戊烷裝置換熱器應(yīng)用淺析

鄧慶龍

（大慶油田化工有限公司輕烴分餾分公司，黑龍江大慶 163000）

戊烷裝置換熱器應(yīng)用淺析

鄧慶龍

（大慶油田化工有限公司輕烴分餾分公司，黑龍江大慶 163000）

管殼式換熱器在生產(chǎn)中出現(xiàn)螺栓腐蝕斷裂及管束泄漏，換熱器發(fā)生汽錘現(xiàn)象給裝置帶來安全隱患。分析問題原因，有效防止問題發(fā)生，采取控制措施，實(shí)踐證明改進(jìn)措施具有較強(qiáng)的操作性。

腐蝕；堵漏；振動(dòng)；改造；消除

在煉油、化工生產(chǎn)中，絕大多數(shù)的工藝都有加熱、冷卻、冷凝的過程，這些過程總稱為換熱過程。化工裝置運(yùn)行過程中換熱器出現(xiàn)了管束腐蝕泄漏，應(yīng)采取更換管束材質(zhì)，及在設(shè)備本體內(nèi)部加裝擋板，改變介質(zhì)進(jìn)入設(shè)備后的流向，杜絕設(shè)備運(yùn)行過程出現(xiàn)的氣錘現(xiàn)象，延長了設(shè)備運(yùn)行的使用壽命。

1 換熱設(shè)備加裝碟形彈簧

由于緊固螺栓長期浸在含有H2S介質(zhì)中，并承受各種應(yīng)力下又與腐蝕環(huán)境相互作用便產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，螺栓材質(zhì)選用不當(dāng)將導(dǎo)致螺栓斷裂的現(xiàn)象發(fā)生。換熱器在裝配時(shí)，螺栓對(duì)浮頭與管板之間所形成的緊固壓力使螺栓內(nèi)部沿軸向產(chǎn)生了強(qiáng)大的正向拉應(yīng)力；浮頭自身的質(zhì)量，對(duì)其分布在下方位置的殼體螺栓也將形成一定的徑向彎曲應(yīng)力，以上情況都會(huì)造成裝置螺栓損壞，小浮頭墊片密封不嚴(yán)，造成內(nèi)漏。為保證設(shè)備緊固螺栓不再出現(xiàn)類似問題，裝置對(duì)每臺(tái)換熱設(shè)備的緊固螺栓加裝碟形彈簧，主要是用在高溫高壓或操作壓力和溫度不穩(wěn)定的設(shè)備上，起到緩沖作用來維護(hù)密封性能并保護(hù)螺柱因過載而產(chǎn)生疲勞破壞，具有較好的緩沖吸震能力。

2 提高換熱器防腐能力

換熱器在使用中大部分都帶垢、帶銹運(yùn)行，導(dǎo)致?lián)Q熱器傳熱系數(shù)降低，換熱效率下降，使用壽命縮短。設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕不僅增加了能耗，而且嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，造成了裝置生產(chǎn)停運(yùn)的巨大經(jīng)濟(jì)損失。為保證設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，通過改變換熱器使用的環(huán)境，及對(duì)工業(yè)用循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)施殺菌滅藻黏泥剝離、冷卻水系統(tǒng)水沖洗、化學(xué)藥劑清洗、清洗預(yù)膜處理。保證循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)，對(duì)設(shè)備防腐起到?jīng)Q定性作用。定期對(duì)換熱器進(jìn)行高壓水清洗處理，清除原材料表面污垢既可保持材料的表面性質(zhì)，還保證后續(xù)生產(chǎn)工序的實(shí)施。

3 管束焊道處泄漏采用的措施

裝置運(yùn)行過程中管束出現(xiàn)滲漏，所采取的措施通常是用銷子將所泄漏管束兩端進(jìn)行封堵處理，以防止管束再次泄漏。對(duì)設(shè)備堵管要求是在同一管程內(nèi)，堵管數(shù)一般不超過其總數(shù)的10%、在工藝指標(biāo)允許范圍內(nèi)，可適當(dāng)增加堵管數(shù)。

在實(shí)際運(yùn)行中，管束焊道處也易出現(xiàn)泄漏，換熱設(shè)備管子與管板脹接后進(jìn)行焊接，設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行后焊接處時(shí)常出現(xiàn)砂眼，導(dǎo)致管束焊道出現(xiàn)泄漏，影響到裝置的長周期運(yùn)行。為保證換熱設(shè)備的換熱面積不降低，我們針對(duì)出現(xiàn)泄漏的焊道，采取方法是利用帶孔的銷子將管子焊道處進(jìn)行脹緊處理，不僅保證了換熱面積不降低，還保證了設(shè)備使用壽命。

4 防止重沸器發(fā)生汽錘的舉措

根據(jù)實(shí)際情況，加粗回水管線內(nèi)徑，將原管徑DN40的回水管線更換為DN65的管線。改造后換熱效果明顯，但是E107重沸器出現(xiàn)了周期性的液擊聲，振動(dòng)幅度不定，給裝置帶來了較大的安全隱患。

4.1 問題處理方法

對(duì)于異常振動(dòng)聲響的出現(xiàn)，我們主要通過工藝調(diào)整和設(shè)備兩方面進(jìn)行處理：

（1）工藝調(diào)整方面：組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行原因分析，從工藝調(diào)整角度進(jìn)行考慮，降低塔運(yùn)行的負(fù)荷、降低流體的流量進(jìn)行調(diào)整，通過降低塔底溫度，減少控制回流量，經(jīng)過一年的摸索，我們發(fā)現(xiàn)可以很大程度地減少振動(dòng)，但是沒能完全杜絕振動(dòng)情況的發(fā)生，而且該種調(diào)整方法受環(huán)境的影響較大，當(dāng)外界溫差過大時(shí)，裝置波動(dòng)大，該種調(diào)整方法不再實(shí)用。

（2）設(shè)備方面：從設(shè)備角度進(jìn)一步分析原因，分析塔底物料進(jìn)入重沸器內(nèi)部后，液體流動(dòng)可能出現(xiàn)的各種形式，通過設(shè)備整改來改變其某種流動(dòng)形式，使得整個(gè)流體的振動(dòng)耦合疊加和振動(dòng)頻率發(fā)生改變。通過討論研究，進(jìn)行嘗試性整改，在重沸器入口焊接一塊擋板，規(guī)格型號(hào)為300mm× 300mm×6mm，使得流體進(jìn)入再沸器后，在入口處的徑向流改變?yōu)檩S向流，改變整體的流動(dòng)方式，使得流體的振動(dòng)頻率發(fā)生改變而遠(yuǎn)離設(shè)備的固有頻率，避免共振現(xiàn)象的發(fā)生。

4.2 改造效果

（1）改造后，從根本上解決了重沸器振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，增強(qiáng)了裝置的穩(wěn)定性，具備了較好的抗干擾能力和抗波動(dòng)能力。

（2）此次改造在再沸器入口添加擋板，除了改變振動(dòng)的同時(shí)，還有效地避免了物料對(duì)再沸器芯子的直接沖刷，避免了在入口處出現(xiàn)的沖刷腐蝕，延長了設(shè)備使用壽命。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過改進(jìn)換熱器的管束材質(zhì)及入口處增設(shè)擋板結(jié)構(gòu)和對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)處理，冷卻水水質(zhì)得到極大改善，設(shè)備腐蝕情況得到有效控制。裝置的處理能力得到提高，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本降低，設(shè)備操作和技術(shù)人員在設(shè)備防腐及使用方面總結(jié)了一定的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備的改造和防腐工作值得推廣。

[1] GB 150-1998，鋼制壓力容器[S].

[2] GB 151-1989，鋼制管殼式換熱器[S].

[3] 王紹良.化工設(shè)備基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

Application of Pentane Device of Heat Exchanger

Deng Qing-long

shell and tube heat exchanger leakage bolt corrosion fracture and tube bundle in the production of heat exchanger occurred phenomenon bring security risks to the hammer device.Analysis of the causes of the problem，effectively prevent the occurrence of the problem，take control measures，practice has proved that the improvement measures have strong operability.

corrosion；plugging；vibration；transformation；elimination

TQ325.12

A

1003-6490（2017）01-0064-01

2017-01-09

鄧慶龍（1974-），男，江蘇儀征人，助理工程師，主要研究方向?yàn)榛ぴO(shè)備管理。