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煤氣顯熱回收器軟水熱管換熱器漏水原因及處理

向宏

(湖北新洋豐合成氨廠湖北荊門448150)

0前言

湖北新洋豐合成氨廠造氣車間共有14臺(tái)Φ2 650 mm造氣爐，分為4個(gè)單元，每個(gè)單元配有1臺(tái)顯熱回收器，其內(nèi)部共分上、下2臺(tái)換熱器，上部介質(zhì)為蒸汽，下部介質(zhì)為軟水；采用熱管換熱技術(shù)，分別與自上而下的單元煤氣進(jìn)行換熱，并為蒸汽和軟水加溫，同時(shí)降低單元煤氣溫度，每年可為公司節(jié)約資金4 200余萬元。2015年3月，2#單元軟水熱管換熱器發(fā)生泄漏，采取措施處理后，于5月小修時(shí)對(duì)軟水熱管換熱器進(jìn)行了徹底檢查和處理?，F(xiàn)對(duì)軟水熱管換熱器穿孔泄漏的現(xiàn)象、危害、原因、處理及預(yù)防進(jìn)行總結(jié)。

1軟水熱管換熱器漏水現(xiàn)象

2015年3月11日13:25，中控主操發(fā)現(xiàn)3#~6#造氣爐所在的2#單元顯熱回收器出口煤氣溫度由正常的205 ℃左右驟降至98 ℃，且不再回升。打開顯熱回收器底部人孔盲板上的Φ50 mm快開閥排污時(shí)發(fā)現(xiàn)有水流出，全開排污閥排水約4 h后水量變小，顯熱回收器出口煤氣溫度回升至205 ℃，關(guān)閉排污閥；18：08，該單元顯熱回收器出口煤氣溫度再次驟降至98 ℃，打開顯熱回收器底部盲板上排污閥又排水約4 h后水量變小，顯熱回收器出口煤氣溫度回升至205 ℃，由此判斷顯熱回收器下段軟水與煤氣換熱的熱管換熱器穿孔漏水。軟水由熱管泄漏后積聚于顯熱回收器底部，當(dāng)液面超過顯熱回收器到洗滌塔煤氣彎管時(shí)，軟水進(jìn)入洗滌塔，隨污水由洗滌塔水封處排至污水主溝，同時(shí)大量約83 ℃泄漏的軟水使高溫煤氣降溫，導(dǎo)致顯熱回收器出口煤氣溫度驟降。

2開車期間處理措施

為保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行及安全，利用橡膠管將顯熱回收器底部泄漏軟水由底部人孔盲板上快開閥處引流至西邊污水主溝，適當(dāng)開啟快開閥，讓軟水長(zhǎng)流且不泄漏煤氣，等待裝置小修時(shí)處理。

3軟水熱管換熱器漏水的危害

3.1　浪費(fèi)軟水

每天至少有8 t經(jīng)變換崗位加熱后的脫鹽軟水泄漏后排至循環(huán)污水主溝，按3.5 元/t脫鹽水計(jì)算，每月?lián)p失脫鹽水費(fèi)用840 元，更造成了人力、物力的浪費(fèi)。

3.2　煤氣顯熱回收效果大幅降低

自軟水換熱器穿孔泄漏軟水后，變換崗位來約83 ℃軟水經(jīng)熱管換熱后，軟水出口溫度僅提高了約7 ℃，遠(yuǎn)較正常的105 ℃低；同時(shí)，大量泄漏的軟水吸熱，導(dǎo)致夾套副產(chǎn)115 ℃蒸汽經(jīng)熱管換熱器換熱后溫度僅上升至205 ℃，較正常時(shí)低20 ℃，煤氣顯熱回收效果大幅下降，不利于節(jié)能降耗生產(chǎn)。

3.3　加劇熱管腐蝕

軟水不間斷泄漏的同時(shí)，遇高溫煤氣后，部分煤氣中的CO2溶于軟水生成弱酸性溶液，蒸發(fā)后形成弱酸性氣體，增大了熱管換熱器外部氣體的濕度，導(dǎo)致煤氣中大量粉塵積聚到熱管換熱器外壁，降低了其換熱效果；弱酸性氣體還對(duì)熱管管殼和端蓋造成腐蝕，縮短了熱管的使用壽命。

4小修處理措施

4.1　初次檢查情況及處理

4.1.1安全措施

2015年5月2日，合成氨裝置停車小修，造氣爐未熄爐，利用惰性氣體對(duì)各單元煤氣總管后部至氣柜的煤氣流程進(jìn)行了徹底置換，然后打開單元煤氣總管后部的總集塵器、顯熱回收器、洗滌塔盲板，配置風(fēng)扇于洗滌塔下部人孔處抽空氣置換。5月3日上午，經(jīng)氣體采樣分析合格后，操作工由中部人孔進(jìn)入2#單元顯熱回收器內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)軟水熱管換熱器外壁積灰嚴(yán)重，遂用清水對(duì)軟水熱管換熱器外部積灰進(jìn)行了徹底沖洗，便于查找漏點(diǎn)。5月3日下午，對(duì)該軟水換熱器進(jìn)行試壓(加壓至0.4 MPa)，進(jìn)入換熱器內(nèi)查漏。

4.1.2檢查情況及處理

技術(shù)人員由顯熱回收器底部人孔進(jìn)入，發(fā)現(xiàn)該器下部倒數(shù)第3層靠東南角有1根熱管因磨損腐蝕穿孔漏水，且孔徑較大，漏水嚴(yán)重。

處理措施：若在器內(nèi)補(bǔ)焊，需將漏水熱管下部2根熱管割除再補(bǔ)焊，且熱管與器壁、熱管與熱管間間隙太小，操作困難；最后決定割開顯熱回收器外壁，直接割除泄漏點(diǎn)下端熱管再對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊。實(shí)施上述操作后，試壓合格，遂對(duì)顯熱回收器外壁進(jìn)行了補(bǔ)焊。

4.2　二次檢查情況及處理

為徹底根除漏水隱患，對(duì)軟水換熱器進(jìn)行了第2次檢查，試壓時(shí)發(fā)現(xiàn)仍有軟水泄漏，但并非已補(bǔ)焊的熱管處。

4.2.1檢查情況

經(jīng)多方查找，發(fā)現(xiàn)該換熱器頂部軟水出口Φ219 mm彎管與顯熱回收器器壁結(jié)合處不銹鋼鋼管裂縫漏水。

4.2.2處理措施

經(jīng)研究決定，對(duì)裂縫的不銹鋼鋼管實(shí)施補(bǔ)焊。實(shí)施補(bǔ)焊后試壓，不銹鋼鋼管再次出現(xiàn)多道裂縫，漏水更趨嚴(yán)重。經(jīng)檢查，為不銹鋼鋼管材質(zhì)不符合要求，最后對(duì)該換熱器軟水出口彎管實(shí)施整體更換，采用普通5 mm鋼管代替不銹鋼鋼管。補(bǔ)焊結(jié)束后，試壓合格。2015年5月11日，合成氨裝置重新開車后未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

5預(yù)防換熱器熱管穿孔的措施

導(dǎo)致?lián)Q熱器熱管穿孔的原因主要是煤氣的沖刷、腐蝕及熱管缺水干燒等情況；導(dǎo)致?lián)Q熱器進(jìn)、出口管穿孔的原因主要是鋼管的材質(zhì)及焊接問題。為預(yù)防熱管換熱器穿孔漏水威脅安全生產(chǎn)，日常生產(chǎn)和檢修中應(yīng)采取以下預(yù)防措施。

5.1　減少煤氣中含塵量

煤氣中若夾雜灰塵太多，會(huì)加劇煤氣流動(dòng)過程中對(duì)熱管的沖刷，因此，日常生產(chǎn)中應(yīng)減少上行煤氣帶出物，堅(jiān)持每天排凈單爐旋風(fēng)除塵器及單元總集塵器的積灰，盡量減少煤氣中的含塵量。

5.2　管道選材及焊接要求

為避免生產(chǎn)過程中換熱器進(jìn)、出口彎管出現(xiàn)裂縫漏水現(xiàn)象，在選材時(shí)要保證鋼管質(zhì)量符合要求，同時(shí)在進(jìn)行進(jìn)、出口彎管與換熱器和顯熱回收器器壁的焊接作業(yè)時(shí)要規(guī)范，保證焊接質(zhì)量合格，不留隱患。

5.3　防止軟水換熱器干燒超溫

開車期間，若變換進(jìn)單元軟水緩沖罐的截止閥未開，軟水無法進(jìn)入換熱器內(nèi)，或者軟水換熱后去潛熱脫氧槽的進(jìn)口閥門未開啟，都會(huì)導(dǎo)致軟水換熱器干燒或嚴(yán)重超溫，致使熱管換熱器燒壞。因此，開車期間必須開啟進(jìn)、出軟水熱管換熱器的閥門，且閥門開啟度要合適，防止因軟水量少而超溫。

6結(jié)語

通過2015年5月小修，徹底解決了2#單元軟水熱管換熱器漏水的問題，煤氣顯熱回收器運(yùn)行恢復(fù)正常。今后，應(yīng)該做好軟水熱管換熱器穿孔漏水的預(yù)防工作，確保造氣系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定、低耗、安全。

(收稿日期2015- 08- 12)