探秘螺纹锁紧环换热器：炼油工业的 “秘密武器”！

在炼油工业的复杂体系中，各种设备协同运作，将原油转化为我们生活中不可或缺的各类油品。其中，螺纹锁紧环换热器作为一种特殊且关键的设备，发挥着不可替代的重要作用。

诞生背景与技术渊源

螺纹锁紧环换热器起源于美国雪弗龙公司和日本千代田公司的技术合作。最初，其主流制造厂集中在美国和日本。早在七十年代，我国炼油技术人员在对欧美和日本的考察中，便敏锐地注意到了这种独特的换热器，并将其引入国内进行介绍。

卓越性能，铸就行业优势

耐高温高压，结构紧凑

作为高温高压换热器，螺纹锁紧环换热器具有结构紧凑的特点。它能够在高温、高压的恶劣工况下稳定运行，这得益于其独特的设计和制造工艺。相比传统的管壳式换热器，它大大节省了空间，提高了设备的集成度。

泄漏点少，密封性能卓越

该换热器的一大显著优势是泄漏点少。其管程密封通过拧紧螺纹锁紧环上的外圈压紧螺栓，将作用力依次传递到管程密封垫上实现密封；管壳程密封则靠拧紧管箱内部的顶压螺栓来完成。更为出色的是，在运行过程中一旦出现泄漏，无需停车，只需紧固相应的压紧螺栓，即可达到密封要求。这一特性使得它在许多炼油厂的高压加氢、加氢裂化装置中广泛应用，为生产的连续性和稳定性提供了有力保障。

独特结构，解析工作原理

关键部件协同工作

螺纹锁紧环换热器的结构设计精巧，各个部件各司其职又协同合作。其中，螺纹锁紧环是结构和受力最复杂的部件，它承受着外圈螺栓压紧力、内圈螺栓压紧力、管程内压传递的作用力以及管程内压传递到管箱平盖上的作用力。梯形大螺纹则是操作和运行过程中承受管程和壳程密封力、内压力等载荷的主要部分。

顶压螺栓位于管箱内部，是管、壳程密封过程中传递力的关键部件。外圈压紧螺栓用于实现管程的密封，内圈压紧螺栓则是为防止管程和壳程发生介质内漏而设计。管箱盖板负责传递压力，密封盘则确保换热器的密封性能，防止介质泄漏。

创新的连接结构

它的管程段像一个巨大的螺栓旋入管箱内，管程和壳程筒体共用一个筒体，摒弃了传统管壳式换热器管箱与壳体之间的设备法兰连接。取而代之的是管箱、承压环的大螺纹和小规格的压紧螺栓结构，其中管箱和螺纹锁紧环采用短齿梯形螺纹。这种创新的结构设计不仅提高了设备的密封性能，还使得在检修时，管道与换热器接管可采用焊接连接的型式，既节省了接管法兰，又消除了内部流体泄漏的危险。

运行维护，直面挑战与应对

常见问题剖析

尽管螺纹锁紧环换热器优势明显，但在运行和检修过程中也面临一些问题。外漏、内漏是较为常见的泄漏问题，此外，还可能出现内 / 外圈压紧螺栓拧不出或拧断、内法兰螺栓拧不出或拧断以及螺纹锁紧环装拆时咬死等情况。其中，内漏问题一直是困扰该换热器的最大难题。内漏不易观察，需要监测管程流出介质化验指标才能确定。在换热器运行初期，内漏可以通过紧固内圈压紧螺栓得到解决，但内漏发生两三次后，这种方法基本就失效了。

全方位防内漏措施

为了解决内漏这一棘手问题，行业内采取了一系列有效的措施。首先，管板按管壳程压差设计，在设备水压试验、开停车以及正常操作过程中，严格控制管壳程的压差不大于设计要求值，以防止过大的压差造成管板变形报废。其次，在装置开停车过程中，要求升降压和升降温速度缓慢、均匀，严格按照规定的速度进行操作。再者，管壳程垫片采用双金属自密封波齿复合垫片，该垫片利用压力自密封原理设计，具备压力、温度的均匀性和追随的补偿性，对解决内漏问题起到了关键作用。此外，还有其他不断探索和改进的防内漏设计。

螺纹锁紧环换热器凭借其独特的性能和结构优势，在炼油工业中占据着重要地位。尽管面临一些挑战，但通过不断地技术改进和优化，它将继续为炼油 行业的高效、稳定生产贡献力量，在能源转化的征程中持续闪耀光芒。

以下是一些螺纹锁紧环换热器的应用案例：

• 天津石化

  1997 年，兰石制造的首台国产双壳程螺纹锁紧环式换热器（DN1060），应用于天津石化 80 万吨加氢裂化装置。  

• 齐鲁石化

  1998 年，兰石制造完成了 DN1400 双壳程螺纹锁紧环式换热器，应用于齐鲁石化 140 万吨加氢裂化装置。2005 年，兰石制造的 DN1500 螺纹锁紧环式换热器交付齐鲁石化。  

• 广州石化

  2005 年，兰石制造的 DN1600 螺纹锁紧环式换热器交付广州石化。  

• 青岛炼化

  2007 年，由 SEI 设计，兰石制造的 DN1700 螺纹锁紧环式换热器完成出厂评审，2008 年在青岛炼化 320 万吨 / 年加氢处理装置完成试运行。  

• 中化泉州

  2014 年，中化泉州 260 万吨 / 年蜡油加氢裂化装置采用了国内首次设计、制造的 DN1800 螺纹锁紧环式换热器，是当时世界上同类换热器中规格最大的产品之一，综合技术达到世界先进水平。