順丁橡膠裝置熱泵機組技術改造方案分析

張 鵬，金 鑫

（大慶石化公司機動設備處，黑龍江大慶163714）

順丁橡膠裝置熱泵機組技術改造方案分析

張 鵬，金 鑫

（大慶石化公司機動設備處，黑龍江大慶163714）

某順丁橡膠裝置熱泵機組調試過程中吸收器封頭外漏，蒸發器與發生器氣相量不均衡。通過對吸收器封頭、氣相出口管路的改造，解決了該技術問題，投產后機組運行穩定，制熱效果良好。

熱泵；吸收器封頭；壓力計

熱泵機組由蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器和熱交換器等主要設備和抽氣裝置、溶劑泵、冷劑泵等輔助部分組成。

該吸收器為固定管板式換熱器。換熱管規格為Φ19×1.0×12 310 mm，換熱管材質為304不銹鋼，換熱管數量為1 898根。原封頭為蝶形封頭，封頭直徑為Φ2 045 mm，封頭法蘭厚度為60 mm，封頭厚度為10 mm，豎向有2塊隔板，把換熱管均分成3部分，每部分對應凝聚1條生產線的熱水，3部分應互相分離，彼此不互串熱水，以保證每條生產線的熱水量穩定；橫向有2塊隔板，把每條線熱水對應的換熱管分為5管程。機組吸收器分3系統，可獨立運行，共用同一個封頭，系統間有隔板進行分隔。

1 變形分析

該吸收器生產工藝為擴管+脹管+焊接形式，筒體生產完成后因焊接應力造成管板內凹變形，管板變形量較大對水室封頭隔板進行加高修復，水壓試驗成功后出廠［1，2］；2012年11月8日，對吸收器管板變形量進行實測，見圖1。

圖1 吸收器變形量測量

由圖1可見，最大變形約3.5 mm，中間部位變形量最大，向四周成規律性減小。由于機組之前進行過2次運行，機組受熱，由于不銹鋼熱伸縮率為碳鋼1.5倍，換熱管伸長致使管板變形得到一定量恢復，機組生產時進行過蒸汽擴管消除不銹鋼與碳鋼伸縮率差異，但仍有少量差異存在[3]。

2 改造方案

將水室重新加工車平，水室封頭加工墊片槽，槽深2.5 mm，墊片安裝后以鑲嵌形式密封，增強密封效果。在系統隔板處焊接護板形成墊片槽，防止墊片側滑。墊片槽面與隔板面處同一平面，法蘭面與隔板護板處同一平面，選用三元乙丙橡膠墊片，墊片厚度10 mm，增加密封效果。

2 .1氣相出口管路改造

發生器的驅動熱源為熱水或蒸汽時，發生器通常為管殼式結構，熱水蒸汽走管內，溴化鋰走管外,管殼式發生器中驅動熱源與溴化鋰溶液之間的傳熱系數在1 000～2 000之間。蒸發器與發生器類似，熱源在管內，工質在管外，驅動熱源與溴化鋰溶液之間的傳熱系數在2 000～3 000之間［4］。

機組調試過程中發現發生器溫度偏低，機組做功效果不理想，蒸發器和發生器氣量不平衡。結合現場實際運行情況，初步判斷是氣相出口管路結構不合理。蒸發器與發生器的出口管路同時進入在緩沖桶內產生一定的對沖作用，現場將蒸發器與發生器氣相出口管路改為并聯形式，熱源即汽提氣同時進入蒸發器和發生器，保證發生器的發生溫度，提高機組做功效果。蒸發器和發生器原管路改造前后對比見圖2。

圖2 氣相出口改造前后對比

2.2 壓力點改造

（1）增設壓力計

真空度的保證對機組至關重要。如果機組發生泄漏，由于機組內部是真空狀態，就會使空氣大量進入機組內部，空氣與機組內的溴化鋰溶液接觸后加速腐蝕機組殼體，嚴重影響機組使用壽命。由于機組原設計只有現場真空度指示，為了防止上述情況的發生增加了遠傳真空壓力計，把真空度數值引入DCS，保證對機組真空度的實時監控［5］。

（2）U型真空壓力計改造

熱泵機組運行過程中會定期對機組進行抽真空，抽真空前檢查真空泵抽真空能力非常重要，如果真空泵抽真空能力不足，空氣可能就會通過真空泵進入機組，不僅達不到抽真空目的，還會造成機組腐蝕。對現場U型真空壓力計進行了移位改造。改造前現場U型真空壓力計位置見圖3（a），真空泵開啟后真空壓力計無法測量真空泵所能抽到最低真空度。改造后現場U型真空壓力計位置見圖3（b）。

圖3 現場U型真空壓力計氣改造前后對比

由圖3可見，真空泵開啟后只要關閉抽氣閥2和抽氣閥3打開抽氣閥1，通過U型真空壓力計就可觀察真空泵所能抽到最低真空度數值，如果讀數低于4 mm汞柱就可對機組進行抽真空操作。

3 結束語

該機組于2012年8月31日開始調試，調試過程發現熱泵機組吸收器封頭外漏嚴重、3條生產線熱水互串、蒸發器和發生器氣相量不平衡、機組各測溫點測量溫度與實際偏差較大等問題。通過對熱泵機組的吸收器封頭、氣相出口管路及引溫引壓點進行改造，投入運行至今，機組運行穩定制熱效果良好，大量節約了凝聚單元的蒸汽消耗。

［1］陳東，謝繼紅.熱泵熱水裝置［M］.北京：化學工業出版社，2009：142-157.

［2］孫瑋，陳慧文.采用熱泵技術對順丁橡膠裝置進行改造［J］.石油和化工節能，2009（3）：30-32.

［3］張松友，王松蘭.升溫型吸收式熱泵在合成橡膠凝聚裝置的應用［J］.北京石油化工學院學報，2002（3）：2.

［4］隋軍.工業環保與節能的有效手段一吸收式熱泵技術［J］.化工進展，2001，21（6）：46-49.

［5］王以清.嗅化鋰吸收式熱泵的研究及應用［J］.能源技術，2000，21（3）：177-179.

Analysis on transformation of heat pump units in cis-polybutadiene rubber plant

Zhang Peng，Jin Xin
（Daqing Petrochemical Company Equipment&Utilities Department，Daqing 163714，China）

During commissioning,the absorber heads of a butadiene rubber plant had outleakage,the gas phase quantity of evaporator and generator was unbalanced.Through transformation of absorber heads and gas phase outlet pipelines,the above problems were solved,and the pump units operated stably and had good heating effect.

heat pump;absorber head;pressure gauge

TQ333.2

B

1671-4962（2017）04-0042-02

2017-02-06

張鵬，男，工程師，2007年畢業于大慶石油學院過程裝備與控制工程專業，現從事靜設備管理工作。