回流調(diào)溫水換熱器問題研究與解決

蘇順

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江 鶴崗 154100）

1 工藝描述

中海石油華鶴煤化有限公司尿素裝置解吸氣相冷凝采用回流調(diào)溫水冷卻（圖1），回流調(diào)溫水系統(tǒng)建立是通過LV68202向高位槽V06805引蒸汽冷凝液，然后打開高位槽V06805入回流冷凝器調(diào)溫水管線切斷閥，待回流冷凝器E06804回水管線高點排氣閥門出水后，關(guān)閉排放閥。啟動回流冷凝器循環(huán)水泵P06803A/B打循環(huán)，使FIC68202保持在911t/h?；亓髡{(diào)溫水系統(tǒng)是一個密閉的循環(huán)系統(tǒng)，由高位槽V06805保持充滿水與壓力。而回流調(diào)溫水換熱器E06806是通過回流調(diào)溫水與循環(huán)水換熱，降低回流調(diào)溫水溫度，回流調(diào)溫水冷卻回流冷凝器E06804，解吸塔氣相通過回流冷凝器E06804幾乎全部冷凝解吸氣相中的氨，進而回收工藝?yán)淠褐械陌薄?/p>

圖1 改造前回流調(diào)溫水系統(tǒng)流程

2 現(xiàn)狀描述

回流調(diào)溫水換熱器E06806通過取樣分析數(shù)據(jù)，判斷列管存在泄漏，循環(huán)水泄漏至回流調(diào)溫水內(nèi)部，造成回流調(diào)溫水污染，通過回流調(diào)溫水泵P06803A/B出口導(dǎo)淋進行排放置換。而E06806列管堵塞嚴(yán)重，循環(huán)水無法滿足調(diào)溫水換熱器E06806工藝換熱量。工藝方面通過定期進行對E06806反沖洗維持換熱量。每兩個月進行一次反沖洗，時間約6h，反沖洗期間造成解吸水解系統(tǒng)波動，解吸塔氣相放空造成大量氨損失。調(diào)溫水系統(tǒng)和解吸塔的氣相溫度與設(shè)計值出現(xiàn)偏離。回流冷凝器E06804的入口調(diào)溫水設(shè)計指標(biāo)為51.1℃，操作范圍為53～57℃。現(xiàn)工藝系統(tǒng)循環(huán)水閥門全開，回流調(diào)溫水上水TI68203溫度80℃，調(diào)溫水全部經(jīng)過換熱器換熱后TI68202溫度77℃，溫差3℃，回流冷凝器液位槽出液溫度達到83℃，最高時達到90℃，遠(yuǎn)高于設(shè)計指標(biāo)（圖2）。

圖2 改造前調(diào)溫水換熱器DCS畫面

由于循環(huán)水流速較慢，循環(huán)水內(nèi)泥沙沉積造成垢下腐蝕導(dǎo)致E06806列管泄漏嚴(yán)重（圖3）。E06806循環(huán)水泄漏至回流調(diào)溫水，氯離子隨著回流調(diào)溫水排污管線返回蒸汽冷凝液槽V06901，高壓甲銨泵機封水來自蒸汽冷凝液槽V06901，氯離子隨著機封水進入高壓系統(tǒng)，氯離子長期進入高壓系統(tǒng)，會對高壓設(shè)備造成腐蝕，影響其使用周期。

圖3 列管結(jié)垢

3 解決思路

（1）回流調(diào)溫水由循環(huán)水直接進行替代，回流調(diào)溫水泵P06803A/B入口管線介質(zhì)由原蒸汽冷凝液改為循環(huán)水上水，P06803A/B出口經(jīng)過回流冷凝器E06804換熱后，通過溫度調(diào)節(jié)閥TV68202排至循環(huán)水回水管線，通過控制TV68202開度大小控制循環(huán)水置換量，進而控制回流冷凝器E06804冷凝量，控制溫度。徹底將回流調(diào)溫水換熱器E06806切出?；亓髡{(diào)溫水換熱器E06806切除后，為防止循環(huán)水經(jīng)高位槽V06805漏至蒸汽冷凝液槽，原高位槽V06805入回流冷凝器調(diào)溫水管線切斷閥法蘭加盲板隔離。改造后流程如圖4所示。

圖4 改造后回流調(diào)溫水系統(tǒng)流程

（2）解吸塔通過解吸氣相組分核算氣相水含量達到設(shè)計指標(biāo)46.3%wt。經(jīng)結(jié)晶溫度與循環(huán)水換熱量的測算，流量300～400m3/h可滿足系統(tǒng)換熱需求。通過核算循環(huán)水量300t/h，進水35℃，回水溫度達到43.32℃，可滿足工藝換熱量需求。

（3）設(shè)備材質(zhì)方面，E06804材質(zhì)316，殼程筒體S31603、管程筒體和封頭等Q345R、管束00Cr17Ni14Mo2，循環(huán)水管線材質(zhì)為1S1,調(diào)溫水管線材質(zhì)為1W1，根據(jù)操作溫度46～51℃，對照CL-含量對應(yīng)材質(zhì)，滿足指標(biāo)要求，調(diào)溫水系統(tǒng)由循環(huán)水進行替代。

4 實施效果

2020年7月經(jīng)過大修改造，回流調(diào)溫水系統(tǒng)投用后取得效果較好，投用正常，解吸水解系統(tǒng)運行正常，徹底解決E06806導(dǎo)致的影響。E06806換熱器循環(huán)水量由設(shè)計量475t/h可降至400t/h。通過循環(huán)水回水排放流量控制，能夠穩(wěn)定調(diào)溫水穩(wěn)定，避免直接用循環(huán)水造成的E06804過度冷凝導(dǎo)致E06806結(jié)晶，現(xiàn)回流調(diào)溫水流量流量300～450m3/h、溫度44～48℃。

5 結(jié)語

（1）徹底消除E06806換熱量下降無法滿足工藝要求，導(dǎo)致解吸水解負(fù)荷無法維持，影響尿素整體負(fù)荷的影響。消除循環(huán)水進入E06806調(diào)溫水排污管線返回V06901，杜絕氯離子隨著機封水進入高壓系統(tǒng)，長時間對高壓設(shè)備造成腐蝕的風(fēng)險。優(yōu)化工藝操作，通過調(diào)整進調(diào)溫水循環(huán)水量，控制回水溫度達到45.32～50℃。

（2）經(jīng)流程改造避免了回流調(diào)溫水循環(huán)水換熱器更換，節(jié)省設(shè)備更換費用（詢價）75.15萬元。能耗方面每小時節(jié)省循環(huán)水量400m3，由于自身循環(huán)水量的減少，P803每小時電耗節(jié)能78.321kW/h，經(jīng)1年運行節(jié)省費用約77.31萬元。