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一种热容平衡式列管换热器整体 热处理系统

阅读：1061发布：2020-06-01

专利汇可以提供一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，主要解决现有列管换热器进行整体热处理时，列管设备内外膨胀系数不一致，导致管板或内件焊缝出现裂纹的问题。该系统包括用于存储、提供氮气的工业氮气瓶，与工业氮气瓶连通的氮气预热混合器，与氮气预热混合器连通的用于氮气加热的加热容器，与加热容器连通的列管式换热器，与列管式换热器相连用于列管式换热器外部加热的加热器，以及与列管式换热器另一端通过管道连通的氮气循环风机。通过上述设计，本实用新型使设备整体在热处理过程中达到内外热容平衡，确保杜绝设备整体热处理中的内外温差膨胀不一致所造成的设备列管与管板等部位的裂纹。因此，适于推广应用。，下面是一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，包括用于存储、提供氮气的工业氮气瓶(1)，与工业氮气瓶(1)连通的氮气预热混合器(2)，与氮气预热混合器(2)连通的用于氮气加热的加热容器(3)，与加热容器(3)连通的列管式换热器(4)，与列管式换热器(4)相连用于列管式换热器(4)外部加热的加热器(5)，以及与列管式换热器(4)另一端通过管道(6)连通的氮气循环风机(7)；其中，氮气循环风机(7)的另一端与氮气预热混合器(2)连通。
2.根据权利要求1所述的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，所述加热容器(3)通过履带式加热器(8)加热。
3.根据权利要求2所述的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，所述列管式换热器外部加热的加热器(5)也为履带式加热器(8)。
4.根据权利要求3所述的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，还包括用于履带式加热器(8)温度控制的热处理电脑温控仪(9)。
5.根据权利要求4所述的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，所述加热容器(3)和列管式换热器(4)上均设置有用于检测加热容器(3)和列管换式热器(4)的电加热温度的热电偶。
6.根据权利要求5所述的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，所列管式换热器(4)的进口和出口处均设置有用于检测列管式换热器(4)氮气出入口的氮气温度的热电阻(10)。
7.根据权利要求6所述的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，所述列管式换热器(4)与氮气循环风机(7)之间的管道(6)上设置有用于检测循环氮气压力的压力表(11)。
8.根据权利要求7所述的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，所述热电阻(10)、热电偶均与热处理电脑温控仪(9)上的接线箱(12)相连。
9.根据权利要求8所述的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，其特征在于，所述工业氮气瓶(1)的出气口处设置有氮气减压阀(13)。

说明书全文

一种热容平衡式列管换热器整体 热处理系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及列管换热器技术领域，具体地说，是涉及一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统。

背景技术

[0002] 石油化工生产装置中，许多化工容器、换热器设备因其使用工况环境和技术条件要求需要对容器或换热器进行焊后热处理以消除焊接应力，达到使用技术要求。但容器或换热器的材质多为不锈钢和铬钼钢等高膨胀系数的优质钢材焊接成型，常常在对其热处理时将其放入热处理炉膛中进行整体热处理。出炉后经二次探伤或水压试验又出现管板或内件焊缝新的裂纹，严重的致使列管与管板间的焊接口脱落，从而导致对其设备进行二次或多次修复处理，或降级使用，增加了生产成本。

[0003] 容器内件焊缝或管板列管(轴心式换热器或可拆卸式内件设备除外)产生裂纹的原因，多为送入炉膛热处理时，列管设备或容器设备内件受热或获得的热能不能与设备外层同步，始终存在时间差或热容不平衡的原因，致使设备外表受热快(壁厚厚热容大)即线膨胀量大，尤其是设备筒壁线膨胀较内件受热迟缓，膨胀亦缓慢，与外筒壁的膨胀速率不一致产生膨胀应力差，导致管板或内件焊缝出现新的裂纹。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于提供一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，主要解决现有列管换热器进行整体热处理时，列管设备内外膨胀系数不一致，导致管板或内件焊缝出现裂纹的问题。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

[0006] 一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，包括用于存储、提供氮气的工业氮气瓶，与工业氮气瓶连通的氮气预热混合器，与氮气预热混合器连通的用于氮气加热的加热容器，与加热容器连通的列管式换热器，与列管式换热器相连用于列管式换热器外部加热的加热器，以及与列管式换热器另一端通过管道连通的氮气循环风机；其中，氮气循环风机的另一端与氮气预热混合器连通。

[0007] 作为优选，所述加热容器通过履带式加热器加热。

[0008] 作为优选，所述列管式换热器外部加热的加热器也为履带式加热器。

[0009] 进一步地，所述系统还包括用于履带式加热器温度控制的热处理电脑温控仪。

[0010] 进一步地，所述加热容器和列管式换热器上均设置有用于检测加热容器和列管式换热器的电加热温度的热电偶。

[0011] 进一步地，所列管式换热器的进口和出口处均设置有用于检测列管式换热器氮气出入口的氮气温度的热电阻。

[0012] 进一步地，所述列管式换热器与氮气循环风机之间的管道上设置有用于检测循环氮气压力的压力表。

[0013] 进一步地，所述热电阻、热电偶均与热处理电脑温控仪上的接线箱相连。

[0014] 进一步地，所述工业氮气瓶的出气口处设置有氮气减压阀。

[0015] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

[0016] (1)本实用新型通过加热氮气进入列管式换热器的内部，对列管式换热器的内部进行热处理，同时，利用履带式换热器对列管式换热器的外部进行加热，使设备整体在热处理过程中达到内外热容平衡，确保杜绝设备整体热处理中的内外温差膨胀不一致所造成的设备列管与管板等部位的裂纹。

[0017] (2)本实用新型通过设置氮气预热混合器，吸热降温后的氮气通过氮气循环风机被吸入到氮气预热混合器进行重新利用，节约资源，减少耗能。附图说明

[0018] 图1为本实用新型的结构示意图。

[0019] 其中，附图标记对应的名称为：

[0020] 1-工业氮气瓶，2-氮气预热混合器，3-加热容器，4-列管式换热器，5-加热器，6-管道，7-氮气循环风机，8-履带式加热器，9-热处理电脑温控，10-热电阻，11-压力表，12-接线箱，13-氮气减压阀。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

[0022] 实施例

[0023] 如图1所示，本实用新型公开的一种热容平衡式列管换热器整体热处理系统，包括用于存储、提供氮气的工业氮气瓶1，与工业氮气瓶1连通的氮气预热混合器2，与氮气预热混合器2连通的用于氮气加热的加热容器3，与加热容器 3连通的列管式换热器4，与列管式换热器4相连用于列管式换热器4外部加热的加热器5，以及与列管式换热器4另一端通过管道6连通的氮气循环风机7；其中，氮气循环风机7的另一端与氮气预热混合器2连通。所述列管式换热器4 与氮气循环风机7之间的管道6上设置有用于检测循环氮气压力的压力表11。

[0024] 并且，所述加热容器3通过履带式加热器8加热。所述列管式换热器外部加热的加热器5也为履带式加热器8。

[0025] 为了便于加热氮气的温度和列管式换热器外部加热温度的控制，所述加热容器3和列管式换热器4上均设置有用于检测加热容器3和列管式换热器4的电加热温度的热电偶。所列管式换热器4的进口和出口处均设置有用于检测列管式换热器4氮气出入口的氮气温度的热电阻10。所述履带式加热器8的温度控制通过热处理电脑温控仪9进行控制，所述热电阻10、热电偶均与热处理电脑温控仪9上的接线箱12相连。

[0026] 为了便于调节控制加热氮气的的气压，所述工业氮气瓶1的出气口处设置有氮气减压阀13。

[0027] 本实用新型的工作原理如下：

[0028] 首先将工业氮气缓慢放入系统管道及设备中，置换设备、管道系统中的空气，(目的置换管道设备内部的氧气成分)，通过调整热处理电脑温控仪缓慢加热氮气加热器的氮气，开启氮气循环耐热风机。观察热电阻所检测的温度。保持氮气温度在常温状态。观察设备管道内的氮气压力，使其保持在0.2MPa(G)。压力超过0.2MPa(G)则放空，低于0.2MPa(G)则通过工业氮气瓶补充氮气。并确保氮气循环过程中的压力稳定(不可进入空气)。再利用热处理电脑温控仪缓慢加热列管式换热器，观察热电偶所检测的部位温度。并与热电阻所检测的温度比较，将温度较低者，提高电加热温度使之两段被热处理设备列管式换热器的管道设备内的氮气温度与被热处理设备列管式换热器的表层温度检测的温度始终按规划的热处理升温曲线(标准的热处理曲线:拟定编制的设备热处理方案)相同。

[0029] 当被热处理的列管式换热器设备内外温度一直沿规定的热处理曲线缓慢升温到300℃左右时，可缓慢减少对氮气加热容器的加热，仅保持耐高温风机的循环氮气运行。观察氮气压力，保持在0.2MPa(G)，保持高放空，低补充氮气原则。

[0030] 当被热处理的列管式换热器设备内外温度缓慢升温到350℃左右时，可停止耐高温风机的循环氮气运行并逐步放空氮气降低管道与被热处理设备内的压力至大气压。

[0031] 通过调整热处理电脑温控仪，继续缓慢加热列管式换热器，使得被加热的列管式换热器所受热处理温度按照热处理方案曲线升温，恒温。

[0032] 当温度到达热处理峰值温度并恒温保持时间到达时，缓慢调整热处理电脑温控仪控制降温速度(减少电流供给)。到达自燃降温温度时，停止热处理电脑温控仪控制对外供电。但温度记录仪表继续工作记录降温曲线。

[0033] 设备降温至常温时的24小时后，可对完成热处理后的设备进行硬度检测、探伤、水压试验。

[0034] 通过上述设计，本实用新型利用加热氮气进入列管式换热器的内部，对列管式换热器的内部进行热处理，同时，利用履带式换热器对列管式换热器的外部进行加热，使设备整体在热处理过程中达到内外热容平衡，确保杜绝设备整体热处理中的内外温差膨胀不一致所造成的设备列管与管板等部位的裂纹。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

[0035] 上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

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