煤氣顯熱回收器軟水熱管換熱器漏水原因及處理

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煤氣顯熱回收器軟水熱管換熱器漏水原因及處理

向宏

(湖北新洋豐合成氨廠湖北荊門448150)

0前言

湖北新洋豐合成氨廠造氣車間共有14臺Φ2 650 mm造氣爐，分為4個單元，每個單元配有1臺顯熱回收器，其內部共分上、下2臺換熱器，上部介質為蒸汽，下部介質為軟水；采用熱管換熱技術，分別與自上而下的單元煤氣進行換熱，并為蒸汽和軟水加溫，同時降低單元煤氣溫度，每年可為公司節約資金4 200余萬元。2015年3月，2#單元軟水熱管換熱器發生泄漏，采取措施處理后，于5月小修時對軟水熱管換熱器進行了徹底檢查和處理。現對軟水熱管換熱器穿孔泄漏的現象、危害、原因、處理及預防進行總結。

1軟水熱管換熱器漏水現象

2015年3月11日13:25，中控主操發現3#~6#造氣爐所在的2#單元顯熱回收器出口煤氣溫度由正常的205 ℃左右驟降至98 ℃，且不再回升。打開顯熱回收器底部人孔盲板上的Φ50 mm快開閥排污時發現有水流出，全開排污閥排水約4 h后水量變小，顯熱回收器出口煤氣溫度回升至205 ℃，關閉排污閥；18：08，該單元顯熱回收器出口煤氣溫度再次驟降至98 ℃，打開顯熱回收器底部盲板上排污閥又排水約4 h后水量變小，顯熱回收器出口煤氣溫度回升至205 ℃，由此判斷顯熱回收器下段軟水與煤氣換熱的熱管換熱器穿孔漏水。軟水由熱管泄漏后積聚于顯熱回收器底部，當液面超過顯熱回收器到洗滌塔煤氣彎管時，軟水進入洗滌塔，隨污水由洗滌塔水封處排至污水主溝，同時大量約83 ℃泄漏的軟水使高溫煤氣降溫，導致顯熱回收器出口煤氣溫度驟降。

2開車期間處理措施

為保障生產的正常進行及安全，利用橡膠管將顯熱回收器底部泄漏軟水由底部人孔盲板上快開閥處引流至西邊污水主溝，適當開啟快開閥，讓軟水長流且不泄漏煤氣，等待裝置小修時處理。

3軟水熱管換熱器漏水的危害

3.1　浪費軟水

每天至少有8 t經變換崗位加熱后的脫鹽軟水泄漏后排至循環污水主溝，按3.5 元/t脫鹽水計算，每月損失脫鹽水費用840 元，更造成了人力、物力的浪費。

3.2　煤氣顯熱回收效果大幅降低

自軟水換熱器穿孔泄漏軟水后，變換崗位來約83 ℃軟水經熱管換熱后，軟水出口溫度僅提高了約7 ℃，遠較正常的105 ℃低；同時，大量泄漏的軟水吸熱，導致夾套副產115 ℃蒸汽經熱管換熱器換熱后溫度僅上升至205 ℃，較正常時低20 ℃，煤氣顯熱回收效果大幅下降，不利于節能降耗生產。

3.3　加劇熱管腐蝕

軟水不間斷泄漏的同時，遇高溫煤氣后，部分煤氣中的CO2溶于軟水生成弱酸性溶液，蒸發后形成弱酸性氣體，增大了熱管換熱器外部氣體的濕度，導致煤氣中大量粉塵積聚到熱管換熱器外壁，降低了其換熱效果；弱酸性氣體還對熱管管殼和端蓋造成腐蝕，縮短了熱管的使用壽命。

4小修處理措施

4.1　初次檢查情況及處理

4.1.1安全措施

2015年5月2日，合成氨裝置停車小修，造氣爐未熄爐，利用惰性氣體對各單元煤氣總管后部至氣柜的煤氣流程進行了徹底置換，然后打開單元煤氣總管后部的總集塵器、顯熱回收器、洗滌塔盲板，配置風扇于洗滌塔下部人孔處抽空氣置換。5月3日上午，經氣體采樣分析合格后，操作工由中部人孔進入2#單元顯熱回收器內部，發現軟水熱管換熱器外壁積灰嚴重，遂用清水對軟水熱管換熱器外部積灰進行了徹底沖洗，便于查找漏點。5月3日下午，對該軟水換熱器進行試壓(加壓至0.4 MPa)，進入換熱器內查漏。

4.1.2檢查情況及處理

技術人員由顯熱回收器底部人孔進入，發現該器下部倒數第3層靠東南角有1根熱管因磨損腐蝕穿孔漏水，且孔徑較大，漏水嚴重。

處理措施：若在器內補焊，需將漏水熱管下部2根熱管割除再補焊，且熱管與器壁、熱管與熱管間間隙太小，操作困難；最后決定割開顯熱回收器外壁，直接割除泄漏點下端熱管再對漏點進行補焊。實施上述操作后，試壓合格，遂對顯熱回收器外壁進行了補焊。

4.2　二次檢查情況及處理

為徹底根除漏水隱患，對軟水換熱器進行了第2次檢查，試壓時發現仍有軟水泄漏，但并非已補焊的熱管處。

4.2.1檢查情況

經多方查找，發現該換熱器頂部軟水出口Φ219 mm彎管與顯熱回收器器壁結合處不銹鋼鋼管裂縫漏水。

4.2.2處理措施

經研究決定，對裂縫的不銹鋼鋼管實施補焊。實施補焊后試壓，不銹鋼鋼管再次出現多道裂縫，漏水更趨嚴重。經檢查，為不銹鋼鋼管材質不符合要求，最后對該換熱器軟水出口彎管實施整體更換，采用普通5 mm鋼管代替不銹鋼鋼管。補焊結束后，試壓合格。2015年5月11日，合成氨裝置重新開車后未出現漏水現象。

5預防換熱器熱管穿孔的措施

導致換熱器熱管穿孔的原因主要是煤氣的沖刷、腐蝕及熱管缺水干燒等情況；導致換熱器進、出口管穿孔的原因主要是鋼管的材質及焊接問題。為預防熱管換熱器穿孔漏水威脅安全生產，日常生產和檢修中應采取以下預防措施。

5.1　減少煤氣中含塵量

煤氣中若夾雜灰塵太多，會加劇煤氣流動過程中對熱管的沖刷，因此，日常生產中應減少上行煤氣帶出物，堅持每天排凈單爐旋風除塵器及單元總集塵器的積灰，盡量減少煤氣中的含塵量。

5.2　管道選材及焊接要求

為避免生產過程中換熱器進、出口彎管出現裂縫漏水現象，在選材時要保證鋼管質量符合要求，同時在進行進、出口彎管與換熱器和顯熱回收器器壁的焊接作業時要規范，保證焊接質量合格，不留隱患。

5.3　防止軟水換熱器干燒超溫

開車期間，若變換進單元軟水緩沖罐的截止閥未開，軟水無法進入換熱器內，或者軟水換熱后去潛熱脫氧槽的進口閥門未開啟，都會導致軟水換熱器干燒或嚴重超溫，致使熱管換熱器燒壞。因此，開車期間必須開啟進、出軟水熱管換熱器的閥門，且閥門開啟度要合適，防止因軟水量少而超溫。

6結語

通過2015年5月小修，徹底解決了2#單元軟水熱管換熱器漏水的問題，煤氣顯熱回收器運行恢復正常。今后，應該做好軟水熱管換熱器穿孔漏水的預防工作，確保造氣系統生產的穩定、低耗、安全。

(收稿日期2015- 08- 12)