂層，所述LX-05防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150μπι;
[0023]此外，也可以在管程表面涂置LX-06防腐涂層，所述LX-06防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150 μ m。
[0024]管程表面包括U型傳熱管2的內表面，管箱3內表面及分程隔板4表面等與管程介質接觸的表面；殼程表面包括U型傳熱管2的外表面、折流板5表面等于殼程介質接觸的表面。
[0025]LX-03防腐涂料為現有涂料品種，其主要成分(按質量百分數)為:環氧樹脂:40.6% ;丁醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂:15.5% ;鐵紅:13.5% ;三氧化二鉻:6.3% ;滑石粉:
5.6% ;鋁粉:15% ;氧化鋅:3.5% ;混合溶劑:4%等。即是以環氧樹脂和特定氨基樹脂為基料，加入適量的各種防銹、防腐、導熱顏料、填料、助劑及溶劑配置而成，樹脂在高溫下能夠交聯固化成膜。LX-03防腐涂層具有優良的耐水性，在較高溫度(150°C)下使用，耐海水、咸水、半咸水、工業循環用水等，完全符合換熱器的特殊要求；具有耐腐蝕性介質及工業用水性能及良好的阻垢性能和導熱性。能防止循環冷卻水中CaCO3的硬化，不易結成堅硬物掛在管壁上，使雜質、氧化層順流而過；該涂層的漆膜堅硬光滑，不易吸附滯留物與水垢，少量附著物水沖即掉，使用時間長達十幾年之久，且在使用運行期內，涂層管傳熱系數明顯高于無涂層管，提高了總的換熱效果。
[0026]LX-03防腐涂層還對弱酸和堿性介質，有很好的防腐阻垢效果。因為LX-03涂料是以耐酸、堿腐蝕的環氧樹脂和一定醚化度的氨基樹脂為基料又增加了防銹、防腐顏料而形成的涂料，在150°C以下使用比較可靠。
[0027]此外，LX-03防腐涂層還具有牢固的附著性，由于組成LX-03涂料的成分及在噴涂過程中，經過嚴格的除銹、固化、烘干等程序，使LX-03涂料與碳鋼金屬表面形成牢固的粘結力，致使在溫度、壓力、流量不斷變化的情況下不會被沖刷掉，起到保護膜的作用，并隔離水、蒸汽、H +、NH3、HCN、CL等與金屬表面接觸起化學反應，延長使用壽命。
[0028]涂層施工要求:
[0029]①涂裝環境:溫度15 — 350C，相對濕度小于85%，無粉塵；
[0030]②工件狀況:被涂表面應無裂紋，無焊疤、無毛刺、無尖角、冷換設備花板與管束須采用焊接固定，焊口應平整，管道須采用法蘭連接；
[0031]③表面處理:被涂工件必須進行嚴格的除油，除銹處理，達到表面無油污(用掛水法檢驗，符合日本JISZ0305 - 1980標準規定)噴砂除銹等應符合瑞典標準SIS05 — 5900 一1967，SA2級以上，酸洗除銹等級應符合前西德標準DING55928Be級規定；
[0032]④涂裝方法:可采用噴涂、淋涂、浸涂、灌注、滾涂等方法，也可采用靜電噴涂；傳熱管3內宜采用灌涂法；傳熱管3外宜采用淋涂或噴涂法；管板5 (6)、管箱1、殼體2表面宜采用刷涂或噴涂法；
[0033]⑤涂層結構:底漆兩遍，面漆四遍，涂層總厚度控制在200±50μm;
[0034]⑥固化方法:經充分表干后，送入遠紅外爐內進行固化處理，固化溫度160±5°C，最終涂層固化溫度200±5°C ；
[0035]⑦涂層質量指標 :外觀，鉻綠色，表面光滑，無滴墜，無氣泡，無異物。厚度，200 ± 50 μ m ;
[0036]孔隙，參照美國標準進行檢驗，采用電火花檢測時，嚴禁超電壓，技術指標按下述規定:電壓1000V，火花發生量不大于10個/ m2。
[0037]LX-06涂料為由改性耐熱環氧有機硅高分子合成樹脂和耐熱顏料、導熱填料配制而成的單組份換熱器專用涂料。采用LX-06涂層后的換熱器，具有優良的耐酸、堿、油、化學品性能；大大提高換熱器的耐腐蝕、耐沖刷性能，有效地提高換熱器的使用壽命，減少了金屬耗材，降低換熱器的工業使用成本，顯著降低了由于維修和更換等原因造成經濟損失，提高生產效率，并降低由于換熱器泄漏造成的環境污染等，具有良好的社會效益。
[0038]涂層技術參數:涂層外觀:涂膜平整、均勻致密、光滑；顏色:鈷綠色；耐熱性能:150°C至350°C ;固化溫度:180°C至200°C ;閃點:35°C ;漆膜厚度:30μmΧ6，總厚度≥150 μ m。
[0039]涂層施工要求:
[0040]①表面準備和處理:對金屬表面應采用噴砂(丸)或其它機械方法除銹，使表面呈金屬灰白色，采用化學處理時，需經除油、除銹、磷化、鈍化、風干等步驟，務必提供良好表面；
[0041]②涂層總厚度參考范圍值:≥150μm;
[0042]③涂裝方法:刷涂、噴涂、滾涂和灌涂方法均可；
[0043]漆液粘度是按噴涂方法設計的，其它施工方法，只要根據經驗用稀釋劑調整粘度后即可使用；
[0044]④涂層固化:固化溫度為180°C至200°C。
[0045]LX-05涂料為現有涂料品種，其主要成分(按質量百分數)為:環氧樹脂:40%;改性酚醛樹脂:30% ;呋喃樹脂:40% ;填料:20% ;固化劑:5% ;鄰苯二甲酸二丁酯:10% ;無水乙醇:適量；乙二胺:5%。即是以中國生漆為主要原料經化學改性而得樹脂基料，調配以多種顏料而制成的單組分常溫固化涂料，其除具有耐酸、堿、水、海水的腐蝕性外，還具備突出的耐熱耐油特性。特別適于煉油行業的熱交換器處于集熱(150-300°C)和油(原油、汽油、柴油等)于一體的復雜介質條件下使用。
[0046]涂層施工要求:
[0047]①表面準備和處理:對金屬表面應采用噴砂(丸)或其它機械方法除銹，使表面呈金屬灰白色，采用化學處理時，需經除油、除銹、磷化、鈍化、風干等步驟，務必提供良好表面；對水泥和混凝土表面，應加以認真的表面處理，其中包括機械打磨，輕度噴砂(丸)，機械或手工鋼絲刷或稀酸清洗，上述處理后應充分除塵，然后用膩子填充表面孔洞，提供可施涂的物面；
[0048]②涂層厚度參考范圍值:一般環境防腐涂層150 - 200 μ m ;海洋環境防腐涂層200 一 250 μ m ;耐化學腐蝕設備涂層250 - 350 μ m ；
[0049]③涂裝方法:刷涂、噴涂、滾涂和灌涂方法均可；
[0050]漆液粘度是按噴涂方法設計的，其它施工方法，只要根據經驗用稀釋劑調整粘度后即可使用；
[0051]④涂層固化為常溫固化:干燥時間25°C /h，表干≤1，實干≤24。
[0052]通過在管程表面及殼程表面進行差異性防腐，來保證管程及殼程的腐蝕程度的協調，不會因為單側腐蝕嚴重而導致報廢或者維護，造成使用費用增加或導致生產效率低下；該防腐方式提高了塔頂循環油熱水換熱器的耐腐蝕、耐沖刷性能，有效地提高塔頂循環油熱水換熱器的使用壽命，降低塔頂循環油熱水換熱器的工業使用成本，顯著降低了由于維修和更換等原因造成經濟損失，提高生產效率，并降低由于塔頂循環油熱水換熱器泄漏造成的環境污染等，具有良好的社會效益。
[0053]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本實用新型的保護范圍。
[0054]除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。
【權利要求】
1.新型塔頂循環油熱水換熱器，包括殼體、U型傳熱管、管箱、分程隔板、折流板及管板，殼體的左端固定連接所述管板，殼體的右端通過設置的殼體法蘭與右端的管箱上的管箱法蘭連接，所述管板通過其上的管板法蘭與左端的管箱的管箱法蘭連接，在殼體內設置相間設置多個折流板，其特征是:在管箱法蘭的端面上設有環狀的梯形凹槽，在殼體法蘭的端面上設有環狀的梯形凸臺一，在所述管板法蘭的端面上設有環狀的梯形凸臺二，所述梯形凸臺一和梯形凸臺二分別與對應的梯形凹槽配合，且在梯形凹槽內設密封環。
2.根據權利要求1所述的新型塔頂循環油熱水換熱器，其特征是:所述折流板為圓盤狀結構切去一部分，而呈D字型且其殘缺部分的徑向長度為殼體內徑的25%，相鄰兩折流板之間的間距為0.4倍殼體內徑。
3.根據權利要求1或2所述的新型塔頂循環油熱水換熱器，其特征是:在管程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-06防腐涂層，所述LX-06防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150 μ m。
4.根據權利要求1或2所述的新型塔頂循環油熱水換熱器，其特征是:在管程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-05防腐涂層，所述LX-05防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150 μ m。
5.根據權利要求1或2所述的新型塔頂循環油熱水換熱器，其特征是:在管程表面涂置LX-06防腐涂層，所述LX-06防腐涂層包括兩層底漆涂層和三層面漆涂層；在殼程表面涂置LX-03防腐涂層，所述LX-03防腐涂層包括兩層底漆涂層和四層面漆涂層；所述防腐涂層的涂層總厚度均不小于150 μ m。
【文檔編號】F28F9/12GK203595427SQ201320807082
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】姬玉林, 吳振, 劉一總, 許山, 謝宗仁 申請人:山東藍星清洗防腐公司