聯(lián)堿冷凍系統(tǒng)蒸發(fā)式氨冷凝器改造總結(jié)

李長(zhǎng)勝，孫東亮

（江蘇華昌化工股份有限公司，江蘇 張家港 215634）

我公司聯(lián)堿冷凍系統(tǒng)共有16臺(tái)蒸發(fā)式氨冷凝器，其中2006年8月新區(qū)環(huán)保搬遷投用6臺(tái)CXV－481B型號(hào)的蒸發(fā)冷，2007年年初老區(qū)停產(chǎn)搬遷過來6臺(tái)CXV－416型號(hào)的蒸發(fā)冷。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，2007年至2010年又陸續(xù)增加4臺(tái)CXV－416型號(hào)的蒸發(fā)冷。

1 存在問題

2006年8月新區(qū)聯(lián)堿開車以來，從蒸發(fā)式氨冷凝器的運(yùn)行情況看，蒸發(fā)冷系統(tǒng)存在如下問題：

1）換熱盤管存在腐蝕現(xiàn)象，平均使用壽命在5年左右。老區(qū)搬遷過來的6臺(tái)蒸發(fā)冷已接近報(bào)廢，很難修復(fù)。2006年8月投用的6臺(tái)蒸發(fā)冷，其中2臺(tái)換熱盤管已泄漏，盤管表面出現(xiàn)大面積點(diǎn)蝕坑。

2）填料結(jié)垢嚴(yán)重，填料堵塞后導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)量減小且布風(fēng)不均，嚴(yán)重影響了蒸發(fā)冷的換熱效果。在老區(qū)使用時(shí)也出現(xiàn)過類似問題，曾同生產(chǎn)廠商探討過解決方案，只能通過更換填料的方式來解決。而更換填料非常麻煩，需拆除噴淋裝置、換熱盤管、收水器等后才能進(jìn)行，每臺(tái)蒸發(fā)冷更換填料的費(fèi)用約為4萬元。

3）設(shè)備本體、水槽與風(fēng)機(jī)傳動(dòng)支架等鋼結(jié)構(gòu)件均為鍍鋅薄鋼板制成，2～3年后表面鍍鋅層就腐蝕了。鍍鋅保護(hù)層喪失后，薄鋼板很快就會(huì)腐蝕穿孔，整臺(tái)設(shè)備多處漏水，整體穩(wěn)定性變差，特別是風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)殼體及傳動(dòng)支架腐蝕后，將產(chǎn)生晃動(dòng)，同時(shí)皮帶張緊裝置全部銹蝕失效，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。我們?cè)鴮?duì)老區(qū)搬遷的6臺(tái)蒸發(fā)冷傳動(dòng)支架進(jìn)行電焊加固修復(fù)，但施焊時(shí)薄鋼板會(huì)發(fā)生穿孔，很難修復(fù)。大部分風(fēng)機(jī)雖然還在運(yùn)轉(zhuǎn)，但皮帶打滑，轉(zhuǎn)速很慢，風(fēng)量很小，導(dǎo)致蒸發(fā)冷的工作效率大大降低。

4）冷卻水噴淋管為PVC材質(zhì)，由于管道支撐太疏，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，管道彎曲變形和破損嚴(yán)重，導(dǎo)致水量分布不均，局部換熱盤管表面無水，干濕交替盤管表面結(jié)垢嚴(yán)重。

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際操作和計(jì)算得知：冷凝溫度每升高2.35℃，排氣壓力就升高0.1MPa。以840萬焦耳JZ2LG31.5型號(hào)的冷凍機(jī)組為例，軸功率將升高67kW，制冷量降低83.674kW。即冷凝溫度每升高1℃，軸功率升高28.6kW，制冷量降低36.38 kW。

冷凍機(jī)組排氣壓力升高，將會(huì)導(dǎo)致氨壓縮機(jī)工況惡劣，機(jī)組故障率升高，檢修費(fèi)用增加，故迫切需要對(duì)聯(lián)堿蒸發(fā)冷系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2 改造方案

2.1 換熱盤管改造

原換熱盤管為熱鍍鋅焊接鋼管，壁厚1.5mm，當(dāng)表面鍍鋅層腐蝕后，換熱管很快就腐蝕穿孔，泄漏的氨被冷卻水吸收后水質(zhì)將惡化，腐蝕加劇，極易形成惡性循環(huán)。

1）將盤管改為厚度1.5mm的304不銹鋼材質(zhì)，耐腐蝕，壽命長(zhǎng)，結(jié)垢后可清洗。雖然每套不銹鋼換熱盤管價(jià)格約11萬元，比碳鋼換熱盤管貴4萬元，但使用壽命可延長(zhǎng)2至3倍，大大降低了維修費(fèi)用。

2）加強(qiáng)對(duì)噴淋系統(tǒng)的檢查及清理，使冷卻水均勻分布，避免水量分布不均，換熱管干濕交替，加劇腐蝕和結(jié)垢。

2.2 殼體、水槽與骨架改造

原材質(zhì)均為厚度約2mm的熱鍍鋅鋼板制成，建議逐臺(tái)停用后內(nèi)外除銹，用薄鐵皮采用鉚接法先加固，然后內(nèi)外表面做玻璃鋼防腐層，內(nèi)表3mm厚，外表2mm厚，經(jīng)核算每臺(tái)設(shè)備改造費(fèi)用約2.7萬元。目前部分蒸發(fā)冷生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的蒸發(fā)冷產(chǎn)品，殼體、水槽與骨架就是玻璃鋼材質(zhì)，說明上述改造方案是可行的。

2.3 填料改造

原配填料無法清洗且更換困難、購置費(fèi)用高。我們從玻璃鋼填料冷卻塔的結(jié)構(gòu)中得到啟發(fā)，采用塊狀填料結(jié)構(gòu)，底部和中部設(shè)計(jì)專用的填料架，選用比表面積與原填料相近的折波填料，每臺(tái)設(shè)備填料的購置費(fèi)用約1.4萬元。

2.4 風(fēng)機(jī)改造

原配風(fēng)機(jī)采用皮帶傳動(dòng)，2臺(tái)電機(jī)帶3臺(tái)風(fēng)機(jī)，其中1臺(tái)5.5kW電機(jī)帶1臺(tái)風(fēng)機(jī)，另一臺(tái)11kW電機(jī)帶2臺(tái)風(fēng)機(jī)。但通過實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，當(dāng)張緊裝置失效及機(jī)架殼體銹蝕失穩(wěn)后就很難修復(fù)。原設(shè)計(jì)將電機(jī)和皮帶傳動(dòng)裝置懸掛在蒸發(fā)冷上部殼體的反面，每次檢修哪怕是電機(jī)接線都需要搭設(shè)腳手架，十分不利于安全檢修。尤其當(dāng)11kW電機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會(huì)有2臺(tái)風(fēng)機(jī)停止工作。同樣我們從機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的結(jié)構(gòu)中得到啟發(fā)，部分機(jī)械通風(fēng)冷卻塔采用了直連風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，華昌老區(qū)聯(lián)堿煅燒機(jī)械通風(fēng)冷卻塔風(fēng)機(jī)也是直連風(fēng)機(jī)，在老區(qū)使用一直很正常，所以我們計(jì)劃在蒸發(fā)式氨冷凝器上采用直連風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。通過選型，意外發(fā)現(xiàn)上海溢美高公司已先行一步將直連型風(fēng)機(jī)用在了蒸發(fā)冷上，且已經(jīng)有定型的直連風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，經(jīng)過參數(shù)比對(duì)后選取了性能接近的直連型風(fēng)機(jī)。直連風(fēng)機(jī)直接裝在蒸發(fā)冷機(jī)殼頂上，每臺(tái)5.5kW電機(jī)帶一個(gè)風(fēng)機(jī)，各個(gè)風(fēng)機(jī)互不干涉，只要加固蒸發(fā)冷機(jī)殼頂部就能安裝。接線盒也在風(fēng)筒邊上，風(fēng)機(jī)和電機(jī)檢修可直接在機(jī)殼頂部進(jìn)行，配電系統(tǒng)不需要作改動(dòng)，只需要將原電纜拉出配到機(jī)殼頂上即可。

2.5 冷卻水分配槽及噴淋管改造

分配槽全部采用4mm厚鋼板自制，內(nèi)外表面玻璃鋼防腐。噴淋管增加管道支撐以防止彎曲變形。

3 實(shí)施后使用效果

從2009年4月開始對(duì)老區(qū)搬遷的6臺(tái)CXV－416蒸發(fā)冷進(jìn)行逐臺(tái)改造試用。經(jīng)紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)，改造后的蒸發(fā)冷出液溫度明顯比原廠蒸發(fā)冷低；采用玻璃鋼防腐后的殼體非常牢固，至今未發(fā)現(xiàn)腐蝕泄露；不銹鋼冷卻盤管冷卻效果良好且不易結(jié)垢；直連型風(fēng)機(jī)不會(huì)出現(xiàn)風(fēng)量小效率低的毛病，安裝檢修非常方便；塊狀折波填料方便拆卸和清洗，并能重復(fù)使用；改造后的水槽減輕了腐蝕泄漏危險(xiǎn)，PVC管不再彎曲變形。試用成功后又對(duì)一期聯(lián)堿的6臺(tái)蒸發(fā)冷進(jìn)行改造，目前正在改造過程中。至今，經(jīng)改造的蒸發(fā)冷沒有一臺(tái)出現(xiàn)故障，有待時(shí)間進(jìn)一步考驗(yàn)。