再沸器泄漏原因分析及改进措施

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摘 要：根据甲乙酮生产中，E-2251塔釜再沸器操作运行中存在的问题，指出了防冲挡板冲刷损坏的危害性，分析了产生防冲挡板冲刷的原因，有效的防止了防冲挡板的冲刷，实践证明该改进措施具有较强的操作性。

关键词：再沸器 防冲挡板 冲刷 泄漏 改进

引言

再沸器防冲挡板是防止再沸器入口介质直接冲击换热管束，对换热管束起保护作用的一个零件，但由于设计、制造、操作等诸多原因，在再沸器正常运行中，防冲挡板冲刷的现象时有发生，冲刷的防冲挡板不但起不到保护换热管束的作用，而且在入口介质的压力冲击下，导致再沸器的壳程和管程介质短路，使其无法正常运行，甚至报废。

一、简介

甲乙酮E-2251塔釜再沸器于2009年9月投入使用。在2013年6月，由于再沸器长期运行，受介质蒸汽的影响，导致再沸器泄漏，造成甲乙酮成品中带少量水。

1.再沸器主要设计参数

2.再沸器防冲挡板结构图

2.1 防冲挡板结构见图1

2.2 防冲挡板各零部件材料表2

3.再沸器泄漏情况

再沸器于2009年9月投用至今运行3年9个月出现壳程向管程泄漏，导致再沸器无法正常运行，再沸器的泄漏问题已严重制约着装置的长周期生产，并造成很大停车损失，本文对泄漏的原因进行分析，并提出了可行的改进措施。防冲挡板冲刷如图所示：

二、泄漏原因分析

1.介质冲刷

当介质蒸汽入口处的汽流速度较高且汽流中含有较大水滴时，水滴随高速气流运动，直接撞击防冲挡板、筋板、壳壁，并受蒸汽的冲刷焊缝开裂，经过长期运行及时间的积累，将再沸器最上面的一排换热管束砸漏，使防冲挡板和筋板、壳壁相连的焊缝受蒸汽的冲刷而损坏。造成壳程与管程介质短路，导致再沸器无法正常运行。

2.压力波动

由于再沸器在运行中压力不断地变化，并且变化的范围较大，导致入口的蒸气对防冲挡板及筋板的冲击力不断地改变，造成防冲挡板及筋板不断地抖动，尤其是防护挡板中心处抖动的幅度最大。

2.3 疲劳破坏

由于防冲挡板及筋板不停抖动，在应力集中的焊缝处，应力不停地反复作用，长期以来使焊缝开裂。

三、改进措施

将改进后（图2）和改进前的防冲挡板（图1）进行比较，在材料和结构尺寸基本没有改变的情况下，只是对防冲挡板的厚度进行了改变及增加了筋板的厚度（根据设备参数、波动情况和物料入口尺寸的大小选厚度、尺寸、长短适当的筋板）。

1.预防冲刷

严格按照工艺指标要求，控制再沸器热源蒸汽温度、流量操作，切勿大幅度调整。甲乙酮合成与精制工艺流程长，其一、一旦误操作就给设备和管道带来不良的影响，其二、会造成甲乙酮成品不合格。严格操作对改善设备、生产是非常严重的。

2.改变防冲挡板厚度

在不影响介质流通面积的情况下，将防冲挡板的厚度由6mm增加至8mm，是为了提高防冲挡板抗冲击力的刚度，在压力波动使防冲挡板所受冲击力不断变化时，防冲挡板的抖动将大大降低。

3.改变筋板厚度

筋板的厚度由6mm增加至8mm，筋板上边和入口接管的内壁焊接，下边和防冲挡板焊接要焊透，从而提高抗冲刷能力，这样压力冲击载荷作用在防冲挡板上时，就防止了防冲挡板随着压力的变化而抖动，同时也大大减轻了防冲挡板和筋板、壳壁焊接处的应力集中，防止了焊缝开裂。经改进后的再沸器在使用过程中未发生泄漏，设备运行平稳。

参考文献：

[1]钱颂文.换热器设计手册.北京：化学工业出版社，2002. 192-209

[2]卓震.化工容器及设备.北京：中国石油出版社，1998. 445-453 4

[3]国家质量技术监督局.中华人民共和国国家标准GB151-1999管壳式换热器.北京：中国标准出版社，2000. 109-125

作者简介：何奋彪（1981-），男，甘肃省天水市人，大学本科，助理工程师。