(4.4.1)-9.3.2傳熱安全防范-換熱

化工單元操作安全防范換熱換熱是化工生產(chǎn)中最常見的操作之一，通過換熱可以把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。換熱器是化工生產(chǎn)中最主要的換熱設(shè)備，在化工生產(chǎn)中可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等使用。換熱器在工藝設(shè)備中的地位十分重要，據(jù)統(tǒng)計，換熱器的噸位約占整個工藝設(shè)備的20%有的甚至高達30%。換熱換熱方法和設(shè)備（1）根據(jù)所起作用的不同，換熱設(shè)備有冷卻器、加熱器、再沸器、冷凝器（冷凝氣態(tài)物流的設(shè)備）、蒸發(fā)器、過熱器、廢熱鍋爐和換熱器等。根據(jù)傳熱方式和結(jié)構(gòu)的不同，間壁傳熱的換熱設(shè)備主要有管殼式換熱器、板式換熱器、管式換熱器、板殼式換熱器。管殼式換熱器又有固定管板式、浮頭式、U形管式等；板式換熱器有板翅式、螺旋板式、夾套式等。管式換熱器有套管式、蛇管式、翹管式、噴淋管式、箱管式、空冷器等；板殼式換熱器由板組成傳熱面并且有外殼。此外，還有熱管式、石墨換熱器等。換熱危險性分祈：1.泄露引起事故換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復雜，焊縫接頭部位較多，加之介質(zhì)的腐蝕作用，很容易造成泄露。2.設(shè)計缺陷換熱器結(jié)構(gòu)復雜，設(shè)計應該合理，使用應該得當，否則非常危險。3.違章操作，引起事故換熱器操作有嚴格的操作規(guī)程，許多換熱事故的發(fā)生都與不嚴格操作規(guī)程操作有關(guān)系。換熱防火防爆安全措施：1.嚴格安全操作應嚴格控制操作溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)，使其操作條件平穩(wěn)。根據(jù)不同情況，安裝溫度計或溫度指示儀，溫度、壓力、流量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)及自動檢測和報警裝置，要保證儀器、儀表靈敏好用，避免故障所帶來的火災危險。換熱防火防爆安全措施：根據(jù)進出冷熱流體溫差情況，無相變管殼式換熱器控制可以采用調(diào)節(jié)冷流體、調(diào)節(jié)熱流體、同時調(diào)節(jié)等三種控制調(diào)節(jié)方案。無相變管殼式換熱器控制措施換熱防火防爆安全措施：①當熱流溫差小于冷流溫差時，冷流體流量的變化將會引起熱流體出口溫度的顯著變化，調(diào)節(jié)冷流體效果較好。②當熱流溫差大于冷流溫差時，熱流體流量的變化將會引起冷流體出口溫度的顯著變化，調(diào)節(jié)熱流體效果較好。③當熱物流進出口溫度大于150攝氏度時，不宜采用三通調(diào)節(jié)閥，可采用兩個兩通調(diào)節(jié)閥，一個氣開，一個氣關(guān)。換熱防火防爆安全措施：采用直接蒸汽加熱時，必須嚴格控制蒸汽壓力，防止壓力升高引起冷流體溫度的急劇升高，引發(fā)爆炸。一般采用調(diào)節(jié)蒸汽壓力來改變冷凝溫度，從而調(diào)節(jié)加熱器的溫度差，達到控制被加熱介質(zhì)的溫度。改變傳熱面積以控制冷介質(zhì)的出口溫度，這種方式是利用調(diào)節(jié)換熱器中的冷凝水量來達到的。換熱防火防爆安全措施：可以采用調(diào)節(jié)傳熱面積、調(diào)節(jié)傳熱溫差二種控制調(diào)節(jié)方案。一側(cè)有相變管殼式換熱器控制措施換熱防火防爆安全措施：一側(cè)有相變管殼式換熱器控制措施蒸汽冷凝供熱的加熱器，一般采用調(diào)節(jié)蒸汽壓力來改變冷凝溫度，從而調(diào)節(jié)加熱器的溫度差，達到控制被加熱介質(zhì)的溫度。改變傳熱面積以控制冷介質(zhì)的出口溫度，這種方式是利用調(diào)節(jié)換熱器中的冷凝水量來達到的。換熱防火防爆安全措施：（1）將調(diào)節(jié)閥裝在熱介質(zhì)管道上，根據(jù)被加熱介質(zhì)的溫度調(diào)節(jié)熱介質(zhì)的流量。（2）當熱介質(zhì)的流量不允許改變時（如工藝流體），可在冷介質(zhì)管道上設(shè)置三通調(diào)節(jié)閥以保持其流量不變。再沸器控制措施換熱防火防爆安全措施：釜式反應器溫度控制釜式反應器溫度控制：主要有冷劑強制循環(huán)單回路溫度控制、與載熱流體的串級控制、與夾套的串級控制三種。換熱防火防爆安全措施：2．忌水性物質(zhì)嚴禁用熱水和水蒸氣加熱與水能發(fā)生反應并存在火災危險性的物料，不能用熱水和水蒸汽作加熱熱源，以防接觸發(fā)生危險反應。換熱防火防爆安全措施：3.控制和消除引火源輸送過熱飽和水蒸汽和高壓蒸汽的管道及加熱設(shè)備，應用不燃或難燃材料保溫處理；其上嚴禁搭放烘烤可燃物，并經(jīng)常清除高溫表面上的污垢和物料，防止因高溫表面引起物料的自燃分解，管道和設(shè)備近旁嚴禁堆放可燃物。換熱防火防爆安全措施：4.如果操作條件不穩(wěn)定或操作控制不當，頻繁地開停車，超溫、超壓運行，易導致設(shè)備泄漏和失效。換熱防火防爆安全措施：5.避免設(shè)備結(jié)垢，引起危險。冷卻和冷凝冷卻與冷凝的主要區(qū)別在于被冷卻的物料是否發(fā)生相的改變，若發(fā)生相變（如氣相變?yōu)橐合啵﹦t稱為冷凝，無相變而只是溫度降低則稱為冷卻。冷卻和冷凝冷卻和冷凝方法和設(shè)備根據(jù)冷卻與冷凝所用的設(shè)備不同可分為直接冷卻與間接冷卻兩種。（1）直接冷卻，可直接向所需冷卻的物料加入冷水或冰，也可將物料置入敞口槽中或噴灑于空氣中，使之自然氣化而達到冷卻的目的。在直接冷卻中常用的冷卻劑為水。直接冷卻法的缺點是物料會被稀釋。（2）間接冷卻，通常是在具有間壁式的換熱器中進行。一般冷卻水所達到的冷卻效果不低于0℃，20%濃度的鹽水的冷卻效果可達-15℃；冷凍混合物（以壓碎的冰或雪與鹽類混合制成），依其成分不同，冷卻效果可達0～-45℃。在石油化工過程中經(jīng)常使用各種各樣的冷凝器，如蒸餾塔頂氣體餾出物的冷凝、水蒸汽的冷凝、冷凍劑蒸氣的冷凝等。在冷凝過程中涉及到的主要設(shè)備有：管殼式冷凝器、空氣冷卻器、板式冷凝器和螺旋板式冷凝器等。危險性分析反應設(shè)備和物料，由于未能及時得到應有的冷卻或者冷凝，常是導致火災、爆炸的原因。冷卻和冷凝冷卻和冷凝防火防爆安全措施：（1）應根據(jù)被冷卻物料的溫度、壓力、理化性質(zhì)以及所要求冷卻的工藝條件，正確選用冷卻設(shè)備和冷卻劑。忌水物料的冷卻不宜采用水做冷卻劑，必需時應采取特別措施。對于腐蝕性物料的冷卻，最好選用耐腐蝕材料的冷卻設(shè)備，如石墨冷卻器、塑料冷卻器等。（2）應嚴格注意冷卻設(shè)備的密閉性，防止物料進入冷卻劑中或冷卻劑進入物料中。（3）冷卻操作過程中，冷卻介質(zhì)不能中斷，否則會造成積熱，使反應異常，系統(tǒng)溫度、壓力升高，引起火災或爆炸。因此，冷卻介質(zhì)溫度控制最好采用自動調(diào)節(jié)裝置。（4）開車