影响DMTO装置急冷水干式空冷器长周期运行原因分析及对策
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摘 要：中煤陕西榆林能源化工有限公司DMTO装置急冷水干式空冷器在运行期间出现翅片管经常性堵塞、换热效率下降、翅片管泄漏、风机系统异响等情况，严重影响了装置长周期平稳运行，造成经济效益的损失。本文结合设备结构以及长期运行的经验，提出各项对策，确保了急冷水干式空冷器长、满、优运行。
关键词：空冷器;堵塞;泄漏
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.023
中煤陕西榆林能源化工有限公司DMTO装置急冷水干式空冷器（以下简称空冷器）是由兰州长征机械有限公司设计制造的鼓风式空冷器，设计数量14台，规格型号：GP12x3-6-258-2.5S-23.4/KL-IIa，用于将下游烯烃分离装置部分换热器换热后的急冷水冷却后，送入DMTO装置急冷塔。对于DMTO装置水循环和急冷塔温度的控制起到关键性作用，同时影响下游水洗塔和产品气的稳定性。
1 空冷器结构与工作原理
空冷器由构架、风机、翅片管、百叶窗和附属的平台、梯子等部件组成，其中翅片管、风机为空冷器的核心部件，决定着空冷器的换热能力。风机系统位于翅片管下方，采用电动机作为动力源，悬挂式朝上，使用5联组皮带带动风机传动系统，驱使4片铝合金叶片转动。空气在叶片带动下，由下而上进入翅片管外翅片管间隙，翅片管内流通急冷水，冷热交换，从而达到急冷水降温的效果。
2 影响空冷器长周期运行原因分析及对策
自2014年开工至今，空冷器在运行期间经常出现翅片管堵塞、换热效率下降、泄漏和风机系统异响等情况。非计划切出检修期间，因在用空冷器数量减少造成急冷水温度变化，影响水系统各项平衡。因此，空冷器的长周期运行显得至关重要。
（1）翅片管堵塞。1）原因分析。急冷水中因含有前工段反应气携带过来的大量催化剂，导致水中固含量较高。急冷水循环的动力源由1台急冷塔底泵提供，急冷水经泵加压后送至烯烃分离装置3台换热器，换热后返回DMTO装置空冷器。期间由于管线内部结垢及换热器堵塞等原因，导致空冷器处急冷水流量和压力下降。空冷器管箱为上进下出两程型式，长度3米。急冷水两条入口管道两侧分布于管箱上，各间距管箱侧边0.75米。按照设计理论来讲，进入管箱内的水会均匀分布的进入各翅片管，但是根据每次检修情况来看，翅片管内的堵塞情况不均匀，所以在运行期间，翅片管内存在偏流现象。偏流导致部分翅片管内急冷水流量减少，流速降低，水中催化剂沉淀，长时间积累后，将会造成翅片管内流道被堵塞。2）采取措施。加大急冷泵入口过滤网的清理频率，定期检查机泵完好情况，及时排除故障，保证急冷水流量、压力的稳定供应。严格控制装置前工段的变量操作，过多的变量将会导致反应器内催化剂大量的跑损，造成急冷水固含量增加。由于目前无法解决因设计原因导致的偏流问题，所以在工艺生产指标内，尽可能的通过急冷水一级旋液分离器加大急冷水的外甩，降低固含量。日常生产中，根据运行情况，定期对下游烯烃分离装置3台换热器和DMTO装置14台空冷器逐一进行离线高压水清洗或在线化学清洗。装置大检修期间，对急冷水管道进行高压水清洗，除去管壁内的结垢。
（2）换热效率下降。1）原因分析。空冷器换热效率下降的情况主要发生在夏季，由于环境温度的升高，导致空冷器翅片管急冷水进出口温差减小。此外，翅片变形，翅片管表面附着杂物，翅片管堵塞，百叶窗的张开角度，叶片安装角度，风机系统的机械故障等其他因素也会导致空冷器换热效率下降。2）采取措施。清除风机系统平台内外堆放的杂物，保证平台内空气流通通畅，使尽可能多的空气进入平台内。使用专用工具（扁口钳）修整变形的翅片，清除表面杂物，使用压缩空气吹扫表面浮尘，最大化发挥翅片作用。定期清洗烯烃分离3台换热器和DMTO装置14台空冷器，适当情况时可以加大频率。在安装许可的范围内，提升叶片安装角度，加大流经翅片管间隙的风量。根据环境温度调整百叶窗开度，必要时可全开，保证翅片管间空气流通的最大化。定期对风机系统进行保养、维修，确保空冷器风机系统的稳定运行。
（3）翅片管泄漏。1）原因分析。翅片管泄漏的情况主要出现在冬季，由于偏流导致部分管束堵塞，环境温度降为零度以下后，堵塞的管束易发生膨胀泄漏。导致急冷水的外漏，造成框架挂冰、地面结冰，严重影响生产安全。此外，由于管束的部件全部由碳钢材料组成，所以水系统的酸碱度对管束的长周期运转也起到关键性作用。2）采取措施。入冬前提前清洗換热器和空冷器冬季在风机系统平台四周加装围挡，大量采用便于拆卸的活动门，根据急冷水温度和围挡内温度来综合考虑活动门的安装数量。也可通过改变部分电机转向，使热风吹入围挡内，来调节围挡内环境温度。风机平台增设排水系统，将泄漏的水排入指定地点，减少因为结冰造成的安全隐患。严格控制急冷水PH值，避免因酸碱度的影响造成设备整体腐蚀现象的发生。
（4）风机系统异响。1）原因分析。空冷器风机传动方式为带传动，长期运行的皮带由于拉伸易造成皮带与轮毂出现摩擦异响。由于电机与风机均采用竖直悬挂式安装，风机的大胶轮与电机的小胶轮在长期使用中会因其他因素导致不在同一水平度上，加速了皮带的拉伸。电机与风机均采用滚动轴承，缺少润滑脂或者轴承磨损是风机系统轴承异响的主要来源。此外，护网焊点的断开或者紧固螺栓的松动，也是造成异响的常见因素。2）采取措施。定期检查皮带的松紧度，使用电机的调节螺杆调整大小胶带轮的间距，及时更换损坏、开裂的皮带，保证风机系统安全运行使用细线绳（或水平仪）检查大小胶带轮是否水平[1]，调整两者水平度，消除因水平度原因造成的皮带拉伸。定期对各轴承润滑情况进行检查，补充润滑脂，防止因缺脂造成轴承干摩擦损坏。此外，大小胶带轮水平度的不同也会影响轴承受力偏差，减少轴承使用寿命，应予以消除。经常检查护网各焊点和紧固螺栓，发现焊点断开或者螺栓松动的情况，及时予以处理，消除隐患。
3 结束语
急冷水干式空冷器作为DMTO装置的关键设备，它的运行情况直接影响到整个装置的长周期运转。所以日常巡检、监盘时应予以重点关注，及时处理各种问题，提前做好各项防范措施，保证空冷器的长周期运行。
参考文献：
[1]卜鑫.空冷器常见故障及处理[J].工业技术，2014，No.10（下）：
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