左愛(ài)武  肖駿

    (武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化有限公司,湖北武漢430082)

    摘要：對(duì)AS系統(tǒng)板式換熱器泄漏的原因進(jìn)行深入、系統(tǒng)地分析,并從設(shè)備本身和生產(chǎn)操作方法上進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn),解決以往板式換熱器經(jīng)常發(fā)生泄漏的問(wèn)題,保證整個(gè)工序的正常生產(chǎn)。

    關(guān)鍵詞：AS系統(tǒng);板式換熱器;泄漏

    中圖分類(lèi)號(hào)：TK172　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B　文章編號(hào)：1008-4371(2010)01-0043-02

    板式換熱器是回收車(chē)間AS脫硫系統(tǒng)的重要工藝設(shè)備,肩負(fù)著對(duì)脫酸貧液和富液進(jìn)行換熱的作用,板式換熱器的工況好壞對(duì)整個(gè)AS系統(tǒng)的工況起著舉足輕重的作用。武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化公司二回收車(chē)間的AS系統(tǒng)板式換熱器近幾年經(jīng)常發(fā)生泄漏,不僅污染了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境,對(duì)職工的身心健康造成危害,更重要的是直接影響了脫酸貧、富液之間的換熱,進(jìn)而影響脫酸塔的脫酸效果,并最終造成H2S指標(biāo)的超標(biāo),嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。

    1　AS系統(tǒng)脫酸工藝簡(jiǎn)介

    AS系統(tǒng)脫酸工藝分兩系生產(chǎn),每系有1臺(tái)固定氨塔、1臺(tái)揮發(fā)氨塔和1臺(tái)脫酸蒸氨塔。正常生產(chǎn)時(shí),從硫化氫洗滌塔送過(guò)來(lái)的富液(35℃左右)分成3股分別與脫酸塔底部出來(lái)的脫酸貧液、揮發(fā)氨塔底部出來(lái)的汽提水和固定氨塔底部出來(lái)的蒸氨廢水等3股熱介質(zhì)(98℃左右)通過(guò)板式換熱器進(jìn)行換熱,然后進(jìn)入這3個(gè)塔進(jìn)行蒸餾,底部出來(lái)的介質(zhì)(即脫酸貧液、汽提水和蒸氨廢水)與冷介質(zhì)(即富液)進(jìn)行換熱冷卻,然后通過(guò)螺旋板冷卻器進(jìn)一步冷卻至35℃左右,再送往硫化氫洗滌塔對(duì)煤氣中的硫化氫進(jìn)行洗滌成為富液。如此往復(fù)循環(huán),連續(xù)生產(chǎn)。肩負(fù)著換熱作用的就是板式換熱器。

    2　板式換熱器結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)

    板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道,通過(guò)半片進(jìn)行熱量交換。板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成,板片由各種材料制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋,并在板片的4個(gè)角上開(kāi)有角孔,用于介質(zhì)的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。板式換熱器的外部結(jié)構(gòu)圖和內(nèi)部工作原理圖分別如圖1和圖2[1]所示。板式換熱器由于具有傳熱效率高、重量輕、體積小、容易清洗、熱損失小以及容易改變換熱面積等諸多優(yōu)點(diǎn)已在化工生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,在使用范圍大有替代列管式換熱器的趨勢(shì)。

             

    3　板式換熱器泄漏原因分析

    對(duì)于AS系統(tǒng)板式換熱器泄露問(wèn)題,經(jīng)過(guò)幾次細(xì)心觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

    1)往往只是從橡膠墊片處泄漏,板片很少內(nèi)漏。

    2)往往是在開(kāi)、停工或進(jìn)行倒換操作時(shí)容易出現(xiàn)泄漏,尤其是停工時(shí)更容易泄漏,正常生產(chǎn)基本不漏。

    3)泄漏冷介質(zhì)的情況多于熱介質(zhì)。根據(jù)這幾個(gè)現(xiàn)象,再結(jié)合AS系統(tǒng)工藝和板式換熱器的結(jié)構(gòu)原理,總結(jié)出導(dǎo)致板式換熱器泄漏的主要原因是熱脹冷縮和壓力波動(dòng)。以停工操作為例:如果操作工先關(guān)閉貧液(熱介質(zhì))進(jìn)出口閥門(mén),后關(guān)閉富液(冷介質(zhì))進(jìn)出口閥門(mén),在熱介質(zhì)停止流通以后,冷介質(zhì)仍然在換熱器內(nèi)部流通,將導(dǎo)致?lián)Q熱器的換熱片和橡膠墊片的溫度急劇下降,發(fā)生收縮,橡膠墊片在冷介質(zhì)的壓力下被沖出密封槽,進(jìn)而發(fā)生冷介質(zhì)泄漏。

    4　改進(jìn)方案

    根據(jù)以上分析,從設(shè)備結(jié)構(gòu)上和生產(chǎn)操作上進(jìn)行了改進(jìn)。

    4.1　設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案

    由于導(dǎo)致板式換熱器發(fā)生泄漏的根本原因是熱脹冷縮,所以從設(shè)備結(jié)構(gòu)上入手,可以在固定板式換熱器的幾根螺桿上增加高強(qiáng)度、高補(bǔ)償能力的彈性碟簧片,在溫度發(fā)生大幅波動(dòng)時(shí)增加其溫度補(bǔ)償能力。結(jié)構(gòu)和原理如圖3所示。

                      

    4.2　生產(chǎn)操作改進(jìn)方案

    4.2.1　開(kāi)車(chē)操作步驟及注意事項(xiàng)

    1)開(kāi)車(chē)前嚴(yán)格檢查冷、熱介質(zhì)的進(jìn)口閥門(mén)是否關(guān)閉,出口閥門(mén)是否開(kāi)啟。

    2)開(kāi)車(chē)先啟動(dòng)冷、熱介質(zhì)的泵,慢慢地打開(kāi)冷介質(zhì)的進(jìn)口閥,然后打開(kāi)熱介質(zhì)的進(jìn)口閥,使介質(zhì)緩慢地流入換熱器,以免溫度過(guò)高。

    3)緩慢地升溫,同時(shí)測(cè)定和計(jì)算是否滿(mǎn)足工藝要求。滿(mǎn)足后,則可進(jìn)入正常操作。

    4.2.2　停機(jī)操作步驟及注意事項(xiàng)

    1)停機(jī)前必須先停泵,而且按照先冷介質(zhì)再熱介質(zhì)的順序停泵。

    2)停泵后,先緩慢地關(guān)閉冷介質(zhì)進(jìn)口閥門(mén),再關(guān)閉熱介質(zhì)的進(jìn)口閥門(mén)。最后關(guān)閉兩介質(zhì)的出口閥門(mén)。

    3)如果管線(xiàn)上裝有放空閥,應(yīng)打開(kāi)放空。

    5　結(jié)　語(yǔ)

    經(jīng)過(guò)改進(jìn)以后,板式換熱器使用半年以?xún)?nèi)基本未發(fā)生新的泄漏現(xiàn)象,不僅大大減少了檢修維護(hù)費(fèi)用,降低生產(chǎn)成本,而且減少了環(huán)境污染,降低對(duì)職工身心健康的損害,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分顯著。

    [參考文獻(xiàn)]

    [1]　王　建.簡(jiǎn)介板式換熱器及其應(yīng)用[J].氮肥設(shè)計(jì),1994,32(2):25-28.