水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因分析及应对措施.docx

水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因分析及应对措水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因分析及应对措施施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，反映出来就是设备的泄漏停车，其中静止设备中换热器泄漏最经常遇到。原因有工艺方面的问题，也有设备的先天不足，还有施工质量控制等方面的因素。本文的重点是对该类设备问题进行分析，并在工艺操作及设备的制造安装方面来控制避免造成泄漏。1、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）另一方面就是管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。2、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：需对拼接接头严格检查，对口错变量0.30mm。坡口采用机械加工方法，且焊前清洗干净。通球试验合格。焊接接头 RT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：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。弯制过程采用冷弯。弯段换热管圆度偏差.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 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6.3m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 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。 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：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。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