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石墨热交换器的工作原理及使用操作

石墨热交换器由于其体积较小、降温效果显著，在高温废气、废液冷却降温领域有着广泛的应用前景。由于对石墨热交换器缺乏足够的认识，因此在实际应用中容易忽视一些要点。本文结合实际设计、安装实践，详细介绍石墨热交换器的工作原理及内部构造，并且列举出在实际使用中必须认真考虑的方面。

石墨热交换器的工作原理高温废气经过石墨热交换器时，石墨喷嘴分两层喷出大量冷却液，冷却液通过蒸发作用带走大量热量，从而显著降低废气的温度，使其降低到ＦＲＰ材质可以承受的温度。在正常工作状态下，冷却液由循环泵提供。若发生紧急状况循环泵不能提供足够的冷却液时，石墨热交换器前端的热氧化炉系统将自动停车，同时应急供水启动，消除系统内部的残余热量，�；ず蠖说纳璞�。

冷却液在石墨热交换器内部的供给分为三路。其中两路冷却液从喷嘴喷出直接接触高温气体，通过蒸发作用降低废气温度；另一路冷却液循环流动于石墨热交换器的内外壁之间，以降低热交换器内外壁的温度从而�；な冉换黄髯陨聿换嵊捎谖露裙叨芩鸹�。

２.1石墨热交换器在使用中必须要注意的事项

注意外力对石墨设备所造成的影响。石墨自身的物理特性决定了其抗剪性能较差，特别是层与层之间极易受外力作用而出现破损，因此石墨热交换器在安装和日常维护保养过程中要特别注意外力可能对其造成的破坏。在吊装石墨设备时，一定要平稳起吊，保持设备受力均匀，提升并且选择无风或微风时进行吊装，切勿加速，尽可能减少外力对石墨热交换器的作用。石墨热交换器安装就位后，需要进行配管和紧固的操作。在配管过程中，要尽可能减少装配误差，并且在与石墨热交换器的接触端安装补偿器，从而减少振动和热胀冷缩所带来的应力作用。紧固石墨热交换器的法兰时，一定要严格按照技术文件要求的扭矩大小使用扭力扳手对角进行紧固，防止受力过大或不均。

２．２石墨热交换器所使用的冷却液硬度要尽可能低。石墨热交换器由于其自身的特殊构造，对冷却介质的要求较高。在冷却介质经喷嘴喷出的过程中，石墨热交换器通过蒸发作用从而带走大量的热量而起到冷却作用。而蒸发必然导致冷却介质过饱和，如果冷却介质的硬度较高，必然导致大量盐份析出。由于石墨热交换器的喷嘴只有２ｍｍ大小，不断析出的盐份将堵塞喷嘴，降低并逐渐影响石墨热江苏建材交换器的工作效率，最终石墨热交换器将因为出口温度过高而停止工作，损坏石墨换热器。在工业化工生产中，通常我们会选择水作为冷却介质，因此所使用的冷却液的硬度必须要很低，特别是钙镁离子的浓度要尽可能的小。通过大量的实践，我们最终选择去矿物质水为热交换器的冷却介质，并且保持冷却介质的弱酸性，这样可以尽可能的延长清洗石墨热交换器的周期。

２．３尽可能减少去矿物质水的使用量。去矿物质水由于生产成本较高，在日常的使用中我们要想办法尽可能减少其使用量。冷却介质在作用过程中，其自身温度会逐渐升高，热处理效率会逐渐下降。为了弥补温度升高对热处理效率降低的影响，我们会一直让冷却液处于溢流的状态。通过液位和补水的连锁作用，可以通过补充温度底的冷却液而消除上述不利影响。由于整套系统包含冷却装置和气体洗涤装置，而气体洗涤装置对水质的要求不高，因此我们单独设置冷却液循环水罐，专门负责补给去矿物质冷却液，这样可以使经济投入更优。

２．４清洗石墨热交换器的步骤和清洗液的选择。在长期使用石墨热交换器后，会导致石墨热交换器的喷嘴部分堵塞。因此应结合生产停车检修的时机对其进行清洗。具体清洗方式必须结合配套的管路和设备的材料性能来决定。本套系统的储水罐体的材料为玻璃钢，泵为ＰＶＤＦ衬里，管路及阀门全部为ＰＰ材质，因此我们选择５％浓度的盐酸作为清洗液体。首先我们加入５％浓度的盐酸液体至循环水罐中，保证盐酸液体的液位高于泵的进口，同时解除低液位连锁装置。其次，排空缓冲罐并开启循环泵约５ｍｉｎ。盐酸清洗的过程中，必须仔细观察流量计的读数，当流量计的读数与设计流量吻合时即可停泵。然后，排空盐酸液体，加入低硬度水进行反复清洗，直到ｐＨ值恢复到６左右。最后，恢复原连锁信号，加入去矿物质水，重新使用设备。

２．５针对突发情况应考虑应急措施。当整个厂区出现突发状况而停车时，必须有应急措施与石墨换热器配套使用。由于石墨热交换器的进口温度为６００℃，而出口的温度必须低于７０℃。在突发状态下，前端的热氧化炉会立即停车，但其残余的热量还会释放。为了保证整套设备的安全使用，我们应当配备一个应急水罐，并且储存足够消除残余热量的去矿物质水，再配合自备发电机共同作用，从而消除隐患。

２．６必须降低冷却液初次进入石墨设备所产生的冲击力。石墨材质的抗冲击性能较差，因此必须并联缓冲罐一起工作，减少冷却介质初次进入石墨热交换器时对设备的冲击力。

２．７冷却液循环泵要一用一备。循环冷却的温度较高，一般维持在６０℃左右。对泵的稳定性要求也很高，循环泵必须稳定地提供设计流量，保证热交换器的正常工作。最后，为了后期的维护保养和快速应急响应，我们通常对泵设置一用一备，减少不必要的停车而对生产的损失。

３结语

石墨热交换器应用于热氧化炉系统时，由于热氧化炉出口的温度很高（６００℃左右），在确保系统正常降温的前提下，必须有效地�；な冉换黄髯陨淼陌踩�。石墨材质比较容易受外力影响而造成破坏，因此在日常使用和维护方面应制定详细的操作处理流程，从根源上尽量避免操作不当对设备的损伤；在冷却介质的选择上也应充分考虑到设备喷嘴的孔径和温度变化所造成堵塞等状况的发生；对于系统在紧急状态供水供电中断时，要有充分的应急预案，以�；は低成璞赴踩�