工藝空冷器封堵器的研發與應用

范文風++++程鑫

摘 要：本文通過對天然氣處理裝置工藝空冷器因管束泄露導致裝置停產，應用自制研發的快速封堵器解決泄露造成的停產及潛在的安全隱患。

關鍵詞：天然氣；空冷器管束；封堵器；研發應用

吐哈油田鄯善采油廠120萬方輕烴一廠處理裝置投產于1996年12月，該裝置核心設備主要有原料氣壓縮機、工藝空冷器、膨脹機 制冷機、分子篩塔、冷箱（板翅換熱器），其中工藝空冷器承擔著給工藝氣降溫（由130℃將至40℃）的作用，空冷器的好壞對輕烴處理裝置安全平穩運行至關重要。2016年工藝空冷器先后出現三次因管束泄露導致裝置停產。

一、存在問題

（一）結構復雜。輕烴一廠工藝空冷器工藝復雜，采用絲堵式水平管束結構，絲堵和管束中間存在進排氣箱室，管束與翅片采用冷軋工藝連接。

（二）封堵難度較大。空冷器管束共有四層，每層51根列管，內徑為31.75MM，外部為翅片換熱，工作壓力3.9MPa。第一層和第四層出現漏點可以用管卡進行封堵，中間兩層就無法操作。而且管卡由于結構關系不能完全密封，并且現場操作難度較大。如圖1。

（三）安全風險大。輕烴處理裝置屬于易燃易爆區域，一旦管束出現泄露將導致整個裝置停產，不但生產損失較大，而且在封堵操作過程中安全風險也非常大。

二、技術研發應用

根據空冷器的設計結構和構造工藝，要想快速有效的解決空冷器管束因泄露導致裝置停產問題，不能只靠每次泄漏后對泄漏點去封堵，這樣治標不治本。隨著設備使用年限的增加，腐蝕老化造成的泄露時有發生，而且同一根管束可能不同的點會發生泄漏，用管卡封堵不具有長久性和實效性。通過對空冷器管束結構的分析研究，決定研發一種新型封堵器，從空冷器每根泄露管束的兩端堵頭處進行封堵，對每一層的管束都可以封堵，這樣操作起來簡單方便。

（一）研發實驗一： 通過測量管束絲堵及到管束管口的尺寸，設計加工一個前端帶錐度的延長堵頭，利用錐面對泄露管束進行封堵。如圖2。

安裝實驗后，效果不佳。因堵頭密封面材質為45鋼質地較硬，且在壓緊過程中密封面隨堵頭旋轉，對密封面造成損傷，導致無法有效密封。

（二）研發實驗二：采用兩段式封堵器，前端銅制楔子和后端壓緊螺栓。使用時先將前端放進泄漏管束內，然后將壓緊螺栓由絲堵螺紋處緩慢上緊。試驗后效果明顯，但仍然存在不足之處。如圖3。

（三）研發實驗三：改進型封堵器。改進型由五部分組成，銅制楔形頭，帶密封圈實心連桿，空芯可旋轉螺栓，頂絲，銅制密封墊。如圖4。

使用時將楔形頭和連桿連接好裝入空芯螺栓，將空心螺栓沿絲堵的螺栓孔插入管箱旋緊螺栓，通過旋轉頂絲，推動實芯桿前進，用楔形頭堵住換熱管的管口即完成對泄漏管束的封堵。

三、效果評估

實驗結果表明，此項技術研發制造的新型封堵器，操作簡單方便，密封性和實用性較強，可以用運到多個領域的空冷器管束封堵，而且用時比較短，泄壓后一個人用時一刻鐘就可以獨立完成管束堵漏工作，對一個連續生產運行的天然氣處理裝置來說，即杜絕了安全隱患，又避免了因管束泄露造成停產后長時間的停產維修，同時節約了因天然氣放空造成的能源浪費，上產提效，使輕烴一廠天然氣處理裝置能較快的投入生產運行。endprint