[发明专利]一种管壳式换热器堵管选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于管壳式换热器检修时管壳式换热器堵管选择方法，属于石油化工行业管壳式换热器检测评定领域。

背景技术

管壳式换热器是石化企业中使用量最大的一种换热器，约占企业设备总数的25％。换热管是管壳式换热器服役工况最恶劣的部件，经常由于腐蚀而出现泄漏(换热器内漏)。换热管泄漏将严重影响产品质量，甚至发生重大安全事故，例如：2011年7月16日，中国石油大连石化公司厂区内1000万吨常减压蒸馏装置换热器发生泄漏并引起大火，造成严重损失，因此避免换热管泄漏以及由此造成的临时停车是石化企业面临的重要课题。由于换热管处于换热器壳体内部，在日常运行和监测时，只能发现换热器的泄漏量，要检修的话只能将换热器临时停车后进行，但临时停车造成的停产损失很大，故减少换热器内漏的主要措施是在换热器计划的停工检修期间，通过堵管或者整体更换管束的方法来实现。

在不影响换热效率情况下，堵管成为主要手段。堵管最重要的一项内容是如何选择危险的换热管，即如何确定哪些换热管需要堵住。现有堵管选择方法是通过换热器水压试验来发现泄漏的换热管，哪根泄漏堵哪根。该方法简单易行，检测速度较快，但只能发现检修时已经泄漏的换热管，对于那些水压试验时没有漏、但存在严重缺陷的换热管，则无法找出。而这些存在严重缺陷的换热管，由于腐蚀等因素导致缺陷生长，在下次检修之前很可能泄漏，这种泄漏是换热器运行周期内临时停车和发生危险的主要因素。因此，为减少换热管泄漏造成的经济损失和安全隐患，亟需在现有水压试验的基础上，找到一个更为有效的堵管选择方法，使得换热器在本次检修时，就能选出已经泄漏和下个运行周期内可能泄漏的换热管，并将其堵上，从而大幅减少换热器运行周期内的临时停车次数。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于水压试验、无损检测和完整性评价技术的换热器堵管选择方法，使得管壳式换热器在本次检修时，能选出检修时已经泄漏以及检修时尚未泄漏、但下个运行周期内可能泄漏的换热管。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种管壳式换热器堵管选择方法包括以下步骤：在换热器检修时，首先通过换热器水压试验方法选出已经泄漏的换热管，再通过无损检测技术和完整性评价技术查找出下个运行周期内可能发生泄漏的换热管，所述已经泄漏的换热管和所述下个运行周期内可能发生泄漏的换热管之和即为本次检修时需要堵住的换热管。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述查找下个运行周期内可能发生泄漏的换热管的方法包括以下步骤：在换热器本次检修时，首先通过无损检测技术查找出含缺陷换热管的当前缺陷尺寸，然后通过完整性评价技术得到换热管当前最大允许缺陷尺寸，若所述当前缺陷尺寸小于所述当前最大允许缺陷尺寸，则不需堵管，反之，则需要堵管。

进一步，所述换热管当前最大允许缺陷尺寸＝换热管临界失效缺陷尺寸-下个运行周期内缺陷增长量-无损检测不确定度。

进一步，所述换热器水压试验方法包括换热器抽芯、清洗、换垫和试压的步骤。

进一步，所述无损检测技术为涡流检测技术。

进一步，所述方法包括以下步骤：

步骤一：在本次检修时，通过换热器水压试验方法选出已经泄漏的换热管；

步骤二：利用无损检测技术，针对未泄漏的换热管找出含缺陷的换热管，并确定每个缺陷的当前缺陷尺寸S，以及确定无损检测技术的不确定度S_unct；

步骤三：根据完整性评价技术中的剩余寿命评估技术，确定本次检修到下次检修之间的时间差内缺陷的增长尺寸ΔS；

步骤四：根据完整性评价技术中的剩余强度评价技术，结合换热管的规格、设计工况和材料性能，计算在设计工况下不至于出现泄漏或破裂的临界失效缺陷尺寸S_crit；

步骤五：计算本次检修时当前最大允许缺陷尺寸S_allw；

步骤六：确定是否将含缺陷换热管堵上，将无损检测所得的换热管当前缺陷尺寸S与当前最大允许缺陷尺寸S_allw作比较，若所述当前缺陷尺寸S小于所述当前最大允许缺陷尺寸S_allw，则缺陷可以接受，在本次检修时不用堵管；否则，需要堵管。

进一步，当存在上次检修无损检测记录时，所述步骤三中缺陷增长尺寸ΔS的计算公式为：