2024年的中級安全工程師考試中，化工安全是一個非常重要的部分。在這部分內(nèi)容中，化工換熱設(shè)備的要求是考生必須掌握的重點知識?；Q熱設(shè)備在化工生產(chǎn)過程中起著關(guān)鍵作用，它們的安全性能直接關(guān)系到整個生產(chǎn)過程的安全與穩(wěn)定。因此，了解和掌握化工換熱設(shè)備的要求對于中級安全工程師來說至關(guān)重要。

考點：化工換熱設(shè)備類型、危險特性及安全運行的基本要求

(一)定義

在工業(yè)生產(chǎn)中，為了工藝流程的需要，往往需要進行各種不同方式的熱量變換，如加熱、冷卻、蒸發(fā)和冷凝等，換熱器就是用來實現(xiàn)上述熱量交換與傳遞的設(shè)備。通過各種設(shè)備，以便使熱量從溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，以滿足生產(chǎn)工藝的需要。換熱器在化工生產(chǎn)中起著非常重要的作用，它對于裝置的安穩(wěn)長期運行和熱能有效利用的經(jīng)濟性等方面都有很大的影響。

(二)分類

(1)表面式換熱器。表面式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開的空間里流動，通過壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對流，兩種流體之間進行換熱。表面式換熱器有管殼式、套管式、板式和其他型式的換熱器。

(2)蓄熱式換熱器。蓄熱式換熱器通過固體物質(zhì)構(gòu)成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，熱介質(zhì)先通過加熱固體物質(zhì)達到一定溫度后，冷介質(zhì)再通過固體物質(zhì)被加熱，使之達到熱量傳遞的目的。蓄熱式換熱器有旋轉(zhuǎn)式、閥門切換式等。

(3)流體連接間接式換熱器。流體連接間接式換熱器，是兩個表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來的換熱器，熱載體在高溫流體換熱器和低溫流體換熱器之間循環(huán)，在高溫流體換熱器接受量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。

(4)直接接觸式換熱器。直接接觸式換熱器是兩種流體直接接觸進行換熱的設(shè)備，例如，冷水塔、氣體冷凝器等。

(三)常見故障及預(yù)防措施

(1)腐蝕磨損、堵塞造成的管束故障

管束的腐蝕、磨損造成管束泄漏或者管束內(nèi)結(jié)垢造成堵塞引起故障。冷卻水中含有鐵、鈣、鎂等金屬離子及陰離子和有機物，活性離子會使冷卻水的腐蝕性增強，其中金屬離子的存在引起氫或氧的去極化反應(yīng)從而導(dǎo)致管束腐蝕。同時，由于冷卻水中含有 Ca2+、Mg2+離子，長時間在高溫下易結(jié)垢而堵塞管束。為了提高傳熱效果，防止管束腐蝕或堵塞，采取以下幾種方法：

①對冷卻水進行添加阻垢劑并定期清洗。例如，對煤氣冷卻器的冷卻水采用離子靜電處理器或投加阻垢緩蝕劑和殺菌滅藻劑，去除污垢，降低冷卻水的硬度，從而減小管束結(jié)垢程度。

②保持管內(nèi)流體流速穩(wěn)定。如果流速增大，則導(dǎo)熱系數(shù)變大，但磨損也會相應(yīng)增大。

③選用耐腐蝕性材料(不銹鋼、銅)或增加管束壁厚的方式。

④當(dāng)管的端部磨損時，可在入口 200mm 長度內(nèi)接入合成樹脂等保護管束。

(2)振動造成的管束故障

造成振動的原因包括：

由泵、壓縮機的振動引起管束的振動;

由旋轉(zhuǎn)機械產(chǎn)生的脈動;

流入管束的高速流體(高壓水、蒸汽等)對管束的沖擊。

降低管束的振動常采用以下方法：

①盡量減少開停車次數(shù)。

②在流體的入口處，安裝調(diào)整槽，減小管束的振動。

③減小擋板間距，使管束的振幅減小。

④盡量減小管束通過擋板的孔徑。

(3)法蘭盤泄漏

法蘭盤的泄漏是由于溫度升高，緊固螺栓受熱伸長，在緊固部位產(chǎn)生間隙造成的。因此，在換熱器投入使用后，需要對法蘭螺栓重新緊固。換熱器內(nèi)的流體多為有毒、高壓、高溫物質(zhì)，一旦發(fā)生泄漏容易引發(fā)中毒和火災(zāi)事故，在日常工作中應(yīng)特別注意以下幾點：

①盡量減少密封墊使用數(shù)量和采用金屬密封墊;

②采用以內(nèi)壓力緊固墊片的方法;

③采用易緊固的作業(yè)方法。

練習(xí) ：【單選】換熱器是用來實現(xiàn)熱量交換與傳遞的設(shè)備，通過各種設(shè)備，以便使熱量從溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，以滿足生產(chǎn)工藝的需要，下列方法中可以減輕管束振動的是()。

A.增加管束壁厚

B.減小管束通過擋板的孔徑

C.增大管內(nèi)流體流速

D.增大擋板間距

【參考答案】B

【解析】降低管束的振動常采用以下方法：

①盡量減少開停車次數(shù)。

②在流體的入口處，安裝調(diào)整槽，減小管束的振動。

③減小擋板間距，使管束的振幅減小。

④盡量減小管束通過擋板的孔徑。

以上是對化工換熱設(shè)備類型、危險特性及安全運行的基本要求這一考點的解析及練習(xí)，希望能幫助各位準中級注冊安全工程師們順利備考，祝大家在2024年中安考試中取得優(yōu)異成績！