甲醇回收裝置換熱器的增效優化

一、概況

第一凈化廠共建成含醇污水處理裝置2套，近年來由于氣田含醇污水水量波動大，且污水中的Cl-、SO42-、HCO3-大量存在，對設備和管線腐蝕行性較強。還含有大量能夠加速裝置結垢的Sr2+、 Ba2+。目前第一凈化廠含醇污水在經過精餾處理前需經過加藥預處理，目的是除去污水中的雜質、鈣鎂離子及改變酸性環境。從一定程度上緩解了設備管線腐蝕結垢，但高溫、腐蝕介質仍使裝置的設備腐蝕穿孔問題較多、換熱器管束更換頻繁，注水泵、塔底水泵、反洗泵機封泄漏故障多，維修頻率高。

為了解決甲醇回收換熱器頻繁更換嚴重影響生產的問題，開展了對甲醇回收換熱器管束管板的原因調查，以延長管束使用壽命，減少對換熱器的檢修次數。

二、現狀調查

盡管含醇污水通過加藥預處理后進入裝置，但仍有大量雜質被帶入處理裝置的塔、器，致使塔、器積垢、堵塞，影響精餾裝置的

圖1 歷年檢修圖片

（一）原有處理方式

按照原定解決方式是停運裝置、隔離拆卸換熱器沖洗管束，換熱器檢修后投運，甲醇回收裝置才能恢復運行，在冬季運行高峰期時，此類問題發生頻繁，平均一個半月發生一次，解決方式都是停車檢修。

（二）對于安全生產的影響

1、影響方面

應用停車檢修的方式對換熱器管束進行解堵，每組裝置換熱器預估耗時三天，期間：甲醇回收裝置為期三天解堵停車檢修；至少450m3含醇污水延遲處理；至少450m3含醇污水延遲卸車；鍋爐房凝結水系統被污染，凝結水中含甲醇造成全廠鍋爐蒸汽品質降低。

在冬季用氣高峰期期間，對于安全生產的影響是相當巨大的。

2、定量分析

應用安全方法評價-LEC定量評價法

計算公式： D=L*E*C

式中：D-風險值

L-發生事故的可能性大小

E-處于危險環境的頻繁程度、事故產生的后果

D=10*10*1=100 （處于70-160區域，顯著危險，需要整改）

（三）勞動強度的增強

在甲醇回收裝置堵塞、泄露需要停車檢修時，當班員工的勞動強度會顯著增強，通過查詢得知：

勞動強度指數的計算公式為：I = 3T + 7M

式中： I-勞動強度指數；

T-勞動時間率；

M-8h工作日能量代謝率；

3-勞動時間率計算系數

7-能量代謝率計算系數

計算得知：I =3*73%+7*2.97=23

根據計算值，此種勞動強度的增加無疑會造成當班員工對于其他生產項目關注度減少，造成安全生產資源配置不均衡，導致安全生產隱患的形成。

三、確定目標

經過現場調查、多次試驗后確定如下目標：

1、降低甲醇回收換熱器的結垢趨勢，保證甲醇回收裝置平穩運行；

2、減少甲醇回收檢修頻次，減輕員工作量，節約檢修成本，增加換熱器管束使用壽命。

3、降低甲醇回收換熱器運行中的安全風險，使其安全風險系數由70～160（需要整改、風險顯著）降低到20～70（一般危險，風險需要注意）。

圖2 活動目標預測圖

4、降低勞動強度I 值，使其由Ⅲ區域的重體力勞動降低為Ⅱ區域的中等強度勞動，從而減少安全生產資源配置不均衡，抑制安全生產隱患的形成。

四、原因分析

（一）甲醇回收現場調查

1、甲醇回收裝置運行的介質是含醇污水，含醇污水中含有大量能夠加速裝置結垢的Sr2+、Ba2+。查閱相關資料，Sr（OH）2在堿性條件下形成Sr（OH）2.8H2O的白色結晶性粉末，Ba（OH）2在堿性條件下不產生沉淀，在加熱情況下由于SO42-、CO2的存在，易產生白色沉淀。

2、甲醇回收裝置換熱器管束堵塞的頻率是25-35天＼次，堵塞至泄漏是一個由量到質的過程，這也同時說明了在其他條件不變的情況下，甲醇回收裝置可以承受含醇污水所帶來的結垢和沉淀物的變量累計極限天數是25-35天。

（二）原因分析

針對堵塞頻次多、員工勞動強度大現狀，召開了頭腦風暴會議，分別從人員、設備、方法、環境4個方面進行了原因分析。

圖3 換熱器堵塞或泄露主要原因分析圖

針對因果圖中的所有末端因素，進行了逐一確認，發現造成換熱器堵塞頻繁，致使甲醇回收裝置安全生產隱患大的因素有2個：

①. 高溫或腐蝕介質。

②. 運行模式單一，未能從節能角度考慮最優模式。

五、制定對策

針對甲醇回收裝置運行過程中易造成換熱器管束堵塞或泄露的2個主要原因，制定了如下對策。

對策1：對換熱器定期進行清水反洗，工廠風進行反吹。

對策2：優化加藥及沉降時間

對策3：700m3儲罐檢修清泥

六、效果評價

1. 降低風險方面進行分析：

改造前：D1=L×E×C=10×10×1=100

改造后：D2=L×E×C=3×3×1=18

2. 減少勞動強度方面進行分析：

改造前： I 1=3*73%+7*2.97=23，為重強度勞動

改造后：I 2=3*67%+7*2=17，為中等強度勞動

I1>I2，以上數據說明，改造后減少了員工勞動強度。

D1>D2，且D2<20，風險等級為輕微，可以接受。從以上數據來看，改造后安全風險系數降低，從而提高了員工操作安全性，實現了設定目標值。

3、減少裝置結垢，降低檢修頻次方面

采取上述措施后，效果顯著。先前裝置換熱器1 ～2個月出現結垢、堵塞、停車檢修的現象，采取反吹措施后，換熱器至今已連續平穩運行5個月未進行檢修，有效緩解了裝置結垢及堵塞，同時提高了裝置處理量，大幅降低了裝置的檢修頻率。