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【摘要】在投运配套二期聚丙烯伴热系统过程中,发现投用汽水换热器的热源(蒸汽)时,伴热水管网压力迅速升高,最高达到1.32MPa,高于工艺指标。针对这一生产问题,我组织技术人员采取多种措施后,查找出水在密闭条件下加热,体积相应膨胀的理论。在相应工况下进行试验,对膨胀水量进行放空后,解决了伴热水管网压力急剧升高的生产问题。
【关键词】换热器 伴热系统 压力
为配套二套聚丙烯装置,公司对八换伴热水系统进行扩建。八换新增伴热水系统100t/h,其中共有循环泵2台,补水泵2台,汽水换热器2台,水水换热器1台。在投运伴热系统中,发现每次投用汽水换热器热源(蒸汽)时,伴热水管网压力迅速升高。本文对伴热系统的投运过程中管网压力升高的生产问题进行分析,得出水在密闭条件下加热,体积相应膨胀的理论。通过对膨胀水量进行放空后,解决了伴热水管网压力急剧升高的生产问题。
1 伴热系统投运现象
2012年7月31日八换伴热系统汽水换热器开始投运蒸汽。在投运蒸汽过程中,发现在伴热水温度上升的同时,伴热回水、给水压力同时上涨。
投运蒸汽前,在没有启动补水泵的工况下。伴热给水压力、伴热回水压力呈缓慢下降趋势。15:55开始投用换热器E1414、E1415蒸汽后,伴热水温度上升的同时,伴热给水、回水压力直线上升。16:15停运蒸汽后,伴热给水压力、伴热回水压力开始直线下降。
伴热系统投运蒸汽前、后,伴热水管网各参数如下表1:
根据以上现象,技术人员分析出两点原因:
(1)压力表出现误差。在投运伴热系统热源后,随着伴热水温度上升,对换热器压力测点是否存在影响。
(2)换热器可能存在泄漏。换热器封头封闭不严,导致蒸汽漏入伴热系统中,导致伴热水压力极具上升。
通过联系仪表人员对6块在线压力表进行了标定,确定压力表完好,伴热水温度上升对换热器压力测点没有影响。
对换热器E1414、E1415壳程进行打压试验,水压保持至1.5 MPa20分钟 ,未发现有泄露。在换热器拆卸过程中,发现封头垫片型号不匹配。原有垫片为圆形,在换热器中间缺少密封。组织人员对3台换热器封头垫片进行了更换。
2 对伴热系统第二次投运
E1414、E1415换热器垫片更换完毕后,对伴热系统重新试运。在投用E1414、E1415换热器热源(蒸汽)后,伴热水管网压力依然上升。我组织生产办人员根据此问题召开专业研讨会,分析出3项问题。
(1)换热器封头垫片太薄(3mm),不能完全密封伴热水。大量伴热水从封头处泄露,造成换热器管程伴热水气化。
(2)蒸汽投用过快,造成换热器管程瞬间气化。
(3)由于伴热系统保有水量过少,密闭性强,在加热情况下,产生膨胀现象,导致管网压力升高。
针对以上问题采取了3条措施。
(1)用红外线测温器在换热器北侧封头进行测温,温度与伴热水温度相同,表示换热器循环良好。
(2)缓慢投用蒸汽,发现只要投用蒸汽,伴热水压力就开始上涨。
(3)在投用蒸汽过程中,对系统进行一定量的放空,发现在伴热水温度上涨的同时,可保证系统压力保持不变。
3 原因分析
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/syhz/syhz201313/syhz201313205-1-l.jpg)
经查阅相关资料,查找到水膨胀的相关理论,即水在密闭条件下加热,体积相应增大。水分子只是在温度升高时,占据更大的空间,水的体积增大了,但是系统的总水量没有变化。如下表2所示,水在各温度下的膨胀系数。
八换伴热系统保有水量的计算:
(1)八换至装置界区段:D N150 750m*2=1500m
(2)界区至装置内:
D N150 87m*2=174m D N100 39m*2=78m
DN50 10m*2=20m
(3)造粒区:DN100 60m*2=120m
(4)掺混区:DN50 43m*2=86m
(5)八换换热器:约4m3
整个伴热系统D N 1 5 0的管线长为1674m,DN100的管线长为198m,DN50的管线长为106m,
合计保有水量约为29.57+1.55+0.21+4=35.33m3
八换伴热水系统保有水量约35 m3,温度从70℃上升到90℃,体积将增加约0.46235m3,故系统压力上涨。
2012年8月15日,09:30开始投用换热器E1414蒸汽后,伴热系统温度上涨的的同时压力缓慢上涨。10:15增大了蒸汽用量,发现伴热水压力上涨速度增大。在趋势图中伴热系统压力有4处下降时段,分别为09:50、10:15、11:09、11:40对伴热水进行4次放空,用水龙头排水25分钟,水量约0.5 m3,与体积膨胀量基本吻合。经过放水后,投运蒸汽前、后,伴热水各参数基本呈直线趋势。
4 总结
通过本次生产技术问题的解决,建议在新建采暖、伴热系统时,应该安装回水缸和分水缸及配套的安全阀,避免由于水膨胀而造成系统超压影响安全平稳生产。
参考文献
[1] 黄卫星,陈文梅.工程流体力学[M].北京:化学工业出版社,2001
[2] 毕明树.工程热力学[M].北京:化学工业出版社,2001
【关键词】换热器 伴热系统 压力
为配套二套聚丙烯装置,公司对八换伴热水系统进行扩建。八换新增伴热水系统100t/h,其中共有循环泵2台,补水泵2台,汽水换热器2台,水水换热器1台。在投运伴热系统中,发现每次投用汽水换热器热源(蒸汽)时,伴热水管网压力迅速升高。本文对伴热系统的投运过程中管网压力升高的生产问题进行分析,得出水在密闭条件下加热,体积相应膨胀的理论。通过对膨胀水量进行放空后,解决了伴热水管网压力急剧升高的生产问题。
1 伴热系统投运现象
2012年7月31日八换伴热系统汽水换热器开始投运蒸汽。在投运蒸汽过程中,发现在伴热水温度上升的同时,伴热回水、给水压力同时上涨。
投运蒸汽前,在没有启动补水泵的工况下。伴热给水压力、伴热回水压力呈缓慢下降趋势。15:55开始投用换热器E1414、E1415蒸汽后,伴热水温度上升的同时,伴热给水、回水压力直线上升。16:15停运蒸汽后,伴热给水压力、伴热回水压力开始直线下降。
伴热系统投运蒸汽前、后,伴热水管网各参数如下表1:
根据以上现象,技术人员分析出两点原因:
(1)压力表出现误差。在投运伴热系统热源后,随着伴热水温度上升,对换热器压力测点是否存在影响。
(2)换热器可能存在泄漏。换热器封头封闭不严,导致蒸汽漏入伴热系统中,导致伴热水压力极具上升。
通过联系仪表人员对6块在线压力表进行了标定,确定压力表完好,伴热水温度上升对换热器压力测点没有影响。
对换热器E1414、E1415壳程进行打压试验,水压保持至1.5 MPa20分钟 ,未发现有泄露。在换热器拆卸过程中,发现封头垫片型号不匹配。原有垫片为圆形,在换热器中间缺少密封。组织人员对3台换热器封头垫片进行了更换。
2 对伴热系统第二次投运
E1414、E1415换热器垫片更换完毕后,对伴热系统重新试运。在投用E1414、E1415换热器热源(蒸汽)后,伴热水管网压力依然上升。我组织生产办人员根据此问题召开专业研讨会,分析出3项问题。
(1)换热器封头垫片太薄(3mm),不能完全密封伴热水。大量伴热水从封头处泄露,造成换热器管程伴热水气化。
(2)蒸汽投用过快,造成换热器管程瞬间气化。
(3)由于伴热系统保有水量过少,密闭性强,在加热情况下,产生膨胀现象,导致管网压力升高。
针对以上问题采取了3条措施。
(1)用红外线测温器在换热器北侧封头进行测温,温度与伴热水温度相同,表示换热器循环良好。
(2)缓慢投用蒸汽,发现只要投用蒸汽,伴热水压力就开始上涨。
(3)在投用蒸汽过程中,对系统进行一定量的放空,发现在伴热水温度上涨的同时,可保证系统压力保持不变。
3 原因分析
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/syhz/syhz201313/syhz201313205-1-l.jpg)
经查阅相关资料,查找到水膨胀的相关理论,即水在密闭条件下加热,体积相应增大。水分子只是在温度升高时,占据更大的空间,水的体积增大了,但是系统的总水量没有变化。如下表2所示,水在各温度下的膨胀系数。
八换伴热系统保有水量的计算:
(1)八换至装置界区段:D N150 750m*2=1500m
(2)界区至装置内:
D N150 87m*2=174m D N100 39m*2=78m
DN50 10m*2=20m
(3)造粒区:DN100 60m*2=120m
(4)掺混区:DN50 43m*2=86m
(5)八换换热器:约4m3
整个伴热系统D N 1 5 0的管线长为1674m,DN100的管线长为198m,DN50的管线长为106m,
合计保有水量约为29.57+1.55+0.21+4=35.33m3
八换伴热水系统保有水量约35 m3,温度从70℃上升到90℃,体积将增加约0.46235m3,故系统压力上涨。
2012年8月15日,09:30开始投用换热器E1414蒸汽后,伴热系统温度上涨的的同时压力缓慢上涨。10:15增大了蒸汽用量,发现伴热水压力上涨速度增大。在趋势图中伴热系统压力有4处下降时段,分别为09:50、10:15、11:09、11:40对伴热水进行4次放空,用水龙头排水25分钟,水量约0.5 m3,与体积膨胀量基本吻合。经过放水后,投运蒸汽前、后,伴热水各参数基本呈直线趋势。
4 总结
通过本次生产技术问题的解决,建议在新建采暖、伴热系统时,应该安装回水缸和分水缸及配套的安全阀,避免由于水膨胀而造成系统超压影响安全平稳生产。
参考文献
[1] 黄卫星,陈文梅.工程流体力学[M].北京:化学工业出版社,2001
[2] 毕明树.工程热力学[M].北京:化学工业出版社,2001