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监测换热器在大氮肥循环水系统中的应用与改进点击：1589 日期：[ 2014-04-26 22:42:41 ] |
| 冯正坤 刘其良 聂伟安 摘 要 叙述了国内大氮肥循环水系统现场监测换热器的现状, 总结了巴陵分公司尿素产品部在循环水系统使用现场监测换热器的工作, 以及对监测换热器所作的改进和应用。 关键词 循环水系统, 监测换热器, 应用 随着大型循环冷却水系统在石化、化工、医药、热电、轻工等工业装置上使用得越来越广泛, 循环冷却水系统中的腐蚀、结垢和积污等问题也日趋突出。水质管理和研究人员往往通过研制和开发水质配方, 最大限度地改善腐蚀、结垢和积污现象。 在循环水系统的不同部位安装相应的现场监测换热, 可以监测不同药剂配方在循环水系统中的运行情况。多年来, 原巴陵分公司尿素产品部质检中心为了确保大氮肥工艺装置的运行, 利用现场监测换热器和其他手段对循环水系统的结垢、腐蚀等情况进行有效地监测和观察就显得尤为重要, 特别是随着水稳药剂的发展, 需要对各阶段研制的水稳配方进行评定, 实用的现场监测换热器作为一种理想方便的监测设备是必不可少的, 该部在此方面作了一些切实可行的工作, 可为相关装置的应用提供重要参考。 1 原理及示意图 现场监测换热器是模拟装置工艺冷换设备的循环水冷却工况, 通过对换热管和水管内挂片的测试, 以及附设的相关温度计、流量计采集的数据,定期监测循环水系统的污垢热阻、垢层厚度、垢样成分、平均腐蚀率、点蚀深度等参数来跟踪、预测、判断循环水系统的水处理配方的实际效果、冷换设备运行状况以及生产装置工艺运行情况。它对保证循环冷却水系统的优质运行有着极其重要的参考价值。监测换热器的溶积流程示意图见图1 。 2 安装位置的选择 监测换热器使用效果的好坏及所测数据的真实性与其在现场安装的位置有直接关系。可选择安装以下3 种试验旁路流程: (1) 紧靠凉水塔的循环水水泵出口处, 直接由循环水泵出口向监测换热器供水, 经监测换热器后回凉水塔; (2) 重点换热器的附近, 并使监测换热器的工艺条件尽可能模拟生产工艺实际; (3) 循环水系统的总回路上。 巴陵分公司尿素产品部采用了前两种安装方式。合成、尿素装置扩能改造后, 由于原工艺换热器本身的局限性, 在夏季高温季节常发生一些制约生产的现象, 特别是尿素界区的几台关键换热器,有过因换热效果不好而制约生产负荷的现象。为查明原因, 该部于2000 年在尿素界区三楼上安装了一台市售的监测换热器, 由于其设计和制造的缺陷, 运行时常有问题发生, 且使用也不方便。 另在凉水塔下原建有一个专门用于监测循环水运行状况的监测房, 该部于2002 年1 月将一台原安装使用的分立式老式监测换热器更新为一台自行设计请专业厂家生产的不锈钢监测换热器(其中测试用的换热管与生产工艺换热器的管子同材质) ,用它对整个循环水系统的水质进行监测。 3 监测换热器的现状 国外对监测换热器的生产和使用情况报道得不多。国内基本上处于起步阶段, 只有江浙地区的一些小企业在生产, 价格在2 万～28 万元, 其设计和制造都比较粗糙, 使用起来问题也很多, 作者在使用过程中总结出以下几个问题。 (1) 对于敞开式循环冷却水系统来说, 不可避免地要由凉水塔带入一些杂质, 如各类昆虫、飘叶、飞絮等, 它们一旦进入监测换热器后, 会堵塞浮子流量计, 严重时将其卡死, 导致读数失真, 流量达不到要求。出现问题后, 厂家就在监测换热器的循环水主进口管道上, 安装了一个金属过滤网,使用时间一长, 过滤网常发生堵塞破损现象, 清洗困难。流量读数仍然失真。 (2) 每一次开、停车, 蒸汽系统不可避免地带水; 蒸汽管道内上次停车后的积水, 随开车蒸汽进入监测换热器, 造成整个监测换热器轻微喘振。致使压力和温度指示长期波动读数困难, 且数据失真严重, 影响监测换热器的正常运行。 ( 3 ) 换热管的有效长度一般在1100 ～1300 mm ,处理起来极不方便, 辅助设备多, 占地大(如超大型烘箱等) 。 4 改进后的检测换热器 巴陵分公司尿素产品部自20 世纪70 年代以来, 在监测房一直使用自制的分立式简易型监测换热器, 后因操作不便, 加之使用时间过长, 老化严重, 于2002 年进行了更新。为了彻底解决原使用的两台监测换热器存在的问题, 产品部组织对同类型的用户进行了广泛的调查和研究, 设计出了一种新型的现场用监测换热器。投用至今, 效果良好。 4. 1 对监测换热器的改进示意图(如图2 所示) 4. 2 改进后监测换热器特点 (1) 在冷凝水出口处疏水器前加装截止阀1 ,正常时阀1 处于关闭状态。当疏水器前的管道内凝结水太多时, 这时监测换热器的压力和温度指示会严重波动, 整个监测换热器会轻微喘振, 疏水器不能正常工作, 导致监测换热器所监测数据失真, 无法读数, 影响正常运行。此时打开阀1 , 可完全排除管道积水。喘振现象消失后, 立即关闭截止阀1。 (2) 在循环冷却水入口处并联安装两个自行设计的在线可拆式清洗过滤器, 并且在每个过滤器前、后各装一个截止阀。过滤器正常投用时一开一备, 清洗时用阀2 或阀4 调节流量, 可以做到相互反洗。如清洗9 时, 反洗时开启阀4 , 关闭阀5 ,使水反向冲洗滤网后从过滤器9 敞开处溢走。 (3) 加装的在线可拆式清洗过滤器8 、9 , 可滤掉水中的所有杂物。当杂物堵塞严重时, 切换成清洗状态。清洗时, 可以采取上述反洗方法清洗,也可以拧开过滤器帽, 取出圆柱形过滤装置洗净,两种方法都无需拆下整个过滤器。即不使整个装置停运, 又不会导致数据失真。 (4) 将1 100～1 300 mm换热管的有效长度分成等长的二段, 中间由同管径带螺纹的四氟乙烯管连接, 可节省一定的人力物力。 (5) 图1 中的3～5 , 原为玻璃温度计(带金属外壳) , 现全部改装成双金属温度计。这样就完全改变了过去那种玻璃温度计极易损坏和使用一段时间后无法看清读数的缺陷。 4. 3 改进后的效果 改进后的两台监测换热器使用一年多来, 基本上解决了原监测换热器使用不便、难以长周期运行和数据经常失真的缺陷, 为优化循环冷却水水质处理, 改进大氮肥生产装置的冷换效果发挥了重要的监测作用。 在合成氨、尿素装置进行季节性生产期间, 该监测换热器运行正常。由于监测设备能及时提供有效准确的监测数据, 经过各方努力, 使浓缩倍数较以前得到了很大的提高, 一般都达到了5. 0 以上,进入了国内同类装置的先进行列, 见表1 。在2002～2003 年度的全国石化系统水质年会上受到了相关专家的赞赏, 获得了良好的环保、节水效果。 |
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