貧富溶劑板式換熱器泄漏分析及處理

蔣建國 李躍杰 谷卓然(中石化廣元天然氣凈化有限公司，四川 廣元 628400)

貧富溶劑板式換熱器泄漏分析及處理

蔣建國 李躍杰 谷卓然(中石化廣元天然氣凈化有限公司，四川 廣元 628400)

元壩天然氣凈化廠脫硫單元貧富溶劑換熱器采用上海斯必客制造的Hybrid-M24-690型板式換熱器，該設備具有占地面積小、傳熱系數高等優點。自2014年安裝試壓以來，四套聯合裝置共8臺該型設備均出現不同程度泄漏現象。通過對換熱器進行泄漏板芯堵焊、更換墊片、工藝操作調整、緊固件力矩調整等措施，設備泄漏情況得到了改善，確保了設備及裝置的平穩安全運行。

板式換熱器；泄漏；問題處理

目前，針對天然氣脫硫裝置脫硫溶劑富溶劑，貧溶劑換熱工藝所采用的設備主要有兩種形式的換熱器，一是列管式換熱器，二是板式換熱器。元壩凈化廠采用的是Hybrid-M24-690板式換熱器。相對列管式換熱器，板式換熱器具體有同工況條件下占地面積小、傳熱系數高、制作加工方便等優點。但由于采用密封墊密封形式，板式換熱器容易出現泄漏、串液等故障[1]。元壩凈化廠四套天然氣處理裝置共8臺該型設備，自設備安裝試壓起，均不同程度出現泄漏現象，通過對換熱器進行泄漏板芯堵焊、更換墊片、工藝操作調整、緊固件力矩調整等措施，設備泄漏情況得到了改善，確保了設備及裝置的平穩安全運行。

1 脫硫系統工藝介紹及板式換熱器優點

元壩凈化廠聯合裝置脫硫單元采用復合溶劑UDS-2脫硫，胺液在吸收塔自上而下與原料氣接觸，吸收H2S后形成富溶液，經塔底能量回收裝置進入富液緩沖罐，隨后進入貧富液換熱器，溶劑再生塔，富溶劑含有的H2S和CO2被重沸器內產生的汽提氣解析出來，成為再生貧液。貧液經塔底泵進入貧富液換熱器后，經空氣冷卻器等設備后進入吸收塔。所以，貧富液板式換熱器起著貧溶液、富溶液換熱的效果，是聯合裝置脫硫單元關鍵設備，直接影響著聯合裝置的脫硫效果。

相對于大多數天然氣處理廠貧富液換熱器采用的列管式換熱器，板式換熱器具有以下2個優點：

(1)結構簡單，占地面積小。

(2)列管式換熱器多為2至4臺設備串聯設計使用，所以板式換熱器多數采用一備一用設計，所以相對浮頭式換熱器具有可不停工檢修的優點。

2 板式換熱器泄漏情況

元壩凈化廠脫硫單元貧富溶劑板式換熱器E-101，自2014 年5月一聯合兩臺該設備到廠安裝試壓出現介質泄漏問題，后經返廠維修后，投入生產使用，2014年12月運行一個月后再次出現胺液滲漏問題。同時，自凈化廠投產以來，四套聯合裝置共8臺貧富液板式換熱器均出現不同程度胺液泄漏情況。

主要問題：1.設備本體鋼材出現裂紋、2.設備密封墊片壓縮量不合格、3.設備通氣孔泄漏、4.板芯泄漏、5。設備螺栓腐蝕

3 問題分析及處理

針對板式換熱器E-101出現的問題，凈化廠相關專業負責人會同設備原廠家斯必客技術人員對設備泄漏進行分析，對不同設備問題提出相應解決方案，最終通過設備維修、工藝控制讓該設備恢復到良好工況。

3.1 設備本體裂紋

2015年1月，一聯合貧富溶劑換熱器E-101返廠維修，廠家技術人員對設備本體進行滲透（PT）檢測。共發現設備襯板焊縫共有5處≯3mm裂紋，并對襯板焊縫裂紋進行補焊。

3.2 設備密封墊壓縮量不合格、預緊力調整

在對設備進行拆卸檢查時，我方技術員發現設備本體密封墊密封位置不到位，隨機配合廠家技術人員對設備墊片壓縮量進行測量，經過測量后確定密封墊壓縮量無法達到規定值。主要原因為設備碳鋼包邊高于設備襯板墊片位置，導致密封墊無法壓緊至規定位置，壓縮量不合格。隨后，對設備碳鋼包邊進行統一打磨，并更換新的設備墊片。

由于該型換熱器墊片密封處需要通過螺栓預緊力壓緊，技術人員最終確定對所有8臺該型設備預緊力調整，螺栓扭矩

2100NM。自2015年5月起，按照2100NM預緊力對8臺在運行設備進行了重新緊固。

3.3 通氣孔、板芯泄漏

在對設備進行拆卸檢查時，發現設備本體通氣孔以及內部換熱板板層有明顯泄漏跡象，通過排查，主要是板層的泄漏導致通氣孔有胺液泄漏跡象，遂對泄漏板層進行補焊。

3.4 工藝操作優化

元壩凈化廠貧富溶劑換熱器設計容積288.1m3，實際運行處理量340-350t/h。針對該型設備頻繁出現泄漏的問題，對該設備操作、維護進行了調整。

(1)該型設備設計操作狀態為一備一用，現將操作狀態調整為一臺100%投用，一臺50%狀態投用，降低單臺設備負荷，控制設備處理量仍為340-350t/h；

(2)定期清理換熱器前過濾器，凈化車間每周安排一臺該型設備清洗過濾器工作，保證胺液品質以及設備前后壓差在設計值內。壓差≯0.05KPA；

(3)及時處理板式換熱器偏流問題，通過設備后路溶劑再生塔溶液溫度，及時調整E-101換熱器運行狀態，尤其注意進塔胺液溫度明顯降低時或裝置原料氣處理量大幅波動時的運行狀態。

通過對設備本體問題的維修、以及工藝操作的優化調整，凈化廠脫硫單元貧富液板式換熱器在2016年生產運行中泄露問題解決，工況良好，未出現泄漏情況。

4 結語

綜上所述，元壩凈化廠貧富溶劑換熱器的泄漏主要是由于設備本體缺陷以及工藝操作的不完善造成。經過一年多的整改和優化，該設備泄漏問題已得到解決。設備的良好運行，節約了檢修維護費用，降低了生產成本，減少了胺液泄漏對環境的污染，經濟效益顯著。

[1]韓榮學，葉波全焊接板式換熱器泄漏原因分級機整改措施[J].中國設備工程，2016,05（3）：71～74.

[2]李宗會超薄板換熱器的研制[J].壓力容器，1998,4:51-53.