一種新型空冷器管束堵漏工具

武耀祖

（中國石油吐哈油田公司鄯善采油廠，新疆鄯善 838202）

一種新型空冷器管束堵漏工具

武耀祖

（中國石油吐哈油田公司鄯善采油廠，新疆鄯善 838202）

在已有空冷器管束堵漏工具的基礎(chǔ)上，制作一種新型堵漏工具，專門用于絲堵式管箱空冷器管束泄漏的快速安全堵漏，控制空冷器泄漏安全風(fēng)險(xiǎn)，減少裝置停運(yùn)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

空冷器；管束；堵漏；工具

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.09.59

0 引言

空氣冷卻器，又稱空冷式換熱器，簡稱空冷器，是利用空氣作為冷卻介質(zhì)將工藝介質(zhì)（熱流）冷卻到所需要溫度（終冷溫度）的設(shè)備。由于空冷器是節(jié)約工業(yè)用水、避免環(huán)境污染的有效設(shè)備，因此在煉油、化工、天然氣處理與加工等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

管束作為空冷器的核心部件，由翅片管、管箱及框架組成，造價(jià)約占空冷器主體的60%。在設(shè)備運(yùn)行過程中，由于腐蝕、侵蝕、錯(cuò)誤操作等均可能導(dǎo)致管束穿孔泄漏。如果空冷器內(nèi)是油氣、液態(tài)烴等易燃易爆的危險(xiǎn)介質(zhì)，泄漏達(dá)到一定的濃度遇空氣會(huì)發(fā)生燃燒爆炸，造成嚴(yán)重后果。因此，一旦發(fā)生空冷器穿孔泄漏應(yīng)立即采取緊急措施實(shí)施快速堵漏方案進(jìn)行搶險(xiǎn)，以把生產(chǎn)損失降低到最小，把不安全狀態(tài)控制在萌芽階段，防止意外事故的發(fā)生。

1 空冷器管束泄漏常規(guī)處理方法及缺點(diǎn)

空冷器管束發(fā)生泄漏后，通常的做法是：先將相關(guān)設(shè)備停止運(yùn)行，對空冷器管束及相關(guān)管道隔離后進(jìn)行蒸汽吹掃置換，達(dá)到動(dòng)火安全要求后將泄漏管束切割、焊接處理。這樣的做法在理論上合理有效，可以解決部分問題，對部分空冷器泄漏管束有封閉作用，但其缺點(diǎn)也非常明顯。

（1）空冷器是管束高度密集的設(shè)備，管束發(fā)生泄漏后，除非是外層翅片管，內(nèi)層翅片管不具備切割或焊接工作需要的空間。如果按照管道堵漏的方法，即使采取打卡注膠等不動(dòng)火施工也存在內(nèi)層翅片管無法實(shí)施的問題。

（2）空冷器管束內(nèi)一般為油氣、液態(tài)烴等易燃易爆介質(zhì)，且空冷器一般安裝在設(shè)備密集、防火防爆等級要求高的區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行焊接、打磨或切割等作業(yè)，存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）蒸汽吹掃置換后，空冷器內(nèi)殘留的液態(tài)水很難清理干凈，對于禁止水進(jìn)入的工藝系統(tǒng)，清理工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

（4）施工環(huán)節(jié)復(fù)雜，施工時(shí)間長，裝置停運(yùn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失較大。

2 新型堵漏工具

針對空冷器管束泄漏后堵漏施工的難點(diǎn)，根據(jù)絲堵式空冷器管束結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，相關(guān)文獻(xiàn)已經(jīng)介紹了相應(yīng)的堵漏工具，但文獻(xiàn)中的堵漏工具存在安裝時(shí)絲堵面密封形式被改變形成新的泄漏點(diǎn)、堵頭放入不方便等問題，以及存在封堵密封面被破壞的可能性，降低了堵漏一次成功率。因此，通過對堵漏工具研究，制作出一種新型的專門用于絲堵式管箱空冷器管束泄漏的快速安全堵漏工具，在空冷器管束泄漏后快速堵漏，控制空冷器泄漏安全風(fēng)險(xiǎn)，有效減少裝置系統(tǒng)停運(yùn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1 新型堵漏工具結(jié)構(gòu)

如圖1所示，新型快速堵漏工具主要由密封體和壓冒兩部分組成。密封桿頭和密封桿體通過螺紋連接組成密封體，密封桿頭材料采取黃銅H70，該材料硬度適中，密封效果好，成本相對低廉。密封桿體上裝有O形密封圈，起密封空冷器管箱內(nèi)介質(zhì)作用。壓冒是被加長并深入空冷器管箱一端內(nèi)部被加工出安裝密封體孔的絲堵，壓冒外側(cè)端和管箱的連接方式、密封方式等保持和原絲堵完全一致，外側(cè)端中心再加工一螺紋孔，安裝頂絲。密封體可以在壓冒的孔內(nèi)前后移動(dòng)。如果空冷器管束泄漏部位位于翅片管的非連接部位，可以使用該快速堵漏工具進(jìn)行堵漏。

圖1 新型堵漏工具結(jié)構(gòu)

2.2 安裝步驟

打開管箱上泄漏翅片管兩端對應(yīng)的絲堵，將新型堵漏工具安裝到相應(yīng)的絲堵孔上。安裝新型工具前，檢查確認(rèn)壓冒中心頂絲沒有深入到密封體孔內(nèi)，密封體完全推到壓冒一側(cè)，防止在壓緊壓冒過程中密封桿頭和管束端面接觸，傷害密封體密封面，導(dǎo)致堵漏失??；還有可能造成壓冒壓不緊，壓冒與管箱密封處形成新的泄漏點(diǎn)。待壓冒完全壓緊到位后，頂絲上涂抹螺紋密封膠，旋入頂絲，直到將密封體推到管束上，密封桿頭上的錐面牢牢堵死泄漏的管束，堵漏完成。為防止空冷器恢復(fù)運(yùn)行后熱脹冷縮、振動(dòng)等引起堵漏的密封部位松動(dòng)，定期對頂絲的松緊程度進(jìn)行檢查。

2.3 新型工具制作要點(diǎn)

在工具制作前，必須對泄漏空冷器翅片管、管板與管箱內(nèi)部的距離、絲堵等相關(guān)尺寸進(jìn)行測量或根據(jù)空冷器圖紙進(jìn)行確定，必須使密封桿頭的直徑大于翅片管的內(nèi)徑，防止直徑偏小難以形成良好的密封面；密封體長度和壓冒孔深度要保證密封體推入壓冒孔內(nèi)、壓緊壓冒時(shí)，密封桿頭不接觸到翅片管端頭為好；壓冒與管箱螺紋連接及密封部位尺寸必須和原絲堵完全一致，這樣在確保對泄漏翅片管堵漏的同時(shí)，絲堵原部位的密封形式保持不變。

2.4 翅片管與管板脹焊部位的堵漏

管束與管板的脹焊部位發(fā)生泄漏，不能用錐形密封體來進(jìn)行堵漏，而是將專用堵漏工具的密封桿頭更換為圖2所示的結(jié)構(gòu)，再按照上述的方式進(jìn)行安裝。密封桿頭上安裝黃銅H70材料的密封圈，密封圈內(nèi)徑必須大于翅片管的外徑。安裝時(shí)，對翅片管周圍的管板進(jìn)行清潔，然后將密封桿頭頂緊到管板上，黃銅密封圈與管板形成密封，消除泄漏。

3 新型堵漏工具的優(yōu)點(diǎn)

（1）保持了絲堵基本的密封形式，不會(huì)形成新的泄漏點(diǎn)。

（2）不需要單獨(dú)放入管箱的零部件，解決了密封堵頭放入的問題。

（3）密封體被推到管束上，解決了安裝過程中密封體一起旋轉(zhuǎn)，密封面可能被切割破壞一次堵漏不成功的問題。

（4）可有效解決空冷器在制造過程中形成的絲堵孔和相應(yīng)翅片管中心有一定偏差時(shí)的堵漏問題，堵漏成功率更高。

（5）密封體的密封頭可以更換，根據(jù)空冷器管束泄漏部位，通過更換密封頭解決脹焊部位的堵漏問題，降低加工成本，適用范圍更廣。

（6）該工具稍加改造，可用于空冷器翅片管打壓找漏。

圖2 密封桿頭結(jié)構(gòu)

4 應(yīng)用效果

吐哈油田公司的丘陵LPG裝置空冷器1-EA4由意大利FBM HUDSON公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)，操作壓力4.2 MPa，設(shè)計(jì)壓力4.9 MPa，進(jìn)口操作溫度72.4℃，出口操作溫度47℃；管束共有4層，雙管程。1996年投入運(yùn)行，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間16.8萬h。2016年11月4日，發(fā)現(xiàn)該空冷器底層1根翅片管穿孔泄漏，立即加工文獻(xiàn)所示的工具進(jìn)行堵漏，但堵漏后試壓仍存在一定泄漏量，堵漏不徹底。將堵漏工具拆除后觀察分析，發(fā)現(xiàn)堵漏工具密封部位由于旋轉(zhuǎn)，黃銅密封體被翅片管管端口切割變形，失去了密封性能。為了縮短裝置停運(yùn)時(shí)間，該翅片管剛好處于管束最底層，最后利用該密封工具堵漏外加在泄漏點(diǎn)打卡注膠的方式，方才堵漏成功。

對堵漏工具進(jìn)行改造，制作新型堵漏工具。2016年12月2日，對泄漏空冷器停運(yùn)找漏，共發(fā)現(xiàn)有8根翅片管穿孔泄漏，隨后用新型快速堵漏工具施工，6 h內(nèi)完成了裝置停運(yùn)泄壓、堵漏、試壓、投運(yùn)工作，所有泄漏翅片管一次堵漏成功，大大縮短了裝置停運(yùn)時(shí)間。在2017年1月、2月另外4根翅片管堵漏作業(yè)均一次堵漏成功。通過使用該新型堵漏工具，確保了空冷器在更新前LPG裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

5 結(jié)語

改進(jìn)空冷器堵漏工具，制作一種新型快速堵漏工具，在現(xiàn)場實(shí)際使用取得良好效果，解決了絲堵式空冷器管束泄漏后安全快速堵漏的難題，減少了裝置停運(yùn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，為使用同類型空冷器的生產(chǎn)企業(yè)和施工企業(yè)提供一種制作方便、堵漏效果良好選擇。

［1］賴周平，張榮克.空氣冷卻器［M］.北京：中國石化出版社，2009.

［2］計(jì)國軍.空冷換熱器在運(yùn)行堵漏技術(shù)［J］.清洗世界，2010，7（7）：38-42.

［3］王明禮.一種安全快捷的空冷器管束現(xiàn)場堵漏技術(shù)［J］.石油化工設(shè)備，2011，40（增刊 1）：80-82.

［4］張鳳娟，姚田緒.表面蒸發(fā)式空冷器管箱管束試漏堵漏工裝［J］.石油化工設(shè)備,2008，37（6）：68-69.

TQ051.5

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〔編輯 李 波〕