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列管冷凝器的几种常见故障

来源:梁山县德行二手设备购销部   2025年07月09日 15:23   14

列管冷凝器的几种常见故障

列管冷凝器作为工业热交换的关键设备,在长期运行中难免因介质腐蚀、操作不当或部件老化出现故障。掌握常见故障的成因与处理方法,能有效降低停机损失,保障生产连续性。
一、泄漏故障
泄漏是列管冷凝器最频发的问题,主要表现为壳程与管程介质互窜,或介质向外界渗漏,成因可分为三类:
  • 管板与列管连接失效:胀接部位因温度波动产生松动,或焊接处出现微裂纹,尤其在频繁启停的工况下更易发生。某化工企业的 30 平方冷凝器曾因冬季快速升温,导致 12 处胀接部位渗漏,检测发现列管与管板的间隙达 0.15mm。

  • 列管腐蚀穿孔:含氯、硫的介质会对不锈钢列管产生点蚀,304 不锈钢在氯离子浓度超 50ppm 的环境中,6 个月内可能出现穿孔;列管入口端因流体冲刷形成的 “湍流腐蚀” 也会导致壁厚减薄。

  • 壳体法兰密封失效:密封垫片老化或螺栓预紧力不均,导致法兰面出现缝隙。温度超过 150℃时,普通丁腈橡胶垫片易硬化,而聚四氟乙烯垫片在压力波动下可能被挤出密封面。

处理方法:对胀接泄漏可重新胀接修复,深度控制在 3-5mm;焊接泄漏需用氩弧焊补焊,焊后进行水压试验(1.25 倍工作压力);列管穿孔需更换整根管子,批量腐蚀时建议升级为 316L 材质;法兰泄漏应更换耐温耐腐垫片(如金属缠绕垫),并按对角顺序均匀紧固螺栓。
二、传热效率骤降
当冷凝效果明显下降(如出口介质温度升高 10℃以上),通常是传热受阻所致,主要原因包括:
  • 结垢层增厚:管程冷却水未软化时,钙镁离子会在列管内壁形成水垢,厚度达 1mm 时传热系数下降 40%;壳程蒸汽中的杂质(如锅炉给水中的硅酸盐)会沉积在列管外壁,形成硬垢。

  • 不凝气积聚:壳程顶部排气阀堵塞,导致空气等不凝气占比超 5%,传热热阻增大。某制药厂的冷凝器曾因排气阀失灵,使乙醇蒸汽冷凝效率从 98% 降至 75%。

  • 折流板变形:长期受流体冲击,折流板可能偏移或断裂,导致壳程流体短路,与列管的有效接触面积减少 30% 以上。

处理方法:采用化学清洗去除水垢(5%-8% 柠檬酸溶液循环 2-3 小时),硬垢可先用高压水冲洗(压力 15-20MPa);定期打开排气阀排净不凝气,建议安装自动排气阀;变形折流板需更换,同时检查拉杆与定距管的紧固性。
三、振动与噪音异常
设备运行时若出现明显振动(振幅超 0.15mm)或噪音(超 85 分贝),可能引发部件疲劳损坏:
  • 流体诱导振动:壳程流速过高(超过 3m/s)时,列管在漩涡脱落力作用下产生共振,尤其在折流板缺口处更易发生。25mm 直径的列管在流速 4m/s 时,振动频率可达 100Hz 以上。

  • 转子不平衡:配套的冷却水泵或风机转子失衡,通过管路传递振动至冷凝器,表现为周期性噪音。

  • 支座固定松动:鞍式支座与基础的连接螺栓松动,使设备在搅拌流体力作用下晃动,加剧管板与列管的连接应力。

处理方法:降低壳程流速至 2m/s 以内,或在列管间加装防振隔板;对泵类转子进行动平衡校正,联轴器同心度误差控制在 0.1mm/m;重新紧固支座螺栓,加装防松螺母,必要时增加减震垫。
四、堵管与流通不畅
介质中的固体颗粒或结晶会导致列管堵塞,表现为进出口压差增大(超过 0.1MPa):
  • 管程入口堵塞:进料未过滤时,杂质(如催化剂颗粒、纤维)会卡在列管入口,尤其在多程设计的返程处更易堆积。

  • 壳程结晶沉积:处理易结晶介质(如硫酸钠溶液)时,降温过快会导致壳程底部形成晶体堆积,堵塞折流板间隙。

  • 阀门故障:进出口阀门阀芯脱落,或止回阀失灵导致介质倒流,形成局部憋压。

处理方法:在进料管加装 100 目过滤器,定期拆卸清洗;结晶堵塞可通入热水或蒸汽加热融化,控制冷凝温度高于结晶点 5-10℃;及时更换故障阀门,选用带过滤功能的截止阀。

列管冷凝器的故障预防重于维修,建议建立定期巡检制度:每日检查压力、温度波动,每周测量振动与噪音,每月进行壁厚检测(重点关注列管入口段),每年做一次全系统清洗。针对腐蚀性介质,可采用 “在线腐蚀监测” 技术,通过探针实时监测壁厚变化,提前预警故障风险。

《如何判断冷凝器是否出现故障》

 


 

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