回流調溫水換熱器問題研究與解決

蘇順

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江 鶴崗 154100）

1 工藝描述

中海石油華鶴煤化有限公司尿素裝置解吸氣相冷凝采用回流調溫水冷卻（圖1），回流調溫水系統(tǒng)建立是通過LV68202向高位槽V06805引蒸汽冷凝液，然后打開高位槽V06805入回流冷凝器調溫水管線切斷閥，待回流冷凝器E06804回水管線高點排氣閥門出水后，關閉排放閥。啟動回流冷凝器循環(huán)水泵P06803A/B打循環(huán)，使FIC68202保持在911t/h。回流調溫水系統(tǒng)是一個密閉的循環(huán)系統(tǒng)，由高位槽V06805保持充滿水與壓力。而回流調溫水換熱器E06806是通過回流調溫水與循環(huán)水換熱，降低回流調溫水溫度，回流調溫水冷卻回流冷凝器E06804，解吸塔氣相通過回流冷凝器E06804幾乎全部冷凝解吸氣相中的氨，進而回收工藝冷凝液中的氨。

圖1 改造前回流調溫水系統(tǒng)流程

2 現狀描述

回流調溫水換熱器E06806通過取樣分析數據，判斷列管存在泄漏，循環(huán)水泄漏至回流調溫水內部，造成回流調溫水污染，通過回流調溫水泵P06803A/B出口導淋進行排放置換。而E06806列管堵塞嚴重，循環(huán)水無法滿足調溫水換熱器E06806工藝換熱量。工藝方面通過定期進行對E06806反沖洗維持換熱量。每兩個月進行一次反沖洗，時間約6h，反沖洗期間造成解吸水解系統(tǒng)波動，解吸塔氣相放空造成大量氨損失。調溫水系統(tǒng)和解吸塔的氣相溫度與設計值出現偏離。回流冷凝器E06804的入口調溫水設計指標為51.1℃，操作范圍為53～57℃。現工藝系統(tǒng)循環(huán)水閥門全開，回流調溫水上水TI68203溫度80℃，調溫水全部經過換熱器換熱后TI68202溫度77℃，溫差3℃，回流冷凝器液位槽出液溫度達到83℃，最高時達到90℃，遠高于設計指標（圖2）。

圖2 改造前調溫水換熱器DCS畫面

由于循環(huán)水流速較慢，循環(huán)水內泥沙沉積造成垢下腐蝕導致E06806列管泄漏嚴重（圖3）。E06806循環(huán)水泄漏至回流調溫水，氯離子隨著回流調溫水排污管線返回蒸汽冷凝液槽V06901，高壓甲銨泵機封水來自蒸汽冷凝液槽V06901，氯離子隨著機封水進入高壓系統(tǒng)，氯離子長期進入高壓系統(tǒng)，會對高壓設備造成腐蝕，影響其使用周期。

圖3 列管結垢

3 解決思路

（1）回流調溫水由循環(huán)水直接進行替代，回流調溫水泵P06803A/B入口管線介質由原蒸汽冷凝液改為循環(huán)水上水，P06803A/B出口經過回流冷凝器E06804換熱后，通過溫度調節(jié)閥TV68202排至循環(huán)水回水管線，通過控制TV68202開度大小控制循環(huán)水置換量，進而控制回流冷凝器E06804冷凝量，控制溫度。徹底將回流調溫水換熱器E06806切出。回流調溫水換熱器E06806切除后，為防止循環(huán)水經高位槽V06805漏至蒸汽冷凝液槽，原高位槽V06805入回流冷凝器調溫水管線切斷閥法蘭加盲板隔離。改造后流程如圖4所示。

圖4 改造后回流調溫水系統(tǒng)流程

（2）解吸塔通過解吸氣相組分核算氣相水含量達到設計指標46.3%wt。經結晶溫度與循環(huán)水換熱量的測算，流量300～400m3/h可滿足系統(tǒng)換熱需求。通過核算循環(huán)水量300t/h，進水35℃，回水溫度達到43.32℃，可滿足工藝換熱量需求。

（3）設備材質方面，E06804材質316，殼程筒體S31603、管程筒體和封頭等Q345R、管束00Cr17Ni14Mo2，循環(huán)水管線材質為1S1,調溫水管線材質為1W1，根據操作溫度46～51℃，對照CL-含量對應材質，滿足指標要求，調溫水系統(tǒng)由循環(huán)水進行替代。

4 實施效果

2020年7月經過大修改造，回流調溫水系統(tǒng)投用后取得效果較好，投用正常，解吸水解系統(tǒng)運行正常，徹底解決E06806導致的影響。E06806換熱器循環(huán)水量由設計量475t/h可降至400t/h。通過循環(huán)水回水排放流量控制，能夠穩(wěn)定調溫水穩(wěn)定，避免直接用循環(huán)水造成的E06804過度冷凝導致E06806結晶，現回流調溫水流量流量300～450m3/h、溫度44～48℃。

5 結語

（1）徹底消除E06806換熱量下降無法滿足工藝要求，導致解吸水解負荷無法維持，影響尿素整體負荷的影響。消除循環(huán)水進入E06806調溫水排污管線返回V06901，杜絕氯離子隨著機封水進入高壓系統(tǒng)，長時間對高壓設備造成腐蝕的風險。優(yōu)化工藝操作，通過調整進調溫水循環(huán)水量，控制回水溫度達到45.32～50℃。

（2）經流程改造避免了回流調溫水循環(huán)水換熱器更換，節(jié)省設備更換費用（詢價）75.15萬元。能耗方面每小時節(jié)省循環(huán)水量400m3，由于自身循環(huán)水量的減少，P803每小時電耗節(jié)能78.321kW/h，經1年運行節(jié)省費用約77.31萬元。