左愛武  肖駿

    (武漢平煤武鋼聯合焦化有限公司,湖北武漢430082)

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

    關鍵詞：AS系統;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脫硫系統的重要工藝設備,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系統的工況起著舉足輕重的作用。武漢平煤武鋼聯合焦化公司二回收車間的AS系統板式換熱器近幾年經常發生泄漏,不僅污染了生產現場的環境,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。

    1　AS系統脫酸工藝簡介

    AS系統脫酸工藝分兩系生產,每系有1臺固定氨塔、1臺揮發氨塔和1臺脫酸蒸氨塔。正常生產時,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(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(即脫酸貧液、汽提水和蒸氨廢水)與冷介質(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,連續生產。肩負著換熱作用的就是板式換熱器。

    2　板式換熱器結構原理及特點

    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構圖和內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點已在化工生產中得到廣泛應用,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系統板式換熱器泄露問題,經過幾次細心觀察,發現有以下幾個特點。

    1)往往只是從橡膠墊片處泄漏,板片很少內漏。

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

    3)泄漏冷介質的情況多于熱介質。根據這幾個現象,再結合AS系統工藝和板式換熱器的結構原理,總結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:如果操作工先關閉貧液(熱介質)進出口閥門,后關閉富液(冷介質)進出口閥門,在熱介質停止流通以后,冷介質仍然在換熱器內部流通,將導致換熱器的換熱片和橡膠墊片的溫度急劇下降,發生收縮,橡膠墊片在冷介質的壓力下被沖出密封槽,進而發生冷介質泄漏。

    4　改進方案

    根據以上分析,從設備結構上和生產操作上進行了改進。

    4.1　設備結構改進方案

    由于導致板式換熱器發生泄漏的根本原因是熱脹冷縮,所以從設備結構上入手,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,在溫度發生大幅波動時增加其溫度補償能力。結構和原理如圖3所示。

                      

    4.2　生產操作改進方案

    4.2.1　開車操作步驟及注意事項

    1)開車前嚴格檢查冷、熱介質的進口閥門是否關閉,出口閥門是否開啟。

    2)開車先啟動冷、熱介質的泵,慢慢地打開冷介質的進口閥,然后打開熱介質的進口閥,使介質緩慢地流入換熱器,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,而且按照先冷介質再熱介質的順序停泵。

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

    3)如果管線上裝有放空閥,應打開放空。

    5　結　語

    經過改進以后,板式換熱器使用半年以內基本未發生新的泄漏現象,不僅大大減少了檢修維護費用,降低生產成本,而且減少了環境污染,降低對職工身心健康的損害,經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用[J].氮肥設計,1994,32(2):25-28.