中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266061

1 施工概況

膜分離技術(shù)主要有分離、濃縮、純化和精制的功能,同時具備高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征,目前已廣泛應(yīng)用于煤液化領(lǐng)域。膜分離技術(shù)在煤直接液化裝置實現(xiàn)原料氫氣在高壓狀態(tài)下操作,壓力為18.1MPa,氫氣濃度由進(jìn)料時的86%被提純?yōu)?6%。神華鄂爾多斯煤直接液化裝置膜分離使用的是柏美亞公司的成套設(shè)備,代表美國空氣產(chǎn)品公司的最先進(jìn)技術(shù)。本裝置膜分離設(shè)備共計60根、240道高壓密封面,而高壓密封質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到裝置能否順利投產(chǎn)。膜芯施工工藝特殊,極易折斷,且須防水與防油污,因此施工需采取切實措施,確保膜芯拆裝質(zhì)量。

2 施工特點

(1)膜分離設(shè)備操作壓力高,高壓密封質(zhì)量好壞直接關(guān)系到投產(chǎn)時是否會產(chǎn)生泄漏;

(2)膜芯造價昂貴,每根膜芯價值40萬元,且膜絲直徑很小、極易斷裂,因此檢查與更換必須仔細(xì)小心;

(3)膜分離設(shè)備筒體、伴熱線多且比較復(fù)雜,拆裝前需標(biāo)記好,以方便回裝。

3 施工方法

3.1 標(biāo)識

3.1.1 伴熱線標(biāo)識

每根筒體本身有兩根伴熱線,為防止伴熱線恢復(fù)時順序混亂無法順利安裝復(fù)位,需進(jìn)行編號標(biāo)識,以方便回裝。

3.1.2 設(shè)備筒體與集合管法蘭標(biāo)識

每跟膜筒體法蘭與上下集合管法蘭連接位置、上下集合管本體都要做好編號標(biāo)識,以方便原位置進(jìn)行回裝。膜分離設(shè)備拆除前全景如圖1所示。拆除前需將膜筒體與伴熱線使用紅色油漆進(jìn)行編號,確保原位置進(jìn)行復(fù)位回裝。

3.2 拆除施工工藝

3.2.1 伴熱線拆除

伴熱線拆除采用鋸條沿上部集合管同一方向進(jìn)行切割,將拆除下來的伴熱線有序地擺放到地面上。

3.2.2 上部集合管拆卸

上部集合管與筒體是法蘭連接,在拆卸前需做好標(biāo)記。上部集合管與筒體使用25t吊車吊裝至地面,集合管底部用道木支墊。

圖1 膜分離設(shè)備拆除前全景圖

3.2.3 筒體拆卸

因筒體與膜分離框架之間有螺栓連接的支撐,待上部集合管拆卸之后,下部集合管與筒體下法蘭、筒體之間法蘭可同時拆卸。

3.2.4 清洗處理

對拆卸下來的八角墊片、限流孔板進(jìn)行清洗處理,將表面的油污、灰塵處理干凈,經(jīng)車間技術(shù)人員確認(rèn)后利舊使用。

3.2.5 拆模

使用十字和一字螺絲刀更換彈簧墊片,取膜時需平衡用力,慢慢將膜抽出,避免損壞膜芯(見圖2);膜取出后,需在膜頭上進(jìn)行編號標(biāo)記以方便回裝(見圖3);與車間負(fù)責(zé)人檢查膜是否可再回收使用,同時清理筒體內(nèi)壁臟污;取出的膜如當(dāng)天不能回裝,必須用防雨篷布整體覆蓋進(jìn)行防護(hù)。

圖2 將膜從筒體內(nèi)抽出

圖 3 舊膜做好標(biāo)記并擺放整齊

3.3 回裝工藝

3.3.1 膜回裝

用提前做好的專用工具測量膜頭在筒體內(nèi)部的位置,扎緊膠皮圈卡扣。因膜芯造價昂貴,檢查與更換時必須仔細(xì)小心?；匮b時先裝好膜頭內(nèi)部墊片,用專用塑料袋將膜芯整體包緊,在尾部塑料部位綁扎鐵絲。裝膜時,在膜分離器的另一端3人同時拖拉鐵絲將合格的膜芯放入筒體內(nèi),確保整個膜頭進(jìn)入筒體內(nèi),再將膜芯包裹的塑料帶取出。膜芯不得有油污污染或淋水,否則膜會損壞。新膜與專用工具測量過程詳見圖4。

圖4 新膜與專用工具測量過程

3.3.2 筒體法蘭合口

螺栓緊固完成后要對法蘭之間的間隙進(jìn)行測量;對稱間隙測量合格后,經(jīng)車間技術(shù)人員確認(rèn)合格方可進(jìn)行回裝。

3.3.3 回裝膜筒體

使用25t吊車自北向南依次吊裝筒體,并按編號順序依次進(jìn)行安裝。

3.3.4 上下集合管回裝

膜筒體回裝完一組后,即可回裝集合管。按照拆卸前做好的標(biāo)記有序回裝集合管,集合管與筒體為高壓八角墊片密封;回裝前需仔細(xì)清理密封槽,用清洗劑噴涂密封面,再用干凈軟布將密封面擦拭干凈;密封面清理完自檢合格后,還要由車間技術(shù)人員現(xiàn)場確認(rèn)合格方可回裝。

3.3.5 伴熱線回裝

伴熱線按照拆卸前做好的標(biāo)記有序回裝,注意伴熱線綁扎長度。

3.4 氣密與熱緊

投產(chǎn)前配合車間進(jìn)行高壓氣密,如發(fā)現(xiàn)漏點及時進(jìn)行緊固。根據(jù)介質(zhì)升溫情況,達(dá)到熱緊溫度后進(jìn)行熱緊。

4 施工注意事項

4.1 高壓密封

因膜分離設(shè)備為高壓工作環(huán)境,操作壓力達(dá)18.1MPa,因此高壓密封為質(zhì)量管理的重點。

(1)密封墊為八角鋼墊,鋼墊應(yīng)輕拿輕放、集中存放、專人管理,檢修中拆下的鋼墊應(yīng)用干凈軟布纏好,做好標(biāo)記放置倉庫集中管理,不允許隨意亂放。

(2)用專用砂紙沾柴油將密封槽及鋼墊表面的浮銹打磨掉,用清洗劑噴涂密封面;再用干凈軟布將密封面擦拭干凈。

(3)檢查密封面和鋼墊是否完好,確保無缺陷。如果八角鋼墊有貫穿性缺陷要及時更換新墊片。

(4)如果檢查后發(fā)現(xiàn)法蘭密封面出現(xiàn)缺陷或者接觸面測試不合格,需要對法蘭密封面進(jìn)行研磨。

4.2 保護(hù)膜絲

膜芯為膜分離的關(guān)鍵部件,需注意對膜絲的保護(hù)。

(1)檢修前做好安全技術(shù)交底,著重強(qiáng)調(diào)模芯價值的昂貴,因一旦膜絲斷裂,將無法實現(xiàn)氣體分離,導(dǎo)致裝置檢修失去意義。

(2)檢修期間對膜芯的檢查與更換必須謹(jǐn)慎小心,因每根膜絲直徑與頭發(fā)直徑相仿,極易斷裂,若拆裝不慎導(dǎo)致膜芯損壞,將無法達(dá)到氣體分離效果。

(3)施工過程要做好成品保護(hù),不能接觸油污?；匮b前用塑料袋將膜芯整體包緊,回裝時要輕拿輕放、用力均勻;膜芯裝完后,將膜芯包裹的塑料帶取出。

(4)膜芯不能淋雨,現(xiàn)場施工時要挑選晴朗天氣進(jìn)行施工,同時備好防雨篷布。一旦下雨,要第一時間進(jìn)行覆蓋。

(5)做好過程監(jiān)控,更換膜芯施工時,技術(shù)質(zhì)量人員全程做好旁站監(jiān)督,確保膜芯不發(fā)生損壞。

5 結(jié)束語

煤液化裝置膜分離設(shè)備檢修質(zhì)量好壞直接決定是否能夠在高壓狀態(tài)下實現(xiàn)氫氣提純,是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。本文全面介紹了膜分離設(shè)備檢修的施工方法、施工特點、施工難點與注意事項,期望對后續(xù)同類裝置施工具有更好的借鑒。