甲醇合成換熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化

張建民，李愛玲（新能能源有限公司，內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗 014300）

甲醇合成換熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化

張建民，李愛玲
（新能能源有限公司，內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗 014300）

通過對甲醇合成換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，換熱器管箱采用膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于填料函結(jié)構(gòu)，有效地降低泄漏，提高合成產(chǎn)率，更好地適應(yīng)生產(chǎn)需要。

穩(wěn)定輕烴；LNG；換熱器；合成；甲醇；填料函；膨脹節(jié)

新能能源有限公司是新奧生態(tài)控股股份有限公司（股票代碼：600803）下屬子公司，是新奧集團(tuán)成員企業(yè)之一，主要從事煤基化工生產(chǎn)。一期已建成投產(chǎn)60萬t/a甲醇項(xiàng)目、目前實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定生產(chǎn)。二期以當(dāng)?shù)刎S富的煤原料，采用水煤漿氣化、催化氣化、加氫氣化等工藝，配套低溫甲醇洗、變換、甲醇合成、穩(wěn)定輕烴等裝置生產(chǎn)20萬t/a穩(wěn)定輕烴，同時副產(chǎn)2 億m3（標(biāo)）/a LNG，于2015年6月正式啟動，目前處于施工建設(shè)階段。

1　概述

新能達(dá)旗二期項(xiàng)目，采用卡薩利工藝包，甲醇合成換熱器均采用臥式結(jié)構(gòu)，屬于高壓設(shè)備，其主要功能合成塔入口與出口氣體進(jìn)行換熱，是合成工段主要設(shè)備（主要參數(shù)見表1），換熱管較長，管程和殼程膨脹較大，存在泄漏現(xiàn)象，不能較好滿足生產(chǎn)需要。

表1　甲醇合成換熱器主要參數(shù)

2　原換熱器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

甲醇合成換熱器原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（見圖1），采用浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)，換熱器管板一端固定，另一端可以滑動，其滑動管板與管程出口管箱采用焊接連接，管程出口管箱和管程出口段連接段采用填料函結(jié)構(gòu)（見圖2），在起初運(yùn)行工況中，可有效解決殼程與管程熱膨脹問題，隨著使用壓力、溫度和介質(zhì)的變化，換熱器使用效果一般。填料函密封結(jié)構(gòu)存在著殼程介質(zhì)向管程泄漏的現(xiàn)象，造成換熱效果不理想，合成產(chǎn)率降低，能耗增加，設(shè)備使用壽命縮短，不能較好滿足生產(chǎn)需要。

3　改進(jìn)后換熱器結(jié)構(gòu)

甲醇合成換熱器正常運(yùn)行，必須保證管板和管程正常伸縮量，否則會出現(xiàn)管板嚴(yán)重變形，結(jié)合實(shí)際工況，保證原換熱器主要設(shè)備結(jié)構(gòu)不變的情況下，將管程出口管箱改造為膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)（詳見圖3），膨脹節(jié)部件由膨脹節(jié)、內(nèi)筒和法蘭組成，膨脹節(jié)一端與內(nèi)筒強(qiáng)度焊接，另一端與內(nèi)筒密封焊接，從而確保膨脹節(jié)伸縮自由；換熱器管程一端管板采用固定管板結(jié)構(gòu)，另一端管板采用滑動結(jié)構(gòu)，屬于自由端形式，滑動管板與出口管箱采用膨脹節(jié)部件，分別采用法蘭連接，構(gòu)成管程出口管道，可有效補(bǔ)償管程系統(tǒng)的伸縮量，杜絕殼程介質(zhì)向管程泄漏，同時管箱采用膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)便于安裝和檢修。

圖1　原換熱器結(jié)構(gòu)圖

圖2　原管箱結(jié)構(gòu)圖

圖3　改進(jìn)后管箱結(jié)構(gòu)圖

表2　兩種換熱器結(jié)構(gòu)對比

從表2看出，甲醇合成換熱器出口管箱采用膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)要優(yōu)于填料函結(jié)構(gòu)，且性價比較高。

4　結(jié)束語

經(jīng)過以上分析，對比，換熱器出口管板采用滑動結(jié)構(gòu)，管箱與出口管箱采用膨脹節(jié)連接，這樣既解決了換熱管膨脹問題，又同時避免了管程與殼程之間的密封，杜絕了泄漏，更有利于檢修和維護(hù)，提高了工藝介質(zhì)品質(zhì)，改善運(yùn)行狀況，延長了設(shè)備使用壽命，是一種較好的換熱器結(jié)構(gòu)。

收稿日期：2016-05-12

作者簡介： 張建民（1972—），男，山西太原人，設(shè)備工程師，主要從事設(shè)備技術(shù)管理工作。

Methanol Synthesis of Heat Exchanger Structure Optimization

Zhang Jian-min，Li Ai-ling

Based on methanol synthesis heat exchanger structure，heat exchanger tube box packing box structure is obviously better than the structure of expansion joint，reduce leakage effectively，improve the synthesis yield，better meet the needs of production.

natural gasoline natural gas liquid stabilized light hydrocarbon；LNG；heat exchanger；synthesis；methyl alcohol；stuffing box；expansion joint

TQ223.121

A

1003-6490（2016）05-0018-02

2016-05-11

孫琦琦（1995—），女，寧夏銀川人，本科在讀，主要研究方向?yàn)檫^程裝備與控制工程。