張 鵬，金 鑫

（大慶石化公司機(jī)動(dòng)設(shè)備處，黑龍江大慶163714）

順丁橡膠裝置熱泵機(jī)組技術(shù)改造方案分析

張 鵬，金 鑫

（大慶石化公司機(jī)動(dòng)設(shè)備處，黑龍江大慶163714）

某順丁橡膠裝置熱泵機(jī)組調(diào)試過程中吸收器封頭外漏，蒸發(fā)器與發(fā)生器氣相量不均衡。通過對吸收器封頭、氣相出口管路的改造，解決了該技術(shù)問題，投產(chǎn)后機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，制熱效果良好。

熱泵；吸收器封頭；壓力計(jì)

熱泵機(jī)組由蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器、冷凝器和熱交換器等主要設(shè)備和抽氣裝置、溶劑泵、冷劑泵等輔助部分組成。

該吸收器為固定管板式換熱器。換熱管規(guī)格為Φ19×1.0×12 310 mm，換熱管材質(zhì)為304不銹鋼，換熱管數(shù)量為1 898根。原封頭為蝶形封頭，封頭直徑為Φ2 045 mm，封頭法蘭厚度為60 mm，封頭厚度為10 mm，豎向有2塊隔板，把換熱管均分成3部分，每部分對應(yīng)凝聚1條生產(chǎn)線的熱水，3部分應(yīng)互相分離，彼此不互串熱水，以保證每條生產(chǎn)線的熱水量穩(wěn)定；橫向有2塊隔板，把每條線熱水對應(yīng)的換熱管分為5管程。機(jī)組吸收器分3系統(tǒng)，可獨(dú)立運(yùn)行，共用同一個(gè)封頭，系統(tǒng)間有隔板進(jìn)行分隔。

1 變形分析

該吸收器生產(chǎn)工藝為擴(kuò)管+脹管+焊接形式，筒體生產(chǎn)完成后因焊接應(yīng)力造成管板內(nèi)凹變形，管板變形量較大對水室封頭隔板進(jìn)行加高修復(fù)，水壓試驗(yàn)成功后出廠［1，2］；2012年11月8日，對吸收器管板變形量進(jìn)行實(shí)測，見圖1。

圖1 吸收器變形量測量

由圖1可見，最大變形約3.5 mm，中間部位變形量最大，向四周成規(guī)律性減小。由于機(jī)組之前進(jìn)行過2次運(yùn)行，機(jī)組受熱，由于不銹鋼熱伸縮率為碳鋼1.5倍，換熱管伸長致使管板變形得到一定量恢復(fù)，機(jī)組生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行過蒸汽擴(kuò)管消除不銹鋼與碳鋼伸縮率差異，但仍有少量差異存在[3]。

2 改造方案

將水室重新加工車平，水室封頭加工墊片槽，槽深2.5 mm，墊片安裝后以鑲嵌形式密封，增強(qiáng)密封效果。在系統(tǒng)隔板處焊接護(hù)板形成墊片槽，防止墊片側(cè)滑。墊片槽面與隔板面處同一平面，法蘭面與隔板護(hù)板處同一平面，選用三元乙丙橡膠墊片，墊片厚度10 mm，增加密封效果。

2 .1氣相出口管路改造

發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)熱源為熱水或蒸汽時(shí)，發(fā)生器通常為管殼式結(jié)構(gòu)，熱水蒸汽走管內(nèi)，溴化鋰走管外,管殼式發(fā)生器中驅(qū)動(dòng)熱源與溴化鋰溶液之間的傳熱系數(shù)在1 000～2 000之間。蒸發(fā)器與發(fā)生器類似，熱源在管內(nèi)，工質(zhì)在管外，驅(qū)動(dòng)熱源與溴化鋰溶液之間的傳熱系數(shù)在2 000～3 000之間［4］。

機(jī)組調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)生器溫度偏低，機(jī)組做功效果不理想，蒸發(fā)器和發(fā)生器氣量不平衡。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況，初步判斷是氣相出口管路結(jié)構(gòu)不合理。蒸發(fā)器與發(fā)生器的出口管路同時(shí)進(jìn)入在緩沖桶內(nèi)產(chǎn)生一定的對沖作用，現(xiàn)場將蒸發(fā)器與發(fā)生器氣相出口管路改為并聯(lián)形式，熱源即汽提氣同時(shí)進(jìn)入蒸發(fā)器和發(fā)生器，保證發(fā)生器的發(fā)生溫度，提高機(jī)組做功效果。蒸發(fā)器和發(fā)生器原管路改造前后對比見圖2。

圖2 氣相出口改造前后對比

2.2 壓力點(diǎn)改造

（1）增設(shè)壓力計(jì)

真空度的保證對機(jī)組至關(guān)重要。如果機(jī)組發(fā)生泄漏，由于機(jī)組內(nèi)部是真空狀態(tài)，就會(huì)使空氣大量進(jìn)入機(jī)組內(nèi)部，空氣與機(jī)組內(nèi)的溴化鋰溶液接觸后加速腐蝕機(jī)組殼體，嚴(yán)重影響機(jī)組使用壽命。由于機(jī)組原設(shè)計(jì)只有現(xiàn)場真空度指示，為了防止上述情況的發(fā)生增加了遠(yuǎn)傳真空壓力計(jì)，把真空度數(shù)值引入DCS，保證對機(jī)組真空度的實(shí)時(shí)監(jiān)控［5］。

（2）U型真空壓力計(jì)改造

熱泵機(jī)組運(yùn)行過程中會(huì)定期對機(jī)組進(jìn)行抽真空，抽真空前檢查真空泵抽真空能力非常重要，如果真空泵抽真空能力不足，空氣可能就會(huì)通過真空泵進(jìn)入機(jī)組，不僅達(dá)不到抽真空目的，還會(huì)造成機(jī)組腐蝕。對現(xiàn)場U型真空壓力計(jì)進(jìn)行了移位改造。改造前現(xiàn)場U型真空壓力計(jì)位置見圖3（a），真空泵開啟后真空壓力計(jì)無法測量真空泵所能抽到最低真空度。改造后現(xiàn)場U型真空壓力計(jì)位置見圖3（b）。

圖3 現(xiàn)場U型真空壓力計(jì)氣改造前后對比

由圖3可見，真空泵開啟后只要關(guān)閉抽氣閥2和抽氣閥3打開抽氣閥1，通過U型真空壓力計(jì)就可觀察真空泵所能抽到最低真空度數(shù)值，如果讀數(shù)低于4 mm汞柱就可對機(jī)組進(jìn)行抽真空操作。

3 結(jié)束語

該機(jī)組于2012年8月31日開始調(diào)試，調(diào)試過程發(fā)現(xiàn)熱泵機(jī)組吸收器封頭外漏嚴(yán)重、3條生產(chǎn)線熱水互串、蒸發(fā)器和發(fā)生器氣相量不平衡、機(jī)組各測溫點(diǎn)測量溫度與實(shí)際偏差較大等問題。通過對熱泵機(jī)組的吸收器封頭、氣相出口管路及引溫引壓點(diǎn)進(jìn)行改造，投入運(yùn)行至今，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定制熱效果良好，大量節(jié)約了凝聚單元的蒸汽消耗。

［1］陳東，謝繼紅.熱泵熱水裝置［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：142-157.

［2］孫瑋，陳慧文.采用熱泵技術(shù)對順丁橡膠裝置進(jìn)行改造［J］.石油和化工節(jié)能，2009（3）：30-32.

［3］張松友，王松蘭.升溫型吸收式熱泵在合成橡膠凝聚裝置的應(yīng)用［J］.北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（3）：2.

［4］隋軍.工業(yè)環(huán)保與節(jié)能的有效手段一吸收式熱泵技術(shù)［J］.化工進(jìn)展，2001，21（6）：46-49.

［5］王以清.嗅化鋰吸收式熱泵的研究及應(yīng)用［J］.能源技術(shù)，2000，21（3）：177-179.

Analysis on transformation of heat pump units in cis-polybutadiene rubber plant

Zhang Peng，Jin Xin
（Daqing Petrochemical Company Equipment&Utilities Department，Daqing 163714，China）

During commissioning,the absorber heads of a butadiene rubber plant had outleakage,the gas phase quantity of evaporator and generator was unbalanced.Through transformation of absorber heads and gas phase outlet pipelines,the above problems were solved,and the pump units operated stably and had good heating effect.

heat pump;absorber head;pressure gauge

TQ333.2

B

1671-4962（2017）04-0042-02

2017-02-06

張鵬，男，工程師，2007年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院過程裝備與控制工程專業(yè)，現(xiàn)從事靜設(shè)備管理工作。