文献丨釜式再沸器 流动盲区 腐蚀案例

本文整理自文献：侯旭慧. 低变再沸器管束失效原因分及改进措施[J]. 压力容器, 2011, 28(5).

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设备参数：

图1所示换热器，主要参数为：

1、管程：直径1000，介质低变气，材质不锈钢，设计压力2.4MPa，入口（出口）温度181℃（127℃）。

2、壳程：直径1200，介质碳酸氢钾溶液，材质Q235B，设计压力0.18MPa，入口（出口）温度113℃（117℃）。

图1

损伤、失效情况：

1、该设备在投用约半年后，图1所示的盲区出现了换热管减薄、断裂，壳程法兰上部受气蚀及冲刷腐蚀。

2、并且采用碳钢材质的管束拉杆、折流板、定距管等出现腐蚀。

原因分析：

1、图1红圈处（锥壳小端及壳程法兰上部附近区域）是个死角，容易出现流动不畅，成为流动盲区。

2、壳程介质为酸氢钾受热会分解为K2CO3、CO2和水。而盲区紧挨着管程入口，管程入口温度较高，为181℃，水也将汽化。

3、CO2、水蒸气在盲区里聚集且无法被带走，会出一个汽液界面，并且随着气体的聚集，压力增大，气相波动，会对盲区范围内的管板、法兰、换热管等产生冲蚀。

4、汽液界面处温度分布不均，对腐蚀反应也有极大影响。

5、溶液会在此处出现浓缩，形成浓缩电池，加速腐蚀。

最后：

6、碳钢制拉杆、折流板、定距管等的腐蚀，是因为管束不锈钢，管束的电位较高，碳钢的电位较低，异种钢接触会形成电偶腐蚀等。

改进措施：

文献还介绍了改进措施，主要包括：

1、加大换热器直径，布管不变，消除原来的流动盲区。

2、在原流动盲区增设一个管口并与壳程出口相连通，将气引出，消除汽液界面的生成条件。

3、壳程出口改为气包出口，增加蒸发空间，强化溶液的蒸腾效应。

4、将管束拉杆、折流板、定距管全改为不锈钢。

讨论：

事实上，除了文献介绍的案例之外，对于立式固定管板换热器，上管板与壳程筒体同样存在一圈死区，有必要在上管板开设一个或一些排气孔。

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