蔣建國(guó) 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(guó) 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(shè)備具有占地面積小、傳熱系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。自2014年安裝試壓以來(lái)，四套聯(lián)合裝置共8臺(tái)該型設(shè)備均出現(xiàn)不同程度泄漏現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)換熱器進(jìn)行泄漏板芯堵焊、更換墊片、工藝操作調(diào)整、緊固件力矩調(diào)整等措施，設(shè)備泄漏情況得到了改善，確保了設(shè)備及裝置的平穩(wěn)安全運(yùn)行。

板式換熱器；泄漏；問(wèn)題處理

目前，針對(duì)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(shè)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(duì)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(shù)高、制作加工方便等優(yōu)點(diǎn)。但由于采用密封墊密封形式，板式換熱器容易出現(xiàn)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(tái)該型設(shè)備，自設(shè)備安裝試壓起，均不同程度出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)換熱器進(jìn)行泄漏板芯堵焊、更換墊片、工藝操作調(diào)整、緊固件力矩調(diào)整等措施，設(shè)備泄漏情況得到了改善，確保了設(shè)備及裝置的平穩(wěn)安全運(yùn)行。

1 脫硫系統(tǒng)工藝介紹及板式換熱器優(yōu)點(diǎn)

元壩凈化廠聯(lián)合裝置脫硫單元采用復(fù)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(jīng)塔底能量回收裝置進(jìn)入富液緩沖罐，隨后進(jìn)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(nèi)產(chǎn)生的汽提氣解析出來(lái)，成為再生貧液。貧液經(jīng)塔底泵進(jìn)入貧富液換熱器后，經(jīng)空氣冷卻器等設(shè)備后進(jìn)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(lián)合裝置脫硫單元關(guān)鍵設(shè)備，直接影響著聯(lián)合裝置的脫硫效果。

相對(duì)于大多數(shù)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(gè)優(yōu)點(diǎn)：

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小。

(2)列管式換熱器多為2至4臺(tái)設(shè)備串聯(lián)設(shè)計(jì)使用，所以板式換熱器多數(shù)采用一備一用設(shè)計(jì)，所以相對(duì)浮頭式換熱器具有可不停工檢修的優(yōu)點(diǎn)。

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(lián)合兩臺(tái)該設(shè)備到廠安裝試壓出現(xiàn)介質(zhì)泄漏問(wèn)題，后經(jīng)返廠維修后，投入生產(chǎn)使用，2014年12月運(yùn)行一個(gè)月后再次出現(xiàn)胺液滲漏問(wèn)題。同時(shí)，自凈化廠投產(chǎn)以來(lái)，四套聯(lián)合裝置共8臺(tái)貧富液板式換熱器均出現(xiàn)不同程度胺液泄漏情況。

主要問(wèn)題：1.設(shè)備本體鋼材出現(xiàn)裂紋、2.設(shè)備密封墊片壓縮量不合格、3.設(shè)備通氣孔泄漏、4.板芯泄漏、5。設(shè)備螺栓腐蝕

3 問(wèn)題分析及處理

針對(duì)板式換熱器E-101出現(xiàn)的問(wèn)題，凈化廠相關(guān)專業(yè)負(fù)責(zé)人會(huì)同設(shè)備原廠家斯必客技術(shù)人員對(duì)設(shè)備泄漏進(jìn)行分析，對(duì)不同設(shè)備問(wèn)題提出相應(yīng)解決方案，最終通過(guò)設(shè)備維修、工藝控制讓該設(shè)備恢復(fù)到良好工況。

3.1 設(shè)備本體裂紋

2015年1月，一聯(lián)合貧富溶劑換熱器E-101返廠維修，廠家技術(shù)人員對(duì)設(shè)備本體進(jìn)行滲透（PT）檢測(cè)。共發(fā)現(xiàn)設(shè)備襯板焊縫共有5處≯3mm裂紋，并對(duì)襯板焊縫裂紋進(jìn)行補(bǔ)焊。

3.2 設(shè)備密封墊壓縮量不合格、預(yù)緊力調(diào)整

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆卸檢查時(shí)，我方技術(shù)員發(fā)現(xiàn)設(shè)備本體密封墊密封位置不到位，隨機(jī)配合廠家技術(shù)人員對(duì)設(shè)備墊片壓縮量進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)測(cè)量后確定密封墊壓縮量無(wú)法達(dá)到規(guī)定值。主要原因?yàn)樵O(shè)備碳鋼包邊高于設(shè)備襯板墊片位置，導(dǎo)致密封墊無(wú)法壓緊至規(guī)定位置，壓縮量不合格。隨后，對(duì)設(shè)備碳鋼包邊進(jìn)行統(tǒng)一打磨，并更換新的設(shè)備墊片。

由于該型換熱器墊片密封處需要通過(guò)螺栓預(yù)緊力壓緊，技術(shù)人員最終確定對(duì)所有8臺(tái)該型設(shè)備預(yù)緊力調(diào)整，螺栓扭矩

2100NM。自2015年5月起，按照2100NM預(yù)緊力對(duì)8臺(tái)在運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行了重新緊固。

3.3 通氣孔、板芯泄漏

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆卸檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備本體通氣孔以及內(nèi)部換熱板板層有明顯泄漏跡象，通過(guò)排查，主要是板層的泄漏導(dǎo)致通氣孔有胺液泄漏跡象，遂對(duì)泄漏板層進(jìn)行補(bǔ)焊。

3.4 工藝操作優(yōu)化

元壩凈化廠貧富溶劑換熱器設(shè)計(jì)容積288.1m3，實(shí)際運(yùn)行處理量340-350t/h。針對(duì)該型設(shè)備頻繁出現(xiàn)泄漏的問(wèn)題，對(duì)該設(shè)備操作、維護(hù)進(jìn)行了調(diào)整。

(1)該型設(shè)備設(shè)計(jì)操作狀態(tài)為一備一用，現(xiàn)將操作狀態(tài)調(diào)整為一臺(tái)100%投用，一臺(tái)50%狀態(tài)投用，降低單臺(tái)設(shè)備負(fù)荷，控制設(shè)備處理量仍為340-350t/h；

(2)定期清理?yè)Q熱器前過(guò)濾器，凈化車間每周安排一臺(tái)該型設(shè)備清洗過(guò)濾器工作，保證胺液品質(zhì)以及設(shè)備前后壓差在設(shè)計(jì)值內(nèi)。壓差≯0.05KPA；

(3)及時(shí)處理板式換熱器偏流問(wèn)題，通過(guò)設(shè)備后路溶劑再生塔溶液溫度，及時(shí)調(diào)整E-101換熱器運(yùn)行狀態(tài)，尤其注意進(jìn)塔胺液溫度明顯降低時(shí)或裝置原料氣處理量大幅波動(dòng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。

通過(guò)對(duì)設(shè)備本體問(wèn)題的維修、以及工藝操作的優(yōu)化調(diào)整，凈化廠脫硫單元貧富液板式換熱器在2016年生產(chǎn)運(yùn)行中泄露問(wèn)題解決，工況良好，未出現(xiàn)泄漏情況。

4 結(jié)語(yǔ)

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(shè)備本體缺陷以及工藝操作的不完善造成。經(jīng)過(guò)一年多的整改和優(yōu)化，該設(shè)備泄漏問(wèn)題已得到解決。設(shè)備的良好運(yùn)行，節(jié)約了檢修維護(hù)費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本，減少了胺液泄漏對(duì)環(huán)境的污染，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

[1]韓榮學(xué)，葉波全焊接板式換熱器泄漏原因分級(jí)機(jī)整改措施[J].中國(guó)設(shè)備工程，2016,05（3）：71～74.

[2]李宗會(huì)超薄板換熱器的研制[J].壓力容器，1998,4:51-53.