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《国内变换工艺设备泄漏原因分析及应对措施》

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  随着化工行业的大型化趋势,水煤浆气化配套宽温耐硫变换工艺已经普遍应用与煤化工行业,由于该工艺使用时间较短,系统中存在这样或那样的问题。那么为了避免工艺操作及设备的制造安装方面造成泄漏,有什么安全技术措施呢?今天小编为大家整理了一些相关的知识,下面我们一起来看看吧!

  一、对国内变换工艺设备泄漏情况调研

  1、安徽某化肥单位出现变换两台废锅全部泄露,造成系统停车,损失巨大,主要现象是高低压废热锅炉合成气泄露至蒸汽侧。

  原因分析

  (1)设备泄漏原为设计结构没有无废锅进水防冲板结构,造成水流直接冲击换热管。

  (2)设备操作温度高,液位控制过低,引起换热管气相部分振动。

  (3)另一方面就受子质量可能存在质量问题。

  2、山东某水煤浆工艺煤化工单位蒸汽过热器甲醇合成产蒸汽带水。原因分析:带液冷激造成泄漏。

  3、陕西某石化下属煤化工单位2#蒸汽发生器、蒸汽发生器、水冷却器泄露,原因分析:是折流板间距过大形成共振所致,后增加一层支撑板进行加固后效果明显。

  综合分析:

  近年通过对多家该类工艺的使用状况的考察,耐硫变换中主要是软水加热器、水冷却器、中低压废热锅炉的泄漏。具体泄漏状况分析如下:

  (1)设计进水冲刷换热管,造成U型弯处振动,从而引起换热管与折流板磨损泄露。

  (2)设备设计折流板间距过大。

  (3)设备制造质量问题。

  (4)变换工艺气冷却过程中存在凝液现象即微观气蚀造成管子局部振动,应力传递到管头焊接处,造成裂纹泄漏。

  (5)变换工艺气与换热介质温差较大,工艺气在此管程中容易形成气液两相流,造成设备换热管振动,管头焊接接头疲劳泄露。

  二、针对以上问题应对措施

  2.1. 设计结构方面:

  2.1.1. 中低压废锅脱盐水进口已设计挡板,避免水流直接冲刷造成的管程振动问题;

  2.1.2. 软水加热器、水冷却器、中低压废热锅炉折流杆间距选择适当的折流杆间距;

  2.1.3. 中低压废锅脱盐水流向设计先预热,再与进口高温变换气换热蒸发,整体受热较均匀,避免了设备膨胀不均匀问题,该流程还最大程度减少设备内部蒸汽气流死区;

  2.1.4. 气液两相流现象不能从根本上消除,因此只能从设备结构方面考虑尽量分散该现象引起的应力集中。强度焊+强度胀能消除过大的振动及抵消一部分应力,是比较理想的连接方式。

  2.1.5. 折流板管孔设计双面倒角,避免棱角与换热管划伤。

  2.2. 设备制作方面:制造过程见证、流探伤查记录及查看探伤情况、试压要求现场见证。

  2.2.1. 入厂检验。

  设计现状:本批次换热设备换热管标准采用GB13296-2007GB9948-2006两标准。¢25换热管,GB13296-2007标准外径偏差为,壁厚偏差为。GB9948-2006标准外径偏差为±0.20mm,壁厚偏差为

  监控要求:换热管应按相关标准逐项验收,精确测量内、外径及其公差范围。

  2.2.2. 对接

  设计现状: 废热锅炉与水冷却器因管束较长,换热管需要部分拼接

  监控要求:⑴需对拼接接头严格检查,对口错变量≤0.30mm。

  ⑵坡口采用机械加工方法,且焊前清洗干净。

  ⑶通球试验合格。

  ⑷焊接接头RTⅡ级合格。对接后逐根液压试验,试验压力符合设计要求。

  2.2.3. 换热管弯制

  监控要求:

  ⑴换热管弯管前按设计数据一次性切好换热管,避免穿管后再次用砂轮机修磨。

  ⑵弯制过程采用冷弯。

  ⑶弯段换热管圆度偏差.

  ⑷弯管段及相邻直段按设计要求固溶处理。

  2.2.4. 管板堆焊过程。

  设计现状: 设备为了节约成本均采用堆焊管板。

  监控要求:基材堆焊表面加工后堆焊层进行PT Ⅰ级合格。堆焊层表面应平整,平面度公差1mm。堆焊层均匀过渡层和表层最小厚度3mm。焊条或焊带符合设计要求。

  2.2.5. 管孔加工

  设计现状:换热器规格常规设计为25mm,管孔孔径均为符合GB 151-1999要求。管孔与管板垂直度一般为0.15mm,管孔粗糙度要求为6.3µm

  监控要求:加强测量管孔孔径公差,要求制造单位逐孔测量,保证孔径在规定公差范围,保证粗糙度。

  2.2.6. 孔桥宽度

  监控要求:抽查每个管板出钻侧孔桥宽度,96%数据符合GB 151规定。

  2.2.7. 折流板

  ⑴ 管孔孔径均为符合GB 151-1999要求,管孔中心距偏差±0.3mm,允许4%相邻两孔偏差±0.5mm,要求双侧倒角加工,钻孔后应去除管孔周边毛刺。

  ⑵ 同时折流板一并钻孔,确保每根换热管所通过的管板与折流板上的管孔在同一中心线上。

  2.2.7. 管束穿管过程。

  监控要求:

  ⑴管板管孔内、换热管管头清理干净,无油污、铁销、灰尘。除去槽边毛刺,不允许有影响胀接紧密性的杂质存在。

  ⑵穿管过程不允许使用硬质强制穿管。

  2.2.8. 涨焊顺序。

  建议采用先焊后胀工艺。如采用先胀后焊工艺,在焊第二道时,15mm不胀的长度内密封空气受热膨胀,会把空气柱中的氮、水蒸气等带入熔池,形成析出型气孔。部分浮在上表层而又外观未显现的“皮下气孔”,在使用一段时间后显露出来,而造成泄漏。

  2.2.9. 管头焊接。

  设计现状:设备换热管与管板焊接采用两道焊,第一道完成3/5,壳程以0.2MPa含氨1%空气进行气密性试验,第二道起弧位置与第一道错开180°。

  监控要求:

  ⑴焊道工作量控制符合3:2设计值。

  ⑵中间壳程气密性试验方法有效性见证。

  ⑶二道起弧位置控制。

  ⑷管板倒角深度到位,换热管角焊缝焊高符合设计图纸。

  2.2.10. 胀接方式。

  设计现状:全部换热器换热管与管板连接方式均为强度焊+贴胀。各台换热器管头焊接H值见表四,符合大于1.4δt强度焊要求。

  监控要求:

  ⑴管孔开槽宽度3mm、槽间距为6mm、深度0.5mm符合设计图。

  ⑵胀接深度、压力严格控制(参考制造单位施工工艺)。

  2.2.11. 管束尾部支撑。

  设计现状:靠近弯管段折流板A+B+C 之和不大于无支撑跨距数据1850mm,弯管部位可设置扁钢条装配作为附加支撑。

  监控要求:附加支撑组装点焊不得与换热管焊接,同时焊接牢固防止造成换热管磨损。

  2.3. 设备安装方面:在运输、安装过程中,采用的吊装工具几乎都是钢丝绳,很容易将管束的防腐层破坏及划痕,这也会造成腐蚀的产生。

  2.4. 操作注意事项:开车时保证废锅液位至50%,导气要缓慢,控制好升压、升温速率,操作中要控制好热负荷、入口变换气温度、蒸汽压力、锅炉给水的压力、温度及排污量以免影响液位过低发生干烧,要定期排污、控制好锅炉水指标并及时加药。废锅泻压时由于系统刚停,废锅内锅炉水温度还较高,在泄压时应缓慢,应保证废锅有液位,控制好降压降温速率,逐渐将废锅压力降下。

  总之在宽温耐硫变换工艺应用过程中,不管设备还胜艺都在逐步发现问题并优化,特备是针对换热器泄漏问题各单位都采取了大量的防治措施,并取得了良好的效果和效益。但换热器泄漏的现象还时有发生,仍是影响变换正常运行的重大因素,还要进一步分析和采取相应的防治措施,从根源上解决宽温耐硫变换换热器泄漏问题。好了今天小编的介绍就到这里了,希望对大家有所帮助!如果你喜欢记得分享给身边的朋友哦!

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