膜分離設備拆裝施工技術

中國石油天然氣第七建設有限公司 山東青島 266061

1 施工概況

膜分離技術主要有分離、濃縮、純化和精制的功能,同時具備高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征,目前已廣泛應用于煤液化領域。膜分離技術在煤直接液化裝置實現原料氫氣在高壓狀態下操作,壓力為18.1MPa,氫氣濃度由進料時的86%被提純為96%。神華鄂爾多斯煤直接液化裝置膜分離使用的是柏美亞公司的成套設備,代表美國空氣產品公司的最先進技術。本裝置膜分離設備共計60根、240道高壓密封面,而高壓密封質量的好壞直接關系到裝置能否順利投產。膜芯施工工藝特殊,極易折斷,且須防水與防油污,因此施工需采取切實措施,確保膜芯拆裝質量。

2 施工特點

(1)膜分離設備操作壓力高,高壓密封質量好壞直接關系到投產時是否會產生泄漏;

(2)膜芯造價昂貴,每根膜芯價值40萬元,且膜絲直徑很小、極易斷裂,因此檢查與更換必須仔細小心;

(3)膜分離設備筒體、伴熱線多且比較復雜,拆裝前需標記好,以方便回裝。

3 施工方法

3.1 標識

3.1.1 伴熱線標識

每根筒體本身有兩根伴熱線,為防止伴熱線恢復時順序混亂無法順利安裝復位,需進行編號標識,以方便回裝。

3.1.2 設備筒體與集合管法蘭標識

每跟膜筒體法蘭與上下集合管法蘭連接位置、上下集合管本體都要做好編號標識,以方便原位置進行回裝。膜分離設備拆除前全景如圖1所示。拆除前需將膜筒體與伴熱線使用紅色油漆進行編號,確保原位置進行復位回裝。

3.2 拆除施工工藝

3.2.1 伴熱線拆除

伴熱線拆除采用鋸條沿上部集合管同一方向進行切割,將拆除下來的伴熱線有序地擺放到地面上。

3.2.2 上部集合管拆卸

上部集合管與筒體是法蘭連接,在拆卸前需做好標記。上部集合管與筒體使用25t吊車吊裝至地面,集合管底部用道木支墊。

圖1 膜分離設備拆除前全景圖

3.2.3 筒體拆卸

因筒體與膜分離框架之間有螺栓連接的支撐,待上部集合管拆卸之后,下部集合管與筒體下法蘭、筒體之間法蘭可同時拆卸。

3.2.4 清洗處理

對拆卸下來的八角墊片、限流孔板進行清洗處理,將表面的油污、灰塵處理干凈,經車間技術人員確認后利舊使用。

3.2.5 拆模

使用十字和一字螺絲刀更換彈簧墊片,取膜時需平衡用力,慢慢將膜抽出,避免損壞膜芯(見圖2);膜取出后,需在膜頭上進行編號標記以方便回裝(見圖3);與車間負責人檢查膜是否可再回收使用,同時清理筒體內壁臟污;取出的膜如當天不能回裝,必須用防雨篷布整體覆蓋進行防護。

圖2 將膜從筒體內抽出

圖 3 舊膜做好標記并擺放整齊

3.3 回裝工藝

3.3.1 膜回裝

用提前做好的專用工具測量膜頭在筒體內部的位置,扎緊膠皮圈卡扣。因膜芯造價昂貴,檢查與更換時必須仔細小心。回裝時先裝好膜頭內部墊片,用專用塑料袋將膜芯整體包緊,在尾部塑料部位綁扎鐵絲。裝膜時,在膜分離器的另一端3人同時拖拉鐵絲將合格的膜芯放入筒體內,確保整個膜頭進入筒體內,再將膜芯包裹的塑料帶取出。膜芯不得有油污污染或淋水,否則膜會損壞。新膜與專用工具測量過程詳見圖4。

圖4 新膜與專用工具測量過程

3.3.2 筒體法蘭合口

螺栓緊固完成后要對法蘭之間的間隙進行測量;對稱間隙測量合格后,經車間技術人員確認合格方可進行回裝。

3.3.3 回裝膜筒體

使用25t吊車自北向南依次吊裝筒體,并按編號順序依次進行安裝。

3.3.4 上下集合管回裝

膜筒體回裝完一組后,即可回裝集合管。按照拆卸前做好的標記有序回裝集合管,集合管與筒體為高壓八角墊片密封;回裝前需仔細清理密封槽,用清洗劑噴涂密封面,再用干凈軟布將密封面擦拭干凈;密封面清理完自檢合格后,還要由車間技術人員現場確認合格方可回裝。

3.3.5 伴熱線回裝

伴熱線按照拆卸前做好的標記有序回裝,注意伴熱線綁扎長度。

3.4 氣密與熱緊

投產前配合車間進行高壓氣密,如發現漏點及時進行緊固。根據介質升溫情況,達到熱緊溫度后進行熱緊。

4 施工注意事項

4.1 高壓密封

因膜分離設備為高壓工作環境,操作壓力達18.1MPa,因此高壓密封為質量管理的重點。

(1)密封墊為八角鋼墊,鋼墊應輕拿輕放、集中存放、專人管理,檢修中拆下的鋼墊應用干凈軟布纏好,做好標記放置倉庫集中管理,不允許隨意亂放。

(2)用專用砂紙沾柴油將密封槽及鋼墊表面的浮銹打磨掉,用清洗劑噴涂密封面;再用干凈軟布將密封面擦拭干凈。

(3)檢查密封面和鋼墊是否完好,確保無缺陷。如果八角鋼墊有貫穿性缺陷要及時更換新墊片。

(4)如果檢查后發現法蘭密封面出現缺陷或者接觸面測試不合格,需要對法蘭密封面進行研磨。

4.2 保護膜絲

膜芯為膜分離的關鍵部件,需注意對膜絲的保護。

(1)檢修前做好安全技術交底,著重強調模芯價值的昂貴,因一旦膜絲斷裂,將無法實現氣體分離,導致裝置檢修失去意義。

(2)檢修期間對膜芯的檢查與更換必須謹慎小心,因每根膜絲直徑與頭發直徑相仿,極易斷裂,若拆裝不慎導致膜芯損壞,將無法達到氣體分離效果。

(3)施工過程要做好成品保護,不能接觸油污。回裝前用塑料袋將膜芯整體包緊,回裝時要輕拿輕放、用力均勻;膜芯裝完后,將膜芯包裹的塑料帶取出。

(4)膜芯不能淋雨,現場施工時要挑選晴朗天氣進行施工,同時備好防雨篷布。一旦下雨,要第一時間進行覆蓋。

(5)做好過程監控,更換膜芯施工時,技術質量人員全程做好旁站監督,確保膜芯不發生損壞。

5 結束語

煤液化裝置膜分離設備檢修質量好壞直接決定是否能夠在高壓狀態下實現氫氣提純,是保證產品質量的關鍵。本文全面介紹了膜分離設備檢修的施工方法、施工特點、施工難點與注意事項,期望對后續同類裝置施工具有更好的借鑒。