水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因研究和应对措施

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1、水煤浆宽温耐硫变换换热器泄漏原因研究和应对措施　　中图分类号：TQ534.4文献标识码：A文章编号：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

2、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。72、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

3、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、

4、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；2.1.2.7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

5、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

6、热锅炉与水冷却器因管束较长，换热管需要部分拼接7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

7、工后堆焊层进行PTⅠ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GB151-1999要求。管孔与管板垂直度一般为0.15mm，管孔粗糙度要求为6.3µm7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GB151规定。2.2.7.折流板⑴管

8、孔孔径均为符合GB151-1999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