六换热器事故危险性分析与评价.doc

六.换热器事故危险性分析与评价 换热器的作用有两个：一是通过热交换使物料的工艺温度达到规定温度的要求，以完成加热、冷却、蒸发和冷凝等工艺过程；二是可有效地利用热源，它在余热回收、等方面已成为必不可少的设备。但是，有的换热工作条件要求在高温高压条件下进行，加之其工作流体具有易燃、易爆、有毒、腐蚀性处理量大、连续性强特点，因此，稍有不慎就会发生事故，危及职工的生命安全 热交换器的事故类型主要有燃烧爆炸、严重泄漏和管束失控三种。其中设计不合理、制造缺陷、材料选择不当、腐蚀严重、违章作业、操作失误和维护管理不善是导致换热器发生事故的主要原因。 1.燃烧爆炸具体原因 （1）自制换热器，盲目将设备结构和材质做较大改动，制造质量差，不符压力容器规范，设备强度大大降低。 （2）焊接质量差，特别是焊接接头处未焊透，又未进行焊缝探伤检查、爆破试验，导致焊接接头泄漏或产生疲劳断裂，进而大量易燃易爆流体溢出，发生爆炸。 （3）由于腐蚀（包括应力腐蚀、晶间腐蚀），耐压强度下降，使管束失效或产生严重泄漏，遇明火发生爆炸。 （4）换热器做气密性试验时，采用氧气补压或用可燃性精炼气体试漏，引起物理与化学爆炸。 （5）操作违章、操作失误，阀门关闭，引起超压爆炸。 （6）长期不进行排污，易燃易爆物质积聚过多，加之操作温度过高导致换热器发生猛烈爆炸。 预防措施： （1）换热器设计、制造应符合国家压力容器的规范要求，图纸修改与变动必须经主管部门同意，经验收质量合格。 （2）制造换热器时，要保证焊接质量，井对焊缝进行严格检查。 （3）流体为腐蚀介质时，提高管材质量和焊接质量，增加管壁厚度或在流体中加入腐蚀抑制剂，定期检查管子表面腐蚀情况和对易腐蚀损坏的设备进行检测，采取有效措施。 （4）换热器做气密性试验时，必须采用干燥的空气、氮气和其他惰性气体，严禁使用氧气和可燃性气体试漏或补压。 （5）严禁违章操作，严格执行操作规程。 （6）对于易结垢的流体可定期进行清洗，将结垢清洗掉。 严格控制氧的含量。 2.严重泄漏 换热器发生燃烧爆炸、窒息、中毒和灼伤事故大都是由于泄漏引起的。易燃易爆液体或气体因泄漏而溢出，遇明火将引起燃烧爆炸事故；有毒气体外泄将引起窒息中毒，有强腐蚀流体泄漏，将会导致灼伤事故。最容易发生泄漏的部位有焊接接头处、封头与管板连接处。管束与管板连接处和法兰连接处。焊接接头泄漏的直接原因是焊接质量差，如焊缝未焊透、未熔合、存在气孔夹渣、焊缝未经探伤检验，甚至未做爆破试验，只做部分部件的水压试验和采用多次割焊，造成金相改变，内应力增大，强度大大降低。列管泄漏会造成气体走近路，如管内半水煤气泄入管间变换气中，使变换气一氧化碳升高，影响正常生产。造成列管泄漏主要是腐蚀、开停车频繁、温度变化过大、换热器急剧膨胀或收缩使花板胀管处泄漏以及设备本身制造缺陷等原因所致 严重泄漏具体原因 （1）因腐蚀（如蒸汽雾滴、硫化氢、二氧化碳）严重，引起列管泄漏。 （2）由于开停车频繁，温度变化过大，设备急剧膨胀或收缩，使花板胀管泄漏。 （3）换热器本身制造缺陷，焊接接头泄漏。 （4）因操作温度升高，螺栓伸长，紧固部位松动，引起法兰泄漏。 （5）因管束组装部位松动、管子振动、开停车和紧急停车造成的热冲击，以及定期检修时操作不当产生的机械冲击而引起泄漏。 相应的预防措施如下： （6）定期进行清洗；选择耐蚀管材；流体中加入腐蚀抑制剂；控制管内流速；视泄漏情况决定停车更换或采取堵漏措施。 （7）精心操作，控制系统温度不要发生较大的波动 （8）保证焊接质量，对焊缝进行认真检查。尽量减少法兰连接，升温后及时重新紧固螺栓，紧固作业要力求方便。 （9）对胀管部位不允许有泄漏的换热器宜采取焊接装配。 3.管束失效 塔设备污染、反应器触媒中毒、设备严重泄漏都是设备事故，而管壳式换热器、合成塔和废热锅炉的管束失效也是设备破坏形式之一。管壳式换热器、合成塔和废热锅炉的管束是薄弱环节，最容易失效。管束失效的形式主要有腐蚀开裂、传热能力迅速下降、碰撞破坏、管子切开、管束泄漏等多种 管束失效具体原因 （1）腐蚀 换热器多用碳钢制造，冷却水中溶解的氧所致的氧极化腐蚀极为严重，管束寿命往往只有几个月或一二年，加之工作介质又有许多是有腐蚀性的，如小氮肥的碳化塔冷却水箱，在高浓度碳化氨水的腐蚀和碳酸氢铵结晶腐蚀双重作用下，碳钢冷却水箱有时仅使用二三个月就发生泄漏。管子与管板的接头是管束上的易损区，许多管束的失效都是由于接头处的局部腐蚀所致。我国的换热器的接头多采用焊接形式，管子与管板孔之间存在间隙，壳程介质进入到间隙死角之中，就会引起缝隙腐蚀。对于采用胀接形式的接头，由于胀接过程中存在残余应力，在已胀和未胀管段间的过渡区上，管子内、外壁都存在拉应力区，对应力腐蚀非常敏感。一旦具备发生应力腐蚀的温度、介质条件，换热器就很快由