河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2015年第32卷低溫甲醇洗裝置克勞斯氣冷凝器失效分析及改造劉礦偉(河南能源化工集團洛陽永龍能化有限公司,河南洛陽471000摘要:對低溫甲醇洗裝置克勞斯氣冷凝器的失效工況進行了分析,利用停車間隙,向殼程進口注水,用光學(xué)探頭觀察水在換熱器內(nèi)部的流動,最終確定換熱器失效原因是殼程流體存在短路。通過多層多道焊的方式,對殼程隔板和筒體進行了重新焊接。改造后換熱器殼程岀口溫度滿足工藝要求,且運行平穩(wěn)關(guān)鍵詞:克勞斯氣冷凝器;失效分析;技術(shù)改造;多層多道焊中圖分類號:TQ50.2,TQ050.7文獻標(biāo)識碼:B文章編號:1003-3467(205)08-0050-02甲醇,不僅造成裝置內(nèi)甲醇的消耗,同時也造成了下0引言游裝置的運行出現(xiàn)波動。為了降低裝置消耗,同時管殼式換熱器又稱為列管式換熱器,具有結(jié)構(gòu)保證系統(tǒng)裝置長期安全穩(wěn)定的運行,決定利用停車簡單、清洗方便、適應(yīng)性強等優(yōu)點,在石油化工和煤間隙,對克勞斯氣冷凝器進行改造。化工等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,在換熱設(shè)備中占據(jù)主導(dǎo)地位。1換熱器主要設(shè)計參數(shù)及問題分析我公司低溫甲醇洗裝置屬年產(chǎn)20萬t乙二醇1.1主要設(shè)計參數(shù)配套酸性氣體脫除工序。裝置內(nèi)熱再生塔頂部的克克勞斯氣冷凝器是BFM型管殼式換熱器,殼體勞斯氣冷凝器是BFM型管殼式換熱器。在裝為帶縱向隔板的雙程殼體型式,其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1置試車過程中,發(fā)現(xiàn)該換熱器殼程出口的克勞斯氣所示。主要設(shè)計參數(shù)如表1所示。溫度超出設(shè)計溫度15~25℃,混合氣體中帶出大量1.2問題分析表1克勞斯氣冷凝器主要設(shè)計參數(shù)項目物料名稱人口相態(tài)口流量操作壓力人口溫度口溫度出口液化率殼程克勞斯氣氣相79480.3493.130.81管程循環(huán)水液相1895400.45態(tài),發(fā)現(xiàn)排出的全部是循環(huán)水(無氣阻);其次,檢查縱向隔板循環(huán)水和克勞斯氣進口溫度,溫度值都滿足設(shè)計要求;最后檢查換熱器殼程尾端溫度為30℃左右,而殼程溫度出口溫度達到55~65℃,比設(shè)計值高出15~25℃,據(jù)此初步判斷換熱器失效原因是殼程流循環(huán)水管口:N3、N4N7N5體存在短路。N3N2克勞斯氣管口:N1、N2裝置停車后,對殼程進口注水,用光學(xué)探頭觀察圖1克勞斯氣冷凝器結(jié)構(gòu)簡圖水在換熱器內(nèi)部的流動,發(fā)現(xiàn)水沒有流向殼程尾端為準(zhǔn)確找出克勞斯氣冷凝器失效的原因,從多而從殼程出口有水流出。由于該換熱器縱向隔板與方面入手進行了排查。首先,打開換熱器后端管程筒體之間采用縱向隔板插入導(dǎo)向槽中的密封形式,頂部排氣口(見圖1中N6管口),觀察出口物料狀縱向隔板和導(dǎo)向槽之間存在間隙,極易導(dǎo)致流體短收稿日期:2015-05-08第8期劉礦偉:低溫甲醇洗裝置克勞斯氣冷凝器失效分析及改造51路。結(jié)合其他排査結(jié)果,最終確定換熱器失效原因改造方案一工作量大,且返修質(zhì)量和效果不易為殼程縱向隔板與筒體密封不嚴(yán),存在流體短路。保證:管頭加工工作量大,且加工后管板管孔偏大,換熱管的脹接和焊接質(zhì)量難以保證;另外,由于筒體2確定改造方案本身的直線度、彈性片的安裝誤差等,此種形式的彈鑒于上述分析結(jié)果,根據(jù)BFM型管殼式換熱器性片與簡體不易良好貼合,而彈性片沿長度方向分的特殊結(jié)構(gòu),為使改造后的換熱器安全平穩(wěn)的運行,幾段更難保證整體貼合效果。最終確定選用改造方初步確定了以下兩種改造方案3。案二進行返廠維修。改造方案一:①拆除兩端管箱,鏜右端(小法蘭克勞斯氣冷凝器焊接改造完成后,對筒體上焊口一端)管板管端焊縫與母材平齊。②用萬向鉆將縫進行100%超聲檢測和表面檢測,對殼程和管程已鏜平的管板各換熱管口焊接及脹接范圍內(nèi)管頭鉆分別進行試壓和氣密檢漏,檢測結(jié)果全部合格除。對已鉆除管頭的管板孔口锪鉆45°倒角。③將兩端管板與筒體焊縫割開(割縫盡量窄),兩端管板3改造后效果與筒體結(jié)合處在各方位劃對應(yīng)線做標(biāo)記,然后拆下?lián)Q熱器焊接改造完成后,殼程出口克勞斯氣溫右端已鉆除管頭的管板,左端管板連管朿從筒體內(nèi)度達到設(shè)計值滿足工藝要求,并且運行平穩(wěn)。改造拉出。④在管束隔板兩側(cè)增加不銹鋼擋流板(δ4,前后管程和殼程進出口溫度如表2所示。δ2,S30403材料),84板與隔板及兩端折流板連續(xù)表2改造前后實際溫度對比焊,形成無縫通道;δ2板搭接并焊在84板上,兩端管程項目與折流板貼緊,與筒體為彈性貼緊密封。見圖2進口溫度/℃出口溫度/℃進口溫度/℃出口溫度/℃改造前24~2630-3291-9655~65改造后25~2738~424結(jié)論低溫甲醇洗裝置克勞斯氣冷凝器殼程流體短62彈性密封板路,造成了換熱器換熱失效。采用多層多道焊的方式,對殼程縱向隔板和筒體進行了重新焊接。改造后的冷凝器殼程出口物料溫度滿足工藝要求,且運84焊接密封行平穩(wěn),不僅降低了裝置內(nèi)的物料消耗,也保證了下游裝置的平穩(wěn)運行,達到了預(yù)期的改造目標(biāo)。同時也說明化工設(shè)備制造期間,業(yè)主派代表駐制造廠家圖2殼程縱向隔板和筒體密封改造方案一改造方案二:①使用磨光機沿縱向在隔板處磨監(jiān)造和隱蔽性工作驗收很有必要。只有化工設(shè)備都開筒體。②采用多層多道焊,并嚴(yán)格控制層間溫度,滿足設(shè)計要求,裝置才能安全穩(wěn)定長周期的運行。將隔板與筒體焊為一體。如圖3所示。參考文獻:[1]馮國紅,曹艷芝,郝紅.管殼式換熱器研究進展[J].化工技術(shù)與開發(fā),2009,38(6):41-45.[2]秦叔經(jīng),葉文邦.化工設(shè)備設(shè)計全書換熱器[M].北京;化學(xué)工業(yè)出版社,2002[3]GB151-2014熱交換器[S].北京:中國質(zhì)檢出版社[4]TsGR0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京:新華出版社,209[5]HG/T20584-2011鋼制化工容器制造技術(shù)要求[S