第42卷第5期煤化工與甲醇化工設(shè)計(jì)通訊2016年5月Coal Cemical MethanolChemical er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)摘要:通過對(duì)甲醇合成換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比,換熱器管箱采用膨脹節(jié)結(jié)枃明顯優(yōu)于填料函結(jié)枃,有效地降低泄漏,提高合成產(chǎn)率,更好地適應(yīng)生產(chǎn)需要關(guān)鍵詞:穩(wěn)定輕烴:LNG:換熱器;合成;甲醇;填料函;膨脹節(jié)中圖分類號(hào):TQ223.121文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1003-6490(2016)05-001802Methanol Synthesis of Heat Exchanger Structure optimizationZhang Jian-min, Li Ai-lingAbstract Based on methanol synthesis heat exchanger structure, heat exchanger tube box packing box structure is obviously betterthan the structure of expansion joint, reduce leakage effectively, improve the synthesis yield, better meet the needs of productionKey words: natural gasoline natural gas liquid stabilized light hydrocarbon LNG; heat exchanger; synthesis methyl alcoholstuffing box: expa新能能源有限公司是新奧生態(tài)控股股份有限公司(股票代構(gòu),另一端管板采用滑動(dòng)結(jié)構(gòu),屬于自由端形式,滑動(dòng)管板碼:60803)下屬子公司,是新奧集團(tuán)成員企業(yè)之一,主要從與出口管箱采用膨脹節(jié)部件,分別采用法蘭連接,構(gòu)成管程事煤基化工生產(chǎn)。一期已建成投產(chǎn)60萬ta甲醇項(xiàng)目、目前實(shí)岀口管道,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,采用水煤漿氣管程泄漏,同時(shí)管箱采用膨脹節(jié)結(jié)枃便于安裝和檢修.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ta穩(wěn)定輕烴,同時(shí)副產(chǎn)21億m3(標(biāo))/aLNG,于2015年6月正式啟動(dòng),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(zhǎng),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)主要參數(shù)圖1原換熱器結(jié)構(gòu)圖冷合成氣19殼程;20.殼程出口;21.折流板:22滑動(dòng)管板23管程封頭;24殼程封頭;25管箱;26管程出口操作溫度/設(shè)計(jì)溫度/℃61-230280262.5~121.3/34027.擋板;28.管箱蓋板操作壓力/設(shè)計(jì)壓力MPaG)8.67/9.5換熱管規(guī)格中14×2×12000換熱管數(shù)量/根6755總重119:管程重量582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(dòng),其滑動(dòng)管板與管程岀口管箱采用焊接連接,管程出口管箱和管程出口圖2原管箱結(jié)構(gòu)圖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,可箱封頭;2內(nèi)管箱;3.填料;4.填料環(huán)有效解決殼程與管程熱膨脹問題,隨著使用壓力、溫度和介5填料壓蓋;6外管箱;7殼程外壁;8螺栓、螺母質(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,能耗増加,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(huì)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)中國(guó)煤化工8管程封頭收稿日期:201605-1212螺栓螺母. HCNMHG.:1.管箱封墊片;作者簡(jiǎn)介:張建民(1972—),男,山西太原人,設(shè)備工程師,主要16管程蓋板;17螺栓螺母從事設(shè)備技術(shù)管理工作(下轉(zhuǎn)第31頁)化工設(shè)計(jì)通訊石油工程第42卷第5期CommunicationsPetroleum Engineering2016年5月界面的保護(hù)還是降低石油、天然氣濃度的方法,都可以應(yīng)用與監(jiān)控,有效保障油氣管道的運(yùn)輸安全。到一般的,尤其是比較短途的油氣管道運(yùn)輸過程當(dāng)中。但對(duì)參考文獻(xiàn)于比較長(zhǎng)途的油氣管道運(yùn)輸,因這些管道自身的重量比較輕,[史娜,王雷,仇祝峰,等.油氣管道腐蝕機(jī)理分析及防腐措施綜述因此不會(huì)在它們的內(nèi)壁面進(jìn)行防腐處理,而是將防腐處理著[J中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量2012,(1)眼于提升它們的材質(zhì)上,選用耐腐蝕性強(qiáng)的材料來制造油氣[2]孫闖.油田集輸管道腐蝕行為研究及分析門中小企業(yè)管理與科技管道(上旬刊),2012,(3)5加強(qiáng)油氣管道腐蝕監(jiān)控與管理[3]劉佳.天然氣管道的腐蝕原因及防治措施內(nèi)江科技,2012,(6)在油氣管道的運(yùn)輸過程中,要加強(qiáng)對(duì)管道腐蝕的監(jiān)控與「]劉徳緒,王曉霖,龔金海.普光高含硫氣田集輸管道腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理,對(duì)油氣管道運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),對(duì)周邊環(huán)境比較復(fù)雜與控制技術(shù)卬.油氣田地面工程,2012,(7)的油氣管道實(shí)行特殊監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并將這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯總,[5]代璞璞,于潤(rùn)橋,熊文俊,埋地管道腐蝕的成像檢測(cè)技術(shù)研究卩]形成一套比較常規(guī)的監(jiān)測(cè)方法圖。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)油氣管道的腐科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011,(14)蝕技術(shù)的管理,成了專門部門,研究開發(fā)新的防腐技術(shù),加間6袁英,高強(qiáng)生,劉義,天然氣管道腐蝕分析與對(duì)策門油氣田地面強(qiáng)管道的防腐管理,將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到管道防腐的監(jiān)控與工程,201,(8)管道當(dāng)中。]葉帆,楊偉,塔河油田集輸管道腐蝕與防腐技術(shù)[J.油氣儲(chǔ)運(yùn)6結(jié)束語2010,(5)油氣管道的安全是保障我國(guó)油氣生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)闹匾h(huán)節(jié),[8]楊靜,葉帆.雅克拉氣田集輸管道腐蝕預(yù)測(cè)與防治[油氣儲(chǔ)運(yùn),因此需要對(duì)管道存在的腐蝕問題,加以研究,根據(jù)腐蝕的不2009,(7)同成因,進(jìn)行分類處理,不斷改進(jìn)防腐技術(shù),不斷加強(qiáng)管理(上接第13頁)工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)劉峰說過“燃煤工業(yè)鍋爐是城市大氣污染的效率低于國(guó)際的先進(jìn)水平15%左右。假定鍋爐燃燒方式及其主要貢獻(xiàn)源之一,也是僅次于燃煤發(fā)電的第二大煤煙型污染性能參數(shù)相同,獲得同樣多的熱量,我國(guó)將耗費(fèi)大量的煤資源”。隨著環(huán)境污染的加劇,保護(hù)環(huán)境減少含C氣體的排放量源?，F(xiàn)取河南省周口市生產(chǎn)的DZL4-1.25-AⅡ型鏈條爐排鍋爐勢(shì)在必行。分布器篩板結(jié)枃的改進(jìn)使得鍋爐效率有所提升進(jìn)為硏究對(duì)象。由產(chǎn)品信息可知,在燃料為二類煙煤時(shí),鍋爐而諴少用煤量及含C氣體的排放。滿足了能耗排放做“減法”的熱效率可達(dá)78%;通過篩分器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)使得煤重新分層經(jīng)濟(jì)發(fā)展做“加法”新型發(fā)展道路的要求后,由實(shí)驗(yàn)?zāi)M效果分析,鍋爐的熱效率至少可提高2個(gè)百分中國(guó)近5年廢氣排放量點(diǎn)。按現(xiàn)在二類煙煤的市場(chǎng)平均價(jià)格分析,It煤需要600元經(jīng)過結(jié)構(gòu)改進(jìn),在獲得相同熱量的情況下每使用1t煤便可節(jié)省12元,鍋爐每小時(shí)消耗450kg煤,一年至少消耗3942t,則來將會(huì)節(jié)約人民幣473萬元,大大減少了企業(yè)開支同時(shí)000000又節(jié)約了能源年份2010表1改進(jìn)前后經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比耗煤量/(ta-)效率價(jià)格/(元a-)所得熱量圖12010——2013年中國(guó)廢氣排放量改進(jìn)前4改進(jìn)結(jié)果863.16將單層固定式篩板改進(jìn)成“Z”型可調(diào)式動(dòng)態(tài)篩分器。通過實(shí)驗(yàn)的模擬,可以看出混合的煤塊經(jīng)過“Z”型動(dòng)態(tài)篩分的從表1中我們可以看岀由于國(guó)內(nèi)燃煤爐的效率較低,要想?確可以達(dá)到預(yù)期的分層效果:大塊煤一小塊煤一煤粉一中煤獲得同等的能量,則需要耗費(fèi)更多的煤,經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)也相應(yīng)的塊(從下到上)。改變?cè)械姆謱訝顩r增加了中塊煤的燃燒時(shí)增加。若通過篩板的改進(jìn)將鍋爐效率提升至η5%,則消費(fèi)量就間,提髙了煤的燃燒效率減少了耗煤量。通過節(jié)能效益的分析,要降低至680元/a,大大減少了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)開支可以看出篩板結(jié)構(gòu)的改進(jìn)節(jié)省了能源,減輕了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。3.2環(huán)境效益參考文獻(xiàn)煤炭是我國(guó)工業(yè)鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)所依賴的最重要燃料,燃煤工〔李俊東,韓殿營(yíng),李耀榮,等、在用燃煤鏈條爐排鍋爐的節(jié)能改造業(yè)鍋爐一直牢牢占據(jù)我國(guó)工業(yè)鍋爐的主體地位,是僅次于電工業(yè)鍋爐,2010,(2)站鍋爐的用煤大戶。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示:[2]林鵬云,王苑,李俊杰燃煤鏈條爐排工業(yè)鍋爐燃燒數(shù)值模擬研究通過圖1可以看出:我國(guó)近年來廢氣排放量逐年遞增,尤[J工業(yè)鍋爐,2010,(3)其是煙氣的排放量在2013年較上一年漲幅為48%。中國(guó)煤炭→““““““““““““““““““““““““““““““““拿“+““+“(上接第18頁)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)要表2兩種換熱器結(jié)構(gòu)對(duì)比優(yōu)于填料函結(jié)構(gòu),且性價(jià)比較高填料函結(jié)構(gòu)膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)4結(jié)束語備注經(jīng)過以上分析,對(duì)比,換熱器出口管板采用滑動(dòng)結(jié)構(gòu)殼程和管程壓差管箱與岀口管箱采用膨脹節(jié)連接,這樣既解決了換熱管膨脹MPaG問題,又同時(shí)避免了管程與殼程之間的密封,杜絕了泄漏,密封性能無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,維修、安裝不便于維修,安裝方便維修和安裝延長(zhǎng)了設(shè)備使用的協(xié)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)形式管箱采用填料函結(jié)構(gòu)管箱采用膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)中國(guó)煤化工技術(shù)先進(jìn)性采用傳統(tǒng)技術(shù)比較先進(jìn)CNMHG適性價(jià)比較高