影響DMTO裝置急冷水干式空冷器長周期運行原因分析及對策

李春旗

摘 要：中煤陜西榆林能源化工有限公司DMTO裝置急冷水干式空冷器在運行期間出現(xiàn)翅片管經(jīng)常性堵塞、換熱效率下降、翅片管泄漏、風機系統(tǒng)異響等情況，嚴重影響了裝置長周期平穩(wěn)運行，造成經(jīng)濟效益的損失。本文結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)以及長期運行的經(jīng)驗，提出各項對策，確保了急冷水干式空冷器長、滿、優(yōu)運行。

關(guān)鍵詞：空冷器;堵塞;泄漏

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.023

中煤陜西榆林能源化工有限公司DMTO裝置急冷水干式空冷器（以下簡稱空冷器）是由蘭州長征機械有限公司設(shè)計制造的鼓風式空冷器，設(shè)計數(shù)量14臺，規(guī)格型號：GP12x3-6-258-2.5S-23.4/KL-IIa，用于將下游烯烴分離裝置部分換熱器換熱后的急冷水冷卻后，送入DMTO裝置急冷塔。對于DMTO裝置水循環(huán)和急冷塔溫度的控制起到關(guān)鍵性作用，同時影響下游水洗塔和產(chǎn)品氣的穩(wěn)定性。

1 空冷器結(jié)構(gòu)與工作原理

空冷器由構(gòu)架、風機、翅片管、百葉窗和附屬的平臺、梯子等部件組成，其中翅片管、風機為空冷器的核心部件，決定著空冷器的換熱能力。風機系統(tǒng)位于翅片管下方，采用電動機作為動力源，懸掛式朝上，使用5聯(lián)組皮帶帶動風機傳動系統(tǒng)，驅(qū)使4片鋁合金葉片轉(zhuǎn)動。空氣在葉片帶動下，由下而上進入翅片管外翅片管間隙，翅片管內(nèi)流通急冷水，冷熱交換，從而達到急冷水降溫的效果。

2 影響空冷器長周期運行原因分析及對策

自2014年開工至今，空冷器在運行期間經(jīng)常出現(xiàn)翅片管堵塞、換熱效率下降、泄漏和風機系統(tǒng)異響等情況。非計劃切出檢修期間，因在用空冷器數(shù)量減少造成急冷水溫度變化，影響水系統(tǒng)各項平衡。因此，空冷器的長周期運行顯得至關(guān)重要。

（1）翅片管堵塞。1）原因分析。急冷水中因含有前工段反應(yīng)氣攜帶過來的大量催化劑，導致水中固含量較高。急冷水循環(huán)的動力源由1臺急冷塔底泵提供，急冷水經(jīng)泵加壓后送至烯烴分離裝置3臺換熱器，換熱后返回DMTO裝置空冷器。期間由于管線內(nèi)部結(jié)垢及換熱器堵塞等原因，導致空冷器處急冷水流量和壓力下降。空冷器管箱為上進下出兩程型式，長度3米。急冷水兩條入口管道兩側(cè)分布于管箱上，各間距管箱側(cè)邊0.75米。按照設(shè)計理論來講，進入管箱內(nèi)的水會均勻分布的進入各翅片管，但是根據(jù)每次檢修情況來看，翅片管內(nèi)的堵塞情況不均勻，所以在運行期間，翅片管內(nèi)存在偏流現(xiàn)象。偏流導致部分翅片管內(nèi)急冷水流量減少，流速降低，水中催化劑沉淀，長時間積累后，將會造成翅片管內(nèi)流道被堵塞。2）采取措施。加大急冷泵入口過濾網(wǎng)的清理頻率，定期檢查機泵完好情況，及時排除故障，保證急冷水流量、壓力的穩(wěn)定供應(yīng)。嚴格控制裝置前工段的變量操作，過多的變量將會導致反應(yīng)器內(nèi)催化劑大量的跑損，造成急冷水固含量增加。由于目前無法解決因設(shè)計原因?qū)е碌钠鲉栴}，所以在工藝生產(chǎn)指標內(nèi)，盡可能的通過急冷水一級旋液分離器加大急冷水的外甩，降低固含量。日常生產(chǎn)中，根據(jù)運行情況，定期對下游烯烴分離裝置3臺換熱器和DMTO裝置14臺空冷器逐一進行離線高壓水清洗或在線化學清洗。裝置大檢修期間，對急冷水管道進行高壓水清洗，除去管壁內(nèi)的結(jié)垢。

（2）換熱效率下降。1）原因分析。空冷器換熱效率下降的情況主要發(fā)生在夏季，由于環(huán)境溫度的升高，導致空冷器翅片管急冷水進出口溫差減小。此外，翅片變形，翅片管表面附著雜物，翅片管堵塞，百葉窗的張開角度，葉片安裝角度，風機系統(tǒng)的機械故障等其他因素也會導致空冷器換熱效率下降。2）采取措施。清除風機系統(tǒng)平臺內(nèi)外堆放的雜物，保證平臺內(nèi)空氣流通通暢，使盡可能多的空氣進入平臺內(nèi)。使用專用工具（扁口鉗）修整變形的翅片，清除表面雜物，使用壓縮空氣吹掃表面浮塵，最大化發(fā)揮翅片作用。定期清洗烯烴分離3臺換熱器和DMTO裝置14臺空冷器，適當情況時可以加大頻率。在安裝許可的范圍內(nèi)，提升葉片安裝角度，加大流經(jīng)翅片管間隙的風量。根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整百葉窗開度，必要時可全開，保證翅片管間空氣流通的最大化。定期對風機系統(tǒng)進行保養(yǎng)、維修，確保空冷器風機系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（3）翅片管泄漏。1）原因分析。翅片管泄漏的情況主要出現(xiàn)在冬季，由于偏流導致部分管束堵塞，環(huán)境溫度降為零度以下后，堵塞的管束易發(fā)生膨脹泄漏。導致急冷水的外漏，造成框架掛冰、地面結(jié)冰，嚴重影響生產(chǎn)安全。此外，由于管束的部件全部由碳鋼材料組成，所以水系統(tǒng)的酸堿度對管束的長周期運轉(zhuǎn)也起到關(guān)鍵性作用。2）采取措施。入冬前提前清洗換熱器和空冷器冬季在風機系統(tǒng)平臺四周加裝圍擋，大量采用便于拆卸的活動門，根據(jù)急冷水溫度和圍擋內(nèi)溫度來綜合考慮活動門的安裝數(shù)量。也可通過改變部分電機轉(zhuǎn)向，使熱風吹入圍擋內(nèi)，來調(diào)節(jié)圍擋內(nèi)環(huán)境溫度。風機平臺增設(shè)排水系統(tǒng)，將泄漏的水排入指定地點，減少因為結(jié)冰造成的安全隱患。嚴格控制急冷水PH值，避免因酸堿度的影響造成設(shè)備整體腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）風機系統(tǒng)異響。1）原因分析。空冷器風機傳動方式為帶傳動，長期運行的皮帶由于拉伸易造成皮帶與輪轂出現(xiàn)摩擦異響。由于電機與風機均采用豎直懸掛式安裝，風機的大膠輪與電機的小膠輪在長期使用中會因其他因素導致不在同一水平度上，加速了皮帶的拉伸。電機與風機均采用滾動軸承，缺少潤滑脂或者軸承磨損是風機系統(tǒng)軸承異響的主要來源。此外，護網(wǎng)焊點的斷開或者緊固螺栓的松動，也是造成異響的常見因素。2）采取措施。定期檢查皮帶的松緊度，使用電機的調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整大小膠帶輪的間距，及時更換損壞、開裂的皮帶，保證風機系統(tǒng)安全運行使用細線繩（或水平儀）檢查大小膠帶輪是否水平[1]，調(diào)整兩者水平度，消除因水平度原因造成的皮帶拉伸。定期對各軸承潤滑情況進行檢查，補充潤滑脂，防止因缺脂造成軸承干摩擦損壞。此外，大小膠帶輪水平度的不同也會影響軸承受力偏差，減少軸承使用壽命，應(yīng)予以消除。經(jīng)常檢查護網(wǎng)各焊點和緊固螺栓，發(fā)現(xiàn)焊點斷開或者螺栓松動的情況，及時予以處理，消除隱患。

3 結(jié)束語

急冷水干式空冷器作為DMTO裝置的關(guān)鍵設(shè)備，它的運行情況直接影響到整個裝置的長周期運轉(zhuǎn)。所以日常巡檢、監(jiān)盤時應(yīng)予以重點關(guān)注，及時處理各種問題，提前做好各項防范措施，保證空冷器的長周期運行。

參考文獻：

[1]卜鑫.空冷器常見故障及處理[J].工業(yè)技術(shù)，2014，No.10（下）：

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