左愛武  肖駿

    (武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化有限公司,湖北武漢430082)

    摘要：對AS系統(tǒng)板式換熱器泄漏的原因進行深入、系統(tǒng)地分析,并從設(shè)備本身和生產(chǎn)操作方法上進行有針對性的改進,解決以往板式換熱器經(jīng)常發(fā)生泄漏的問題,保證整個工序的正常生產(chǎn)。

    關(guān)鍵詞：AS系統(tǒng);板式換熱器;泄漏

    中圖分類號：TK172　文獻標識碼：B　文章編號：1008-4371(2010)01-0043-02

    板式換熱器是回收車間AS脫硫系統(tǒng)的重要工藝設(shè)備,肩負著對脫酸貧液和富液進行換熱的作用,板式換熱器的工況好壞對整個AS系統(tǒng)的工況起著舉足輕重的作用。武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化公司二回收車間的AS系統(tǒng)板式換熱器近幾年經(jīng)常發(fā)生泄漏,不僅污染了生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境,對職工的身心健康造成危害,更重要的是直接影響了脫酸貧、富液之間的換熱,進而影響脫酸塔的脫酸效果,并最終造成H2S指標的超標,嚴重影響了正常生產(chǎn)。

    1　AS系統(tǒng)脫酸工藝簡介

    AS系統(tǒng)脫酸工藝分兩系生產(chǎn),每系有1臺固定氨塔、1臺揮發(fā)氨塔和1臺脫酸蒸氨塔。正常生產(chǎn)時,從硫化氫洗滌塔送過來的富液(35℃左右)分成3股分別與脫酸塔底部出來的脫酸貧液、揮發(fā)氨塔底部出來的汽提水和固定氨塔底部出來的蒸氨廢水等3股熱介質(zhì)(98℃左右)通過板式換熱器進行換熱,然后進入這3個塔進行蒸餾,底部出來的介質(zhì)(即脫酸貧液、汽提水和蒸氨廢水)與冷介質(zhì)(即富液)進行換熱冷卻,然后通過螺旋板冷卻器進一步冷卻至35℃左右,再送往硫化氫洗滌塔對煤氣中的硫化氫進行洗滌成為富液。如此往復循環(huán),連續(xù)生產(chǎn)。肩負著換熱作用的就是板式換熱器。

    2　板式換熱器結(jié)構(gòu)原理及特點

    板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道,通過半片進行熱量交換。板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成,板片由各種材料制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋,并在板片的4個角上開有角孔,用于介質(zhì)的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。板式換熱器的外部結(jié)構(gòu)圖和內(nèi)部工作原理圖分別如圖1和圖2[1]所示。板式換熱器由于具有傳熱效率高、重量輕、體積小、容易清洗、熱損失小以及容易改變換熱面積等諸多優(yōu)點已在化工生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,在使用范圍大有替代列管式換熱器的趨勢。

             

    3　板式換熱器泄漏原因分析

    對于AS系統(tǒng)板式換熱器泄露問題,經(jīng)過幾次細心觀察,發(fā)現(xiàn)有以下幾個特點。

    1)往往只是從橡膠墊片處泄漏,板片很少內(nèi)漏。

    2)往往是在開、停工或進行倒換操作時容易出現(xiàn)泄漏,尤其是停工時更容易泄漏,正常生產(chǎn)基本不漏。

    3)泄漏冷介質(zhì)的情況多于熱介質(zhì)。根據(jù)這幾個現(xiàn)象,再結(jié)合AS系統(tǒng)工藝和板式換熱器的結(jié)構(gòu)原理,總結(jié)出導致板式換熱器泄漏的主要原因是熱脹冷縮和壓力波動。以停工操作為例:如果操作工先關(guān)閉貧液(熱介質(zhì))進出口閥門,后關(guān)閉富液(冷介質(zhì))進出口閥門,在熱介質(zhì)停止流通以后,冷介質(zhì)仍然在換熱器內(nèi)部流通,將導致?lián)Q熱器的換熱片和橡膠墊片的溫度急劇下降,發(fā)生收縮,橡膠墊片在冷介質(zhì)的壓力下被沖出密封槽,進而發(fā)生冷介質(zhì)泄漏。

    4　改進方案

    根據(jù)以上分析,從設(shè)備結(jié)構(gòu)上和生產(chǎn)操作上進行了改進。

    4.1　設(shè)備結(jié)構(gòu)改進方案

    由于導致板式換熱器發(fā)生泄漏的根本原因是熱脹冷縮,所以從設(shè)備結(jié)構(gòu)上入手,可以在固定板式換熱器的幾根螺桿上增加高強度、高補償能力的彈性碟簧片,在溫度發(fā)生大幅波動時增加其溫度補償能力。結(jié)構(gòu)和原理如圖3所示。

                      

    4.2　生產(chǎn)操作改進方案

    4.2.1　開車操作步驟及注意事項

    1)開車前嚴格檢查冷、熱介質(zhì)的進口閥門是否關(guān)閉,出口閥門是否開啟。

    2)開車先啟動冷、熱介質(zhì)的泵,慢慢地打開冷介質(zhì)的進口閥,然后打開熱介質(zhì)的進口閥,使介質(zhì)緩慢地流入換熱器,以免溫度過高。

    3)緩慢地升溫,同時測定和計算是否滿足工藝要求。滿足后,則可進入正常操作。

    4.2.2　停機操作步驟及注意事項

    1)停機前必須先停泵,而且按照先冷介質(zhì)再熱介質(zhì)的順序停泵。

    2)停泵后,先緩慢地關(guān)閉冷介質(zhì)進口閥門,再關(guān)閉熱介質(zhì)的進口閥門。最后關(guān)閉兩介質(zhì)的出口閥門。

    3)如果管線上裝有放空閥,應(yīng)打開放空。

    5　結(jié)　語

    經(jīng)過改進以后,板式換熱器使用半年以內(nèi)基本未發(fā)生新的泄漏現(xiàn)象,不僅大大減少了檢修維護費用,降低生產(chǎn)成本,而且減少了環(huán)境污染,降低對職工身心健康的損害,經(jīng)濟效益和社會效益都十分顯著。

    [參考文獻]

    [1]　王　建.簡介板式換熱器及其應(yīng)用[J].氮肥設(shè)計,1994,32(2):25-28.