盛夢(mèng)超（林德工程（杭州）有限公司，浙江 杭州 310012）

空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道變形和防范措施

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近些年，空分設(shè)備應(yīng)用愈加廣泛，尤其是單套設(shè)備，其規(guī)模也隨之?dāng)U大?；诖?，在影響空分設(shè)備常規(guī)化運(yùn)行的原因中，冷箱內(nèi)管道發(fā)生變形的問(wèn)題也愈加突出。本文就空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道發(fā)生變形的原因進(jìn)行分析，并提出防范措施。

空分設(shè)備；冷箱；管道變形；防范措施

現(xiàn)階段，不管是國(guó)內(nèi)，還是國(guó)外，在空分設(shè)備使用過(guò)程中會(huì)遇到冷箱內(nèi)管道發(fā)生變形的情況，不僅使空分設(shè)備運(yùn)行年限受到影響，甚至?xí)拐卓辗衷O(shè)備運(yùn)行受到影響，因此需要重點(diǎn)關(guān)注變形問(wèn)題。

1 空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道發(fā)生變形的原因

1.1 管道強(qiáng)度方面

早在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道應(yīng)力分析，伴隨計(jì)算軟件的優(yōu)化升級(jí)，應(yīng)力分析的準(zhǔn)確性已經(jīng)非常高，但由于管道應(yīng)力分析較為繁瑣、工作量大，而且容易受到人為因素干擾，管道運(yùn)行狀態(tài)模擬一直有諸多不確定性因素存在。如在分析時(shí)，以一些支架點(diǎn)歸為固定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，而實(shí)際上，這些位置均會(huì)出現(xiàn)微小位移現(xiàn)象，使計(jì)算準(zhǔn)確性受到影響。另外，設(shè)計(jì)過(guò)程中通常會(huì)忽視一些小直徑管道，此種做法也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算不準(zhǔn)，使應(yīng)力分析準(zhǔn)確性受到影響。

1.2 設(shè)備運(yùn)行以及加溫操作影響

空分設(shè)備在工作過(guò)程中，啟動(dòng)和停止操作以及加溫、排液等都會(huì)給冷箱內(nèi)管道造成一定破壞。從垂直方向上來(lái)看，塔器等設(shè)備不僅具有良好剛度，而且具有良好強(qiáng)度，因此一般不容易發(fā)生變形情況。而管道在懸臂狀態(tài)下容易發(fā)生變形情況。在常溫狀態(tài)下，空分設(shè)備的管道和塔器無(wú)熱應(yīng)力作用位于初始位置，當(dāng)透平膨脹機(jī)啟動(dòng)之后，實(shí)行冷運(yùn)行，管道以及塔器均會(huì)出現(xiàn)收縮，塔器整體向下收縮，此時(shí)管道在較小阻力影響下隨之向下。當(dāng)空分設(shè)備停止運(yùn)行、加溫、排液過(guò)程中，在熱應(yīng)力作用下，管道以及塔器均發(fā)生膨脹，因塔器本身具有良好剛度與強(qiáng)度，因此在其向上移動(dòng)的過(guò)程中并不會(huì)因珠光砂而受到影響，而管道則不同，因較大力矩，其向上移動(dòng)會(huì)受到珠光砂影響，并且力矩隨管道長(zhǎng)度增加而加大。通常情況下，在熱應(yīng)力影響下，管道會(huì)向上移動(dòng)，但無(wú)法回至之前位置，如此一來(lái)管道將向下移動(dòng)一個(gè)矢量。若未合理設(shè)置管架，空分設(shè)備運(yùn)行期間啟動(dòng)和停止都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)矢量，且矢量數(shù)值會(huì)不斷增加，進(jìn)而導(dǎo)致管道損壞，使空分設(shè)備常規(guī)化運(yùn)行受到影響。

2 防范空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道發(fā)生變形的措施

2.1 設(shè)計(jì)與制造方面措施

在空分設(shè)備中，管道變形受其支架設(shè)置影響，因此在管架設(shè)置方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)做好優(yōu)化工作，不僅針對(duì)對(duì)管架設(shè)置位置，還需要對(duì)管架設(shè)置數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化，形成明確、具體的設(shè)計(jì)視圖以及量化概念，可以在冷箱壁上設(shè)置管架，同時(shí)也可以根據(jù)需要在塔器上設(shè)置管架。

現(xiàn)階段，單套空分設(shè)備建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，冷箱的體積也隨之增加，管道變得愈加復(fù)雜，因此也增加了管道發(fā)生變形的幾率。對(duì)于此，可以從以下兩個(gè)方面考慮：一方面，在設(shè)計(jì)冷箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意盡可能緊湊，對(duì)于儀表管道的設(shè)置應(yīng)盡可能地與冷箱壁相貼近，同時(shí)塔器上設(shè)置的儀表測(cè)點(diǎn)與冷箱壁之間距離要適中，不宜過(guò)遠(yuǎn)。另一方面，對(duì)于工藝管道，其設(shè)計(jì)時(shí)要明確管道的收縮膨脹方向，設(shè)置膨脹彎增加管道柔性，通過(guò)管道自身走向吸收形變，另外其分析和壓力測(cè)點(diǎn)應(yīng)在與冷箱壁管路相貼近的位置設(shè)置，使儀表管道盡可能縮短，同時(shí)使其支架長(zhǎng)度縮短，如此一來(lái)，儀表管道及其支架則不容易發(fā)生變形現(xiàn)象。

冷箱安裝完成后，要仔細(xì)檢查冷箱的密閉性，尤其對(duì)于管道和閥門(mén)穿出冷箱壁處的伸縮套，必須要用硅膠密封，防止雨水進(jìn)入。因?yàn)槔湎鋬?nèi)為低溫環(huán)境，一旦雨水進(jìn)入，必然會(huì)在管道表面結(jié)冰，增加管道負(fù)荷，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致管道變形。

2.2 操作運(yùn)行方面措施

在空分設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，存在諸多令應(yīng)用企業(yè)無(wú)可奈何的情況。如盡管了解設(shè)備啟動(dòng)和停止過(guò)于頻繁會(huì)損害空分設(shè)備，容易造成管道發(fā)生變形情況，但企業(yè)也只能以生產(chǎn)計(jì)劃為準(zhǔn)進(jìn)行啟動(dòng)和停止，不能以空分設(shè)備運(yùn)行情況為準(zhǔn)。盡管空分設(shè)備體積龐大，但其各個(gè)構(gòu)件卻十分敏感和脆弱，因此在排卸珠光砂方面，工作人員應(yīng)遵循仔細(xì)、耐心的原則，依照規(guī)章制度要求進(jìn)行。應(yīng)將冷箱頂部全部人孔打開(kāi)，從最上層排卸口開(kāi)始進(jìn)行排卸，并要求逐層進(jìn)行操作，當(dāng)有冰塊存在時(shí)，應(yīng)從冷箱頂部人孔進(jìn)行吊出，避免對(duì)冷箱管道產(chǎn)生損害，使空分設(shè)備運(yùn)行時(shí)間得以延長(zhǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

空分設(shè)備對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有直接的影響，只有空分設(shè)備良好、穩(wěn)定運(yùn)行，才能取得良好經(jīng)濟(jì)效益。如果空分設(shè)備發(fā)生問(wèn)題，尤其是冷箱內(nèi)管道出現(xiàn)變形情況，則會(huì)給其常規(guī)化運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響，并且容易出現(xiàn)惡性循環(huán)現(xiàn)象。在空分設(shè)備中，由于管道強(qiáng)度、設(shè)備運(yùn)行以及加溫操作影響，管道容易發(fā)生變形。對(duì)于此，應(yīng)從設(shè)計(jì)和制造、操作運(yùn)行等方面出發(fā)，避免冷箱內(nèi)管道發(fā)生變形現(xiàn)象，確保空分設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，為企業(yè)創(chuàng)造利益。

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