高 路 劉明玉

（吉林化工學院，吉林市 132022；中石油吉林化學工業(yè)股份有限公司化肥廠，吉林市 132020）

蒸發(fā)冷卻器廣泛應用于石油化工等行業(yè)的強化換熱和提高冷卻系統(tǒng)性能，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)水節(jié)能等優(yōu)點。蒸發(fā)式冷卻器主要由換熱管、水循環(huán)系統(tǒng)和鼓風機三部分組成，管內(nèi)走工藝流體，管外由噴淋水蒸發(fā)帶走管內(nèi)流體熱量，并通過強排風方式帶走蒸發(fā)潛熱。某廠濃硝酸裝置中的蒸發(fā)冷卻器是用來冷卻漂白塔成品酸的關(guān)鍵設備，在設備運行過程中蒸發(fā)冷卻器入口分布器經(jīng)常泄漏，使漂白塔及蒸發(fā)式冷卻器頻繁倒換，給安全穩(wěn)定生產(chǎn)帶來危害。

一、原因分析

在生產(chǎn)過程中，蒸發(fā)冷卻器入口分布器經(jīng)常泄漏，由于泄漏部位在蒸發(fā)冷殼體內(nèi)部，給消除泄漏和更換冷卻管造成很大的困難，增加了檢修施工難度，檢修時需對漂白塔氣體出口管線和冷、熱酸管線加盲板，頻繁抽加盲板給安全生產(chǎn)帶來危險。

圖1 蒸發(fā)冷卻器結(jié)構(gòu)圖

濃硝酸裝置采用直硝法生產(chǎn)濃硝酸，該方法產(chǎn)品消耗高，設備耐腐蝕性差，設備運行周期短，檢修頻繁。蒸發(fā)冷卻器是該裝置的一臺關(guān)鍵設備，在2009年改造前，該設備采用直排水冷卻，消耗水量大，冷卻管采用直徑φ90高純鋁管，每一臺漂白塔對應一臺換熱器。裝置改造后，改直排水冷卻為自身循環(huán)水冷卻，同時增加了每臺換熱器的換熱面積，每臺換熱器由6根直徑為φ60mm換熱管、分布器及冷卻風機組成。蒸發(fā)冷卻器內(nèi)部共有9臺換熱器，如圖1所示，主要作用將漂白塔出口80℃的濃硝酸降到40℃以下，以滿足裝置的工藝需要。

蒸發(fā)式冷卻器出口濃硝酸直接進入成品酸儲槽，成品酸中NO2含量很難控制。酸中NO2含量控制偏低，使漂白塔塔頭溫度在48-50℃，造成氣體出口溫度升高、壓力增加，則漂白塔塔頭瓷環(huán)易破碎，破碎瓷環(huán)渣進入成品酸泵、重氧化塔，造成過濾器堵塞、機械密封及其它泵件損壞。另外，氣體出口溫度高，使初步冷卻器入口溫度高，初步冷卻器腐蝕加劇，產(chǎn)生泄漏，需要經(jīng)常檢修，影響裝置的正常生產(chǎn)。

蒸發(fā)式冷卻器殼體由不銹鋼板組成，風機主體直接坐在殼體上，殼體鋼梁小，排風機安裝在上面的支撐架強度和剛度不夠，所以風機在運行時振動大，同時排風機葉片、轉(zhuǎn)子、緊固鋼絲繩的調(diào)節(jié)鎖扣等受氧化氮腐蝕比較嚴重，部分已斷裂，冷卻器內(nèi)換熱管由于振動造成管道經(jīng)常泄漏。

二、解決方法

1、改進分布器，解決分布器泄漏問題

根據(jù)蒸發(fā)冷卻器分布器安裝情況，決定把各塔入蒸發(fā)冷卻器入口的分布器，從蒸發(fā)冷卻器殼體內(nèi)移到殼體外，如圖2所示，并且把分布器管徑由Φ90加粗到Φ350，Φ350的分布器用鋁板材制作。將鋁板先制成圓筒，將Φ90的鋁管和6根Φ60的鋁管分別焊在Φ350的分布器上，每根鋁管分別采用雙面焊接，保證焊接強度和焊接質(zhì)量，減少泄漏，提高分布器的使用壽命，如圖3所示。改進后的分布器，降低了檢修頻次，保證了裝置生產(chǎn)的長周期穩(wěn)定運行。

圖2 分布器現(xiàn)場圖

2、加裝視鏡，調(diào)控蒸氣量，降低塔頭氣體溫度

通過調(diào)節(jié)漂白塔換熱蒸氣量，降低漂白塔出口氣體溫度，在蒸發(fā)式冷卻器出口安裝視鏡，根據(jù)濃硝酸顏色的變化，對漂白塔出口氣體溫度進行調(diào)控，嚴格控制蒸發(fā)式冷卻器出口酸的溫度，酸中NO2含量由原來的0.06%提高到0.2%，塔頭溫度降低到40℃左右，氣體壓力也隨之降低，降低了設備檢修頻次，延長了初步冷卻器的使用壽命，漂白塔操作運行趨于穩(wěn)定，壽命提高50%，并節(jié)約大量的低壓蒸氣。

3、冷卻風機移位改造

在換熱器四周制成鋼結(jié)構(gòu)框架，將冷卻風機獨立安裝在框架上，降低冷卻風機運行中產(chǎn)生的振動。在蒸發(fā)冷卻器四周重新埋預埋件，加固冷卻風機基礎，把冷卻風機支撐起來把鋼絲繩鎖扣等易腐蝕件材質(zhì)改成不銹鋼材質(zhì)，減小腐蝕，改造后冷卻風機運行時振動減小，降低了風機的檢修頻次，使生產(chǎn)更加平穩(wěn)。

圖3 分布器工程圖

三、改造后的效果

通過改進，減少了設備檢修和維修次數(shù)，提高了生產(chǎn)運行穩(wěn)定性，降低了漂白塔塔頭溫度及壓力，降低了物料消耗及能源消耗，減少了對設備的損壞，同時減少了設備檢修、材料、備件費用的投入，為濃硝生產(chǎn)的穩(wěn)定運行提供有力保證。

通過更換分布器，減少了漂白塔的開停次數(shù)，穩(wěn)定了濃硝酸裝置的生產(chǎn)。每年可減少開停漂白塔30余次。

減少六臺排風機轉(zhuǎn)子、葉片更換次數(shù)，每年可節(jié)省6套。

通過改造，漂白塔氣體出口溫度降低10℃，初步冷卻器延長使用壽命至少一年。

四、結(jié)論

通過改造，延長了蒸發(fā)式冷卻器和漂白塔使用壽命，節(jié)約大量的低壓蒸汽，消除了設備存在的隱患，保證了生產(chǎn)裝置安全穩(wěn)定運行，取得了良好的經(jīng)濟效益，在同類生產(chǎn)廠家同類設備中具有一定的借鑒和推廣價值。

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