2024中级安全工程师《化工安全》重点解析：化工换热设备要求

2024年的中级安全工程师考试中，化工安全是一个非常重要的部分。在这部分内容中，化工换热设备的要求是考生必须掌握的重点知识。化工换热设备在化工生产过程中起着关键作用，它们的安全性能直接关系到整个生产过程的安全与稳定。因此，了解和掌握化工换热设备的要求对于中级安全工程师来说至关重要。

考点：化工换热设备类型、危险特性及安全运行的基本要求

(一)定义

在工业生产中，为了工艺流程的需要，往往需要进行各种不同方式的热量变换，如加热、冷却、蒸发和冷凝等，换热器就是用来实现上述热量交换与传递的设备。通过各种设备，以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足生产工艺的需要。换热器在化工生产中起着非常重要的作用，它对于装置的安稳长期运行和热能有效利用的经济性等方面都有很大的影响。

(二)分类

(1)表面式换热器。表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。表面式换热器有管壳式、套管式、板式和其他型式的换热器。

(2)蓄热式换热器。蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

(3)流体连接间接式换热器。流体连接间接式换热器，是两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器接受量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

(4)直接接触式换热器。直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。

(三)常见故障及预防措施

(1)腐蚀磨损、堵塞造成的管束故障

管束的腐蚀、磨损造成管束泄漏或者管束内结垢造成堵塞引起故障。冷却水中含有铁、钙、镁等金属离子及阴离子和有机物，活性离子会使冷却水的腐蚀性增强，其中金属离子的存在引起氢或氧的去极化反应从而导致管束腐蚀。同时，由于冷却水中含有 Ca2+、Mg2+离子，长时间在高温下易结垢而堵塞管束。为了提高传热效果，防止管束腐蚀或堵塞，采取以下几种方法：

①对冷却水进行添加阻垢剂并定期清洗。例如，对煤气冷却器的冷却水采用离子静电处理器或投加阻垢缓蚀剂和杀菌灭藻剂，去除污垢，降低冷却水的硬度，从而减小管束结垢程度。

②保持管内流体流速稳定。如果流速增大，则导热系数变大，但磨损也会相应增大。

③选用耐腐蚀性材料(不锈钢、铜)或增加管束壁厚的方式。

④当管的端部磨损时，可在入口 200mm 长度内接入合成树脂等保护管束。

(2)振动造成的管束故障

造成振动的原因包括：

由泵、压缩机的振动引起管束的振动;

由旋转机械产生的脉动;

流入管束的高速流体(高压水、蒸汽等)对管束的冲击。

降低管束的振动常采用以下方法：

①尽量减少开停车次数。

②在流体的入口处，安装调整槽，减小管束的振动。

③减小挡板间距，使管束的振幅减小。

④尽量减小管束通过挡板的孔径。

(3)法兰盘泄漏

法兰盘的泄漏是由于温度升高，紧固螺栓受热伸长，在紧固部位产生间隙造成的。因此，在换热器投入使用后，需要对法兰螺栓重新紧固。换热器内的流体多为有毒、高压、高温物质，一旦发生泄漏容易引发中毒和火灾事故，在日常工作中应特别注意以下几点：

①尽量减少密封垫使用数量和采用金属密封垫;

②采用以内压力紧固垫片的方法;

③采用易紧固的作业方法。

练习 ：【单选】换热器是用来实现热量交换与传递的设备，通过各种设备，以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足生产工艺的需要，下列方法中可以减轻管束振动的是()。

A.增加管束壁厚

B.减小管束通过挡板的孔径

C.增大管内流体流速

D.增大挡板间距

【参考答案】B

【解析】降低管束的振动常采用以下方法：

①尽量减少开停车次数。

②在流体的入口处，安装调整槽，减小管束的振动。

③减小挡板间距，使管束的振幅减小。

④尽量减小管束通过挡板的孔径。

以上是对化工换热设备类型、危险特性及安全运行的基本要求这一考点的解析及练习，希望能帮助各位准中级注册安全工程师们顺利备考，祝大家在2024年中安考试中取得优异成绩！