貧富溶劑板式換熱器泄漏分析及處理

蔣建國 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 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。自2014年安裝試壓以來，四套聯(lián)合裝置共8臺該型設(shè)備均出現(xiàn)不同程度泄漏現(xiàn)象。通過對換熱器進行泄漏板芯堵焊、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)安全運行。

板式換熱器；泄漏；問題處理

目前，針對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。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，通過對換熱器進行泄漏板芯堵焊、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)安全運行。

1 脫硫系統(tǒng)工藝介紹及板式換熱器優(yōu)點

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入富液緩沖罐，隨后進入貧富液換熱器，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，成為再生貧液。貧液經(jīng)塔底泵進入貧富液換熱器后，經(jīng)空氣冷卻器等設(shè)備后進入吸收塔。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個優(yōu)點：

(1)結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小。

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

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)合兩臺該設(shè)備到廠安裝試壓出現(xiàn)介質(zhì)泄漏問題，后經(jīng)返廠維修后，投入生產(chǎn)使用，2014年12月運行一個月后再次出現(xiàn)胺液滲漏問題。同時，自凈化廠投產(chǎn)以來，四套聯(lián)合裝置共8臺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 問題分析及處理

針對板式換熱器E-101出現(xiàn)的問題，凈化廠相關(guān)專業(yè)負責(zé)人會同設(shè)備原廠家斯必客技術(shù)人員對設(shè)備泄漏進行分析，對不同設(shè)備問題提出相應(yīng)解決方案，最終通過設(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)人員對設(shè)備本體進行滲透（PT）檢測。共發(fā)現(xiàn)設(shè)備襯板焊縫共有5處≯3mm裂紋，并對襯板焊縫裂紋進行補焊。

3.2 設(shè)備密封墊壓縮量不合格、預(yù)緊力調(diào)整

在對設(shè)備進行拆卸檢查時，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，隨機配合廠家技術(shù)人員對設(shè)備墊片壓縮量進行測量，經(jīng)過測量后確定密封墊壓縮量無法達到規(guī)定值。主要原因為設(shè)備碳鋼包邊高于設(shè)備襯板墊片位置，導(dǎo)致密封墊無法壓緊至規(guī)定位置，壓縮量不合格。隨后，對設(shè)備碳鋼包邊進行統(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螺栓預(yù)緊力壓緊，技術(shù)人員最終確定對所有8臺該型設(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8臺在運行設(shè)備進行了重新緊固。

3.3 通氣孔、板芯泄漏

在對設(shè)備進行拆卸檢查時，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，遂對泄漏板層進行補焊。

3.4 工藝操作優(yōu)化

元壩凈化廠貧富溶劑換熱器設(shè)計容積288.1m3，實際運行處理量340-350t/h。針對該型設(shè)備頻繁出現(xiàn)泄漏的問題，對該設(shè)備操作、維護進行了調(diào)整。

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

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

(3)及時處理板式換熱器偏流問題，通過設(shè)備后路溶劑再生塔溶液溫度，及時調(diào)整E-101換熱器運行狀態(tài)，尤其注意進塔胺液溫度明顯降低時或裝置原料氣處理量大幅波動時的運行狀態(tài)。

通過對設(shè)備本體問題的維修、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)運行中泄露問題解決，工況良好，未出現(xiàn)泄漏情況。

4 結(jié)語

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)過一年多的整改和優(yōu)化，該設(shè)備泄漏問題已得到解決。設(shè)備的良好運行，節(jié)約了檢修維護費用，降低了生產(chǎn)成本，減少了胺液泄漏對環(huán)境的污染，經(jīng)濟效益顯著。

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

[2]李宗會超薄板換熱器的研制[J].壓力容器，1998,4:51-53.