陶衛(wèi)君

（中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

克拉瑪依石化公司對(duì)全廠各個(gè)裝置的蒸汽冷凝水按照含油和無(wú)油分類回收、統(tǒng)一換熱、處理、再利用。其中無(wú)油冷凝回水先與新水換熱，再進(jìn)行除氧后作為熱電廠鍋爐給水；含油冷凝水先與新水換熱，再進(jìn)行除油后作為常溫軟化水用于各裝置工藝注水、濕式空冷器噴淋用水等。換熱后新水進(jìn)入化學(xué)除鹽系統(tǒng)離子交換器除鹽作為鍋爐補(bǔ)給水。無(wú)油冷凝回水和含油冷凝水與新水換熱的是2臺(tái)板式換熱器，其中含油冷凝水與新水換熱的2#板式換熱器投運(yùn)后換熱效果一直不理想。

1 板式換熱器參數(shù)及存在的問(wèn)題

1.1 板式換熱器參數(shù)

無(wú)油和含油冷凝水與新水換熱的2臺(tái)換熱器均為北京華都換熱設(shè)備廠生產(chǎn)的板式換熱器，主要性能參數(shù)：型號(hào)H200-0.8M-120 m2，負(fù)荷3000 kW，冷凝水進(jìn)/出口溫度80℃/60℃，新水進(jìn)/出口溫度20℃/45℃，板片數(shù)量146片，單片換熱面積0.82 m2，熱交換面積120 m2，設(shè)計(jì)壓力1.6 MPa，設(shè)計(jì)溫度150℃，板片材料SUS304，密封墊材料丁晴橡膠。該板式換熱器采用簡(jiǎn)單夾緊式框架結(jié)構(gòu)和U形流程組合，2種流體進(jìn)行全逆流換熱。

1.2 存在問(wèn)題

（1）換熱效果差，冷凝水熱量無(wú)法回收。含油冷凝水與新水換熱的2#板式換熱器投用后不到3個(gè)月，換熱效果開始變差，換熱后冷凝水側(cè)出口溫度從約60℃升高到75℃，僅比進(jìn)口低約5℃，遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)的換熱效果。換熱效果變差帶來(lái)兩個(gè)直接后果，一是含油冷凝水熱量無(wú)法回收，造成含油冷凝水熱量浪費(fèi)；二是含油冷凝水換熱后溫度偏高，作為常溫軟化水用于濕式空冷器噴淋用水，對(duì)空冷器安全運(yùn)行很不利。

（2）新水側(cè)流量小、進(jìn)出口壓差大。2#板式換熱器新水側(cè)流量明顯降低，對(duì)新水側(cè)進(jìn)口過(guò)濾器進(jìn)行檢查、清理后，新水流量仍然小。該板式換熱器設(shè)計(jì)新水側(cè)流量為120 t/h，但根據(jù)測(cè)算實(shí)際新水流量?jī)H約為40 t/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。新水側(cè)的進(jìn)出口壓差從剛開始投運(yùn)時(shí)的（0.01～0.02）MPa增到約0.15 MPa。

2 原因分析

2.1 新水側(cè)結(jié)垢嚴(yán)重，堵塞通道

（1）根據(jù)2#板式換熱器新水側(cè)流量降低、進(jìn)出口壓差增大、冷凝水側(cè)出口溫度升高等現(xiàn)象，判斷是2#板式換熱器新水側(cè)板片間通道堵塞導(dǎo)致?lián)Q熱效果不理想。經(jīng)檢測(cè)，與含油冷凝水換熱的新水硬度比較高，鈣、鎂離子含量最高接近200 mg/L，含油冷凝水溫度又比較高，最高達(dá)到95℃。新水與含油冷凝水換熱后溫度升高，易在新水側(cè)板片間通道內(nèi)形成水垢，再加上板式換熱器換熱通道非常狹窄，水垢進(jìn)一步縮小了換熱通道，使得新水通流量降低、進(jìn)出口壓差增大。由于水垢的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于不銹鋼板片的導(dǎo)熱系數(shù)，因此大大降低了換熱器板片的傳熱效率。

（2）熱電廠內(nèi)的新水管道使用年限比較長(zhǎng)，管壁生銹嚴(yán)重。尤其是新水中斷重新投用后，管壁上大量鐵銹泥垢隨著新水進(jìn)入與換熱器板片表面的水垢結(jié)合，形成巧克力色的水垢片（圖1），嚴(yán)重堵塞換熱通道，造成換熱器換熱效率降低。

2.2 含油冷凝水側(cè)油垢影響換熱效率

圖1 新水側(cè)板片間水垢

含油冷凝水匯集了全廠數(shù)十個(gè)裝置的蒸汽冷凝水，成分復(fù)雜，各類油品泄漏進(jìn)入冷凝水時(shí)有發(fā)生，尤其是瀝青膠質(zhì)類稠油隨著冷凝水進(jìn)入換熱器，易在換熱器板片表面形成黏稠的油垢（圖2），雖然不會(huì)堵塞換熱通道，但大大降低了板片換熱系數(shù)，影響換熱效率。

3 板式換熱器解體清洗及效果

3.1 解體清洗步驟

（1）拆卸板片。拆卸板片前，先測(cè)量好板片兩端壓緊板之間的距離值，然后用扳手將夾緊螺母按照對(duì)角交叉的順序分組均勻松動(dòng)，逐步卸去每組夾緊螺桿載荷，最后把板片移到上導(dǎo)桿缺口處取出，并記錄板片的排列順序號(hào)。

（2）清洗、檢查板片。對(duì)2#板式換熱器解體后發(fā)現(xiàn)，新水側(cè)板片間積存了大量的巧克力色的水垢，已將通道堵塞。板片拆卸過(guò)程中大部分水垢即自行脫落，對(duì)板片上剩余水垢采用人工用不銹鋼清潔球和清水刷洗，以保證板片表面的清潔干凈。

（3）清洗密封槽、更換密封墊。從密封槽中提出舊的墊片，徹底清洗密封槽，含油冷凝水側(cè)槽內(nèi)油垢可以用刷子沾溶劑丙酮擦洗。清洗干凈并擦干后按照原來(lái)的密封形式更換新的密封墊片。

（4）組裝板片。按拆下時(shí)記錄的板片排列順序號(hào)依次將板片排列好，然后按規(guī)定的順序均勻?qū)菙Q緊螺栓，以保持板片的平行狀態(tài)，直到擰緊到固定板和活動(dòng)版之間的距離達(dá)到解體前所測(cè)量的距離值。

（5）液壓試驗(yàn)。板式換熱器組裝后要進(jìn)行液壓試驗(yàn)，液壓試驗(yàn)要按新水側(cè)和含油冷凝水側(cè)分別進(jìn)行，緩慢升壓至工作壓力的1.25倍，保持30 min無(wú)泄漏、掉壓現(xiàn)象為合格。

圖2 含油冷凝水側(cè)板片間油垢

3.2 解體清洗后運(yùn)行效果

通過(guò)解體清洗，2#板式換熱器的換熱效果基本恢復(fù)，含油冷凝水側(cè)出口溫度降到約60℃，基本達(dá)到設(shè)計(jì)值，新水側(cè)進(jìn)出口壓差恢復(fù)到（0.01～0.02）MPa。但解體清洗后不到3個(gè)月，2#板式換熱器又出現(xiàn)換熱效果變差、新水側(cè)流量小、進(jìn)出口壓差大等現(xiàn)象，再次解體清洗。之后2#板式換熱器正常運(yùn)行周期越來(lái)越短，而且解體清洗后板片間的密封墊現(xiàn)場(chǎng)粘貼質(zhì)量不好，密封效果不理想，運(yùn)行時(shí)有內(nèi)、外泄漏現(xiàn)象，已經(jīng)影響到2#板式換熱器的正常運(yùn)行。

4 更換管殼式換熱器及效果

4.1 更換管殼式換熱器型號(hào)

鑒于板式換熱器本身存在換熱通道狹窄，新水側(cè)易結(jié)垢堵塞換熱通道，導(dǎo)致含油冷凝水與新水換熱效果差，而且頻繁的解體拆洗導(dǎo)致密封墊泄漏嚴(yán)重，決定將2#板式換熱器更換為無(wú)錫鼎邦換熱設(shè)備有限公司生產(chǎn)的BES800-1.6-160-6/25-4型管殼式換熱器，主要性能參數(shù)，見(jiàn)表1。

4.2 換熱器換型后運(yùn)行效果

管殼式換熱器投運(yùn)后，含油冷凝水與新水換熱效果比較好，含油冷凝水換熱后溫度穩(wěn)定在（60～65）℃，新水換熱后溫度穩(wěn)定在（40～45）℃，而且新水側(cè)進(jìn)出口壓差一直＜0.02 MPa。

5 結(jié)論

板式換熱器雖然傳熱系數(shù)比較高，但由于換熱通道狹窄，新水側(cè)易結(jié)垢導(dǎo)致通流量減少，進(jìn)出口壓差大，需要頻繁解體清洗換熱器，實(shí)際換熱效果并不理想。更換為管殼式換熱器之后，盡管傳熱系數(shù)下降，但是管程新水換熱通道較大，不易堵塞，含油冷凝水與新水實(shí)際換熱效果比較好，既充分回收了含油冷凝水的熱量，又有利于濕式空冷器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

表1 管殼式換熱器主要性能參數(shù)