洗滌油換熱器換熱能力不足原因分析

王明旭 李延琪 馮鐵柱 薛梅菊 李雙勝

（1.遼陽(yáng)石化分公司尼龍廠 遼寧遼陽(yáng)市 2.遼陽(yáng)石化分公司芳烴廠 遼寧遼陽(yáng)市）

（3.遼陽(yáng)石化分公司聚酯廠 遼寧遼陽(yáng)市 4.遼陽(yáng)石油化纖公司 遼寧遼陽(yáng)市）

一、工藝流程簡(jiǎn)介

醇酮裝置400號(hào)單元是利用洗滌油吸收工藝介質(zhì)中的環(huán)己烷，E405是其中的一個(gè)換熱器，原設(shè)計(jì)是U形管式換熱器。該換熱器用來(lái)提高進(jìn)料冷油的溫度，以便提高吸收能力。因換熱器能力不足，2010年6月按計(jì)劃對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了更換，設(shè)備型式為固定管板式雙殼程帶膨脹節(jié)的換熱器。E405工藝流程見圖1。

二、換熱器換熱能力不足

2007年8月車間提出降低尾氣烴含量及節(jié)能改造項(xiàng)目，具體內(nèi)容：E405換熱面積不夠，使解析后的熱油溫度高，提供給E407的冷油預(yù)熱能力差。計(jì)劃更換新設(shè)備，提高設(shè)備的換熱能力。表1是E405在2008年5月、2010年5月和改造后2010年8月運(yùn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比。

從表1的數(shù)據(jù)可以看出，E405冷油出口TI426為40.4℃偏低，E405熱油出口TI418為88.1℃偏高。說(shuō)明2008年以前，換熱器的換熱能力沒有2010年5月到2010年8月好。E405冷油出口TI426，由原來(lái)的65.9℃下降到48.6℃，E405熱油出口TI418由原來(lái)的73℃上升到92.3℃。說(shuō)明2010年8月以后，換熱器的換熱能力沒有2010年5月到2010年8月期間好。

圖1 E405工藝流程

三、換熱能力不足原因分析

1.2010年5月前換熱器換熱能力不足原因分析

表1 E405改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比

2010年初車間設(shè)備人員在巡檢中發(fā)現(xiàn)，E405的冷油物料出口接管的管壁兩側(cè)溫差很大，經(jīng)過(guò)檢查，出口接管的管壁一半溫度高、一半低，有20℃以上的溫差。正常物料管線的溫度，應(yīng)該基本上是均勻的，因此懷疑設(shè)備管箱內(nèi)部有問題。2010年3月在醇酮裝置堿洗期間對(duì)E405進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)封頭隔板墊片損壞，隔板墊片材料是耐油石棉。由于物料中含有酸性物質(zhì)，對(duì)耐油石棉墊片具有一定的腐蝕作用，所以封頭隔板墊片損壞。從管板端面圖看（圖2），分程槽下部是物料的進(jìn)口，上部為物料的出口，下部由于物料沖刷管板端面比較干凈，分程槽中間部位也是由于液體從該部位泄漏沖刷所致。更換了封頭墊片后開車，E405換熱情況明顯好轉(zhuǎn)，出口接管的管壁溫度也正常了。

從圖2中可以看出，由于分程隔板墊片被物料腐蝕后，造成分程隔板和管板的間隙，物料有一部分直通，直接導(dǎo)致?lián)Q熱器的換熱能力下降，外界表現(xiàn)為冷物料出口接管外壁溫有溫差。

圖2 管板端面圖片

2.2010年8月后換熱器換熱能力不足原因分析

E405于2010年6月大修期間按計(jì)劃進(jìn)行更換，并與2010年7月投用。車間設(shè)備人員每臺(tái)到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡回檢查，發(fā)現(xiàn)E405筒體溫度變化很大。2010年大檢修時(shí)把E405的冷物料改走殼程，熱物料改走管程。冷物料沿著物料流動(dòng)方向隨著被熱物料的加熱溫度應(yīng)當(dāng)逐漸的升高，但是該設(shè)備的冷物料走到膨脹節(jié)的位置時(shí)就發(fā)生了變化，膨脹節(jié)前的一段溫度是逐漸升高，但膨脹節(jié)后的一段溫度突然地升高了很多，一直延續(xù)到換熱器的管板，再?gòu)墓馨宓脚蛎浌?jié)處溫度基本沒有變化。順著膨脹節(jié)再繼續(xù)往下走，溫度又發(fā)生了變化，溫度降低了很多，一直到物料的出口處都是如此。憑著多年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為設(shè)備存在故障。

原設(shè)備是U形管式換熱器，新設(shè)備是固定管板式雙殼層結(jié)構(gòu)換熱器，為了消除熱膨脹在設(shè)備的中部安裝了一個(gè)膨脹節(jié)。新?lián)Q熱器的殼層接管管徑為DN100，這個(gè)膨脹節(jié)的環(huán)行截面積與接管的流通面積差不多。設(shè)計(jì)的想法是殼層的物料在殼層內(nèi)繞著折流板來(lái)回地流動(dòng)，但剛開始的時(shí)候，液體流到中部膨脹節(jié)時(shí)，流體可以繼續(xù)向前流動(dòng)的同時(shí)也可以沿著膨脹節(jié)的環(huán)行流道向下流動(dòng)。當(dāng)設(shè)備筒體灌滿時(shí)，流體就是從膨脹節(jié)的環(huán)行流道流到了下個(gè)殼層，沒有繼續(xù)向前流動(dòng)。因?yàn)榇颂幍淖枇κ亲钚〉?，也就造成了設(shè)備的流道直通，換熱器的換熱面積嚴(yán)重減小，造成換熱能力不足。膨脹節(jié)的安裝位置不能放置在換熱器的中部，而應(yīng)該放置在如圖3所示的右側(cè)。

圖3 結(jié)構(gòu)示意圖

四、結(jié)束語(yǔ)

設(shè)備管理工作需要設(shè)備管理人員了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理，并且到現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真巡回檢查，才能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。換熱器泄漏故障是較為廣泛出現(xiàn)的問題，需要認(rèn)真的檢查設(shè)備及工藝參數(shù)的變化，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。