高压加氢换热器的结构形式和优缺点详解

高压加氢换热器是在高温高压条件下进行换热的设备，主要应用于石化、化工、制药等行业的生产工艺中，一般用在反应器出口位置，以反应器产物和混氢原料为主进行换热。因此要求高温高压。当前使用的高压换热器基本上有两种形式，一种是法兰式、一种是螺纹锁紧环形式。反应器出口位置的高压加氢换热器特点：1、高温高压：在反应器出口位置，温度和压力都很高，要求高压加氢换热器能够承受高温高压的工作条件；2、高效换热：高温高压换热器需要具有良好的换热效率，能够迅速将反应器产物和混氢原料进行换热，使其能够迅速降温，并维持生产工艺的平稳进行；3、稳定可靠：高压加氢换热器的工作环境恶劣，要求设备能够稳定可靠地工作，保证生产工艺不受影响法兰换热器的结构形式及优缺点

1、平垫结构管箱法兰及管箱侧法兰之间的管板两侧用金属平垫。

优点:结构简单，便于制造。当法兰与垫片热膨胀系数不同时，较为有利，尤其是在大直径的条件下。

缺点：垫片对轴向回弹补偿很小，一旦主螺栓与法兰有一定的温差时，当法兰的热膨胀大于主螺栓时，主螺栓的伸长超过它自己的弹性变形长度时，并且又处于工艺降温过程的条件下，就要发生泄漏。

采用的对策：缩短主螺栓长度改变密封效果，即尽量采用栽丝螺栓，但这样对于检修拆卸有较大的难度。

2、八角垫结构(图1)由于平垫的回弹较小，为了解决这个问题采用八角垫形式，目前广泛采用，但当换热器的直径较大时，也发现了泄漏问题。

八角垫材料往往与法兰的材料线膨胀系数不同，当温度比较高，直径大，因有较大的膨胀差制，很有可能泄漏。而且经常发现八角垫密封面上有皱褶变形，法兰密封面槽上有压痕。这就是检修时必须重新修复密封面，更换八角垫。图1活动管板换热器（T-STARE-102）

3、Ω形结构（图2）工厂生产中，如国外漏将产生较大的损害，对环境和人员带来很大的危险，所以人们采用Ω环结构。

优点：密封可靠，不容易发生泄漏，这种结构有较大回弹补偿，当主螺栓被拉伸较长时，超出弹性变形而不能补偿时Ω形可以张合，有比较大的补偿能力，食用安全可靠。

缺点：拆卸很麻烦，检修时首先将Ω形密封圈沿中心线割开，回装时重新修理破口后焊接。一个Ω环不能多次使用，否则会降低Ω环的可靠性。图2、Ω环换热器（煤液化装置E-201）

螺纹锁紧环换热器

1、结构及件的相互关系它有一个完整的外壳，即管程及壳程用同一个筒体，筒体的一端焊有封头，另一端有螺纹承压环及一个压盖组成紧贴在密封盘上，密封盘周边有金属垫密封与外界隔离开，防止外漏。管束放入筒体内，管束上的管板与筒体的内台阶有垫片，将管程及壳程分开。管板相邻管箱侧的部分紧贴内套筒，内套筒的另一端顶压螺栓，顶压螺栓设置在卡环上，卡环放在管箱内壁的沟槽内，卡环设计成几个分瓣，便于安装，拧紧卡环上的顶压螺栓，通过内套筒，将力传给管板处的垫片，使其压紧。

卡环的一侧设置一个压环，它的另一侧贴靠密封盘，压环有两个作用，一是限制压盖的位置，防止在运输过程中损坏密封盘，另一个作用是传递螺纹承压环上内圈螺栓的压紧力。工艺操作中若发现管板侧垫片泄漏，可以直接上紧内圈螺栓，随时可以排除内漏。

在螺纹环上的内外圈螺栓上紧时，首先压紧内压杆，内压杆比较长，压缩后起弹簧作用，可以补偿垫片回弹的不足。

内套筒用隔板从中间分成两个半圆筒，其中的一个半圆筒用半圆盖封闭，使管箱的进口和出口完全分开，为了防止短路，在另一个半圆筒内设置一个密封机构，固定在管箱的进口上，防止内套筒与筒体之间的环形间隙产生短路。

2、主要部件的作用密封机构可防止进出口短路，内套筒可传递压紧力，使管板垫片被压紧，另一个作用使管程的进出口隔开。密封盘可传递螺纹承压环的压紧力，压紧垫片起密封作用。内压杆传递螺栓压紧力，并有回弹能力。螺纹承压环与压盖一起承受全部内压载荷及垫片压紧力。

3、设备使用中应该注意的几点要求螺纹环上的内圈螺栓的使用时机非常重要，只有当温度达到最高同时发现有内漏时才能上紧它。

开工时需要将管程部位的观察孔丝堵打开，以观察是否有外漏。

检修回装时，注意更换管束两侧的密封条，防止发生壳程短路。

检修拆卸换热器时，要注意不要损伤到大螺纹，紧固内外螺栓时严格按图纸要求的上紧力进行，为防止