Теплообменники типа «труба в трубе»

Способы ремонта теплообменников типа «труба в трубе» зависят от их конструктивного оформления и схемы компоновки. Различают однопоточные и многопоточные теплообменники.

Однопоточные теплообменники в свою очередь делятся на теплообменники жесткой конструкции и теплообменники с компенсацией температурных деформаций. Однопоточные теплообменники монтируют отдельными блоками на специальной металлоконструкции, прикрепленной к фундаменту. Сборку транспортабельных блоков с металлоконструкцией осуществляют на заводе-изготовителе.

Наличие неплотностей в сварных и фланцевых соединениях, а также дефекты труб устанавливают при раздельной опрессовке внутренних и наружных труб теплообменников. При обнаружении течи во внутреннем замеевике теплообменника с независимой компенсацией температурных деформаций разбирают крышку (калач), в которой размещен двойник, соединяющий две внутренние трубы. Часто пропуск обнаруживают именно в этих соединениях, выполняемых как на фланцах, так и на резьбе.

Внутренние и наружные трубы теплообменников типа «труба в трубе» легко промываются. При разборной конструкции аппаратов не представляет трудностей и механическая чистка. Часто для облегчения механической очистки труб их соединяют двойниками не сваркой, а на фланцах.

Многопоточные теплообменники, отличающиеся большей компактностью, чем однопоточные, поставляют, заводы-изготовители в полностью собранном виде вместе с установочными рамами или скомпонованными по несколько секций (строенные теплообменники).

Дефекты многопоточных теплообменников легко устанавливают опрессовкой. Сначала опрессовывают полость внутренних труб. Если при этом в межтрубном пространстве появляется жидкость, вскрывают крышки и обнажают концы и соединения внутренних труб. Возможны пропуски в соединениях концов труб с решеткой, а также на участках сопряжения с двойниками. При разборке и сборке внутренних труб особенно тщательно необходимо следить за состоянием поверхностей конусных гнезд в трубной решетке и сфер на наконечниках труб. Их следует предохранять от механических ударов и коррозии. Часто изнашивается сварной шов на стыке между трубой и наконечником.

В соединениях наружных труб дефекты обычно выявляются при эксплуатации. Для обнаружения таких дефектов при ремонте и монтаже подвергают опрессовке межтрубное пространство. Неплотные развальцованные соединения подвальцовывают или заваривают.

Особенности ремонта конденсаторов-холодильников

Для ремонта конденсаторов-холодильников освобождают змеевик, откачав содержимое в специальную емкость, и продувают его. Затем в змеевик подают пар или воду, или попеременно воду и пар, чтобы при разгерметизации исключить появление взрыво- и пожароопасной, а также токсичной сред. Ящик освобождают от воды, которую спускают в канализацию через донный спуск. Через этот спуск или через люки на боковых стенках удаляют грязь, накопившуюся на дне ящика. Стенки ящика и поверхности труб промывают сильной струей воды из шлангов. Твердые отложения на поверхностях труб удаляют вручную скребками.

Износу подвержены внутренние поверхности ящика и трубный змеевик, который снаружи омывается водой, а изнутри – охлаждаемой средой. Сильно корродируют крепежные болты, в результате они перестают обеспечивать необходимую плотность фланцевых соединений. Остаточную толщину металла ящика и труб определяют контрольным сверлением или с помощью ультразвуковых толщиномеров. Изношенные трубы, двойники, коллекторы и соединительные патрубки заменяют новыми. Часто для смены трубы, расположенной в нижних рядах, приходится разбирать несколько труб верхних рядов. Изношенные участки ящика вырезают газовым резаком, на их место подгоняют и приваривают встык новые листы. Если в ближайшее время предстоит капитальный ремонт, неплотности в ящике можно ликвидировать, приварив с наружной стороны латки.

Ремонт конденсаторов-холодильников трудоемок, поэтому при их эксплуатации следует предусматривать необходимые меры, позволяющие предельно уменьшить износ конструктивных элементов. Изготавливаемые из стали марок Ст.0 или Ст.3 ящики, температура воды в которых не превышает 80° С, можно легко защитить от коррозии, покрывая их стены теплостойкими красками или полимерными материалами. Срок службы как ящика, так и труб значительно удлиняется при протекторной защите, элементы которой подвешивают за стяжные прутья и погружают в воду на разную глубину.

Учитывая интенсивную коррозию змеевиков водой (особенно морской), трубы и двойники изготавливают из чугуна. Однако при температурах более 250°C и давлении более 10 кгс/см² чугун применять нельзя, в этом случае используют змеевики из стальных труб, хотя они изнашиваются значительно быстрее, чем чугунные.

Секционные конденсаторы-холодильники состоят из трубных пучков прямоугольного сечения. Для них применяют трубы, изготовленные как из углеродистой стали, так из других металлов (нержавеющая сталь, латунь и др.), а также трубы с биметаллической стенкой. Трубные решетки, в которых развальцовываются концы труб и крышки, тоже могут быть биметаллическими.

Систематическое удаление с поверхностей ящика и труб грязи и отложений необходимо не только для сохранения эффективного теплообмена, оно является также важным средством борьбы с коррозией. Делают это различными способами. Например, подвод и отвод воды с противоположных по длине ящика сторон позволяет уменьшить площадь отстойных зон, кроме того, вдоль секций трубных змеевиков, а также на дне ящика, монтируют трубчатые маточники, в которые при эксплуатации периодически подают воздух; при этом грязь взвешивается в воде и уносится через водоспуск.

Оросительные холодильники. Применение оросительных холодильников ограничивается главным образом из-за интенсивной коррозии наружных поверхностей труб под действием кислорода воздуха. Особенно быстро изнашиваются стальные трубы.

Ремонт оросительных холодильников сравнительно прост. Змеевики, собранные на монтажной площадке, устанавливают краном на фундамент или постамент. При большой общей высоте змеевика его устойчивость обеспечивается металлическим каркасом (стойками), прикрепляемыми лапами к фундаменту. Над змеевиками монтируют желобы или маточники для распределения воды по поверхностям труб. Горизонтальность желобов проверяют уровнем и пробным заливом их водой.

В тех случаях, когда холодильник монтируют в комплексе со сборным бассейном и градирней, последовательность монтажа следующая: бассейн – холодильник – градирня.

Смена труб сложна тем, что подверженные коррозии болты не разбираются; их приходится срубать зубилами и секачами.

Конденсаторы-холодильники воздушного охлаждения находят все более широкое применение. Их монтаж и ремонт сравнительно просты и не требуют больших затрат труда.

Аппарат поставляется заводом-изготовителем в разобранном виде после контрольной сборки, поэтому, как правило, при монтаже существенных подгонок не требуется. На готовый фундамент сначала устанавливают краном угловой редуктор с электродвигателем. При этом обращают внимание на тщательность центровки валов редуктора и ротора электродвигателя. Строгую вертикальность оси выходного вала редуктора проверяют после окончательной затяжки всех фундаментных и крепежных болтов. На вал устанавливают и закрепляют колесо вентилятора, затем монтируют металлоконструкцию, лапы стоек которой к фундаменту крепят фундаментными болтами. Верхние опорные перекладины металлоконструкции, на которые укладывают секции аппарата, проверяют на горизонтальность. При наклонном расположении секций, кроме того, устанавливают высотные отметки верхних и нижних перекладин.

Состоящий из нескольких частей кожух вентилятора, включая предохранительную сетку, до подъема собирают на земле, затем устанавливают лапами на металлоконструкцию и надежно прикрепляют к ней болтами. Заключительные этапы сборки: установка трубных секций аппарата, их обвязка трубопроводами, установка верхних дефлекторов, увлажнителей воздуха и других деталей.

После окончания монтажа трубные секции вместе с прилегающими обвязочными трубопроводами опрессовывают водой, а вентилятор проверяют при работе на всех скоростях вращения, включая реверсирование, а также при различных углах наклона лопастей.

Ремонт конденсаторов воздушного охлаждения обычно вызывается следующими причинами: выходом из строя секций труб (что обнаруживается по пропуску среды из секций); неисправностью привода редуктора и колеса вентилятора; разрывом предохранительной плетеной сетки.

Дефектную секцию оребренных труб заменяют исправной или временно отглушают от коллекторов до остановки на плановый ремонт. При отсутствии запасных секций изношенные трубы снятой секции с двух сторон отглушают конусными металлическими пробками, после чего секцию проверяют, опрессовкой на полуторакратное рабочее давление.

Поврежденную предохранительную сетку следует отремонтировать, чтобы не допустить случайного повреждения твердыми частицами, которые могут оказаться в потоке воздуха, лопастей и поверхностей оребренных труб секций, а также обеспечить безопасность обслуживающего персонала.

Внутренние поверхности чистят довольно редко; в случае необходимости их промывают водой или подвергают химической очистке. Не исключена и механическая их очистка.

Наружные поверхности очищают от отложений сильной струей сжатого воздуха или струей воды с мелким песком.

Испытания теплообменников и сдача в эксплуатацию.

В зависимости от типа теплообменников применяют различные способы их испытания на прочность и плотность.

Перед испытанием кожухотрубчатых теплообменников снимают обе крышки, заглушают все штуцеры межтрубного пространства, кроме одного, через который теплообменник заполняют водой, выпуская воздух через воздушник. Затем при помощи насоса поднимают давление до испытательного и выдерживают его в течение 5 мин. При этом следят за показанием манометра: при наличии неплотностей в трубном пучке давление падает.

Падение давления возможно и из-за дефектов развальцовки. Это подтверждается появлением влажных пятен и капель воды в местах развальцовки. Если дефектов развальцовки не обнаружено, а давление продолжает падать, сливают воду и в межтрубное пространство дают пар. Трубку, которая пропускает пар, заглушают пробкой или заменяют новой. Недовальцованные трубки довальцовывают или заменяют новыми. После этого гидравлическое испытание повторяют. Устранив все дефекты в трубном пучке и решетках, устанавливают крышки и заполняют водой трубное пространство. Падение давления в этом случае указывает на пропуски во фланцевых соединениях крышек и корпуса, которые следует устранить.

Для испытания кожухотрубчатых теплообменников с плавающей головкой применяют приспособление (рис. 69), состоящее из кожуха с приваренными к нему фланцами. С трубного пучка теплообменника снимают плавающую головку, устанавливают его в приспособление, сболчивают с ним и испытывают на давление описанным выше способом.

В теплообменниках типа «труба в трубе» должно быть проведено гидравлическое испытание как наружных, так и внутренних труб. Для этого с теплообменника снимают все калачи. На внутреннюю трубу отдельного элемента устанавливают заглушки с двумя штуцерами, через один из которых подают воду, а через другой – удаляют воздух. Подняв давление до испытательного, наблюдают за показаниями манометра в течение 5 мин. Падение давления свидетельствует о дефекте внутренней трубы. Элемент с таким дефектом подлежит замене.

Проверку наружных труб ведут одновременно во всех частях аппарата. Обнаруженные места пропуска (трещины и т. п.), отмечают мелом или краской и после слива воды заваривают. Окончив испытание, устанавливают калачи внутренних труб, соединяют переливные патрубки и испытывают все фланцевые соединения.

Резервуары погружных теплообменников испытывают сразу же после монтажа. Гидравлическое испытание змеевиков проводят аналогично испытаниям других теплообменников.

Испытание секций оросительных холодильников производится примерно так же, как испытание теплообменников типа «труба в трубе».

Все работы по испытанию вновь установленных и отремонтированных теплообменников бригада слесарей ведет в присутствии работников технического отдела, ответственных за проведение ремонта, а в случае ремонта аппарата, которому предстоит работать при давлении 0,7 атм. и выше, и представителя Госгортехнадзора. По окончании испытаний составляется акт, в котором отмечаются все выполненные ремонтные работы и результаты испытаний.