解决大型空分装置增压机换热器出口温度高的问题

解决大型空分装置增压机换热器出口温度高的问题

陈锦华

国家能源集团宁夏煤业煤制油分公司空分厂，宁夏 银川 750000

摘要：大型空分增压机换热器随着运行时间增加，出口温度容易升高，换热器换热效率下降，在线处理难度高，制约着装置长周期运行。根据生产情况，通过对装置运行数据收集，分析排查制定相应改善措施，降低换热器出口温度，使得装置稳定高效运行。

关键词：增压机；换热器；换热效率；

某大型空分装置增压机换热器出口温度设计值为38℃，随着装置运行时间的积累，增压机换热器出口温度逐渐升高，实际运行中，增压机换热器运行温度最高能达到50.5℃。长期高温运行的危害有

1、负荷低：压缩空气温度升高，压缩机压缩难度高，压缩机流量下降，膨胀机制冷量不足。2、喘振：温度升高进气量不足，过小的进气量造成喘振，影响装置安全运行。

经调查：1、增压机三级换热器出口温度持续升高，

持续的高温运行需要装置紧急停车检修
。2、增压机三级出口空气得不到有效冷却，造成二段入口温度高。气体温度升高，入口流量降低，二段导叶持续开大，压缩机工作效率降低，装置能耗增加，且进气量不足有喘振风险。3、因增压机出口温度过高，空分装置制冷不足，氧气产量降低至80000Nm3/h，影响后系统负荷，正常需求量在90000Nm3/h以上，增压机换热器出口温度升高，制冷量不足。

经排查换热器温度上涨的同时循环水流量下降，由于三四级换热器处于增压机上水总管的末端，更容易携带脏物；在拆捡换热器水侧时发现大量塑料填料等杂物，换热器堵塞严重，因此循环水上水易携带杂物对换热效率影响大。检查、分析供换热器循环水水质差、水质硬，当换热器温度升高后，矿物质垢更容易沉积，越沉积换热效率越低，温度继续升高，如此循环恶化。

查询设备设计资料，增压机换热器管程材质为铁白铜。针对换热器结垢问题，根据换热器材质和换热器垢样分析后，讨论选择柠檬酸做为清洗剂；取换热器垢样经调制不同浓度柠檬酸反复测试，5%浓度柠檬酸效果较好，最终确定用5%柠檬酸对换热器进行酸洗。针对部分严重的换热器结垢部分，单独酸洗无法彻底清除，采取高压清洗配合酸洗的方法进行彻底清除。由于换热器循环水携带杂物多，在上水总管技改增加主路滤网及反冲洗管线，并定期反冲洗除杂。优化药剂投加频次及药剂量，改良定时一次性加药为药剂泵连续匀速加药，持续监控及时调整，提高水质。

实施效果检查：换热器酸洗前后，统计分析换热器进气与循环水温差温差逐步降低。

高压清洗管束完成后，增压机三级出口温度明显降低，最终维持在40℃以下。达到预期目标，增压机三、四级换热器后温度显著降低，为安全稳定生产奠定基础。

1 经济效益情况

1）采取控制措施以后，平均减少因增压机入口温度高高跳车或非计划停车检修2次，单次开车时间约40h，消耗高压蒸汽7600t，约76万元；消耗循环水24万吨，约72万元，消耗电量约6万KW.h，约6万元；换热器检修高压清洗一台换热器4万元；合计两次共节省316万元。

2）解决因高温天气下增压机入口温度高，中抽仪表气无法外送，同时其他各套空分因负荷高相应降低中抽仪表气外送量。仪表气管网压力偏低，需启动一台空压站压缩机，单台仪表空气压缩机耗电量3000kw/h，每天消耗7.2万kw.h工业电，每年单台压缩机平均运行时间为一个月。此项目实施后，每月可节省电费约216万元。综上每年共可节约532万元。

通过探究处理，活动达到预定目标的同时，取得了良好的经济效益和安全效益。本次活动制定的相关措施以后将推广应用在其它换热器上，持续降低企业生产成本。

参考文献：

[1]张永俊.影响空分装置安全稳定运行的因素及应对措施[J].大氮肥,2022,45(05):322-324.

[2]胡平,谭太敏,吕艳丽.大型空分装置筒式增压机打气量不足的问题分析与改造[J].四川化工,2022,25(02):35-38.

[3]王祥伟,张金辉,时洪波等.空分装置氧产量扩产改造总结[J].氮肥技术,2021,42(01):17-19.