高压板翅式换热器氧通道堵塞原因分析和处理

　　山东华鲁恒升化工股份有限公司(以下简称:华鲁恒升) KDON-48000/45500型空分设备,由杭州杭氧股份有限公司设计制造,采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、液氧内压缩、全精馏无氢制氩流程以及DCS控制系统,于2007年2月正式开车,顺利生产出合格的氧气、氮气产品,保证了华鲁恒升原料煤本地化及动力结构调整项目的正常投产。2008年8月,按照公司计划48000 m3/h空分设备停车、复温,进行检修,再开车后发现高压板翅式换热器氧侧通道阻力不断上涨,影响了空分设备的高负荷运行。

　　1 高压板翅式换热器简介

　　48000 m3/h空分设备配套的高压板翅式换热器采用进口产品,为多层板翅式换热器,各通道中的冷、热气流通过翅片和隔板进行换热。液氧从主冷氧侧引出,经液氧泵P0401A/B加压后,在高压板翅式换热器E0401A~C中分别与空气增压机二级出口219MPa (A)和三级出口713MPa (A)的加压空气换热,液氧汽化至815 MPa (G,下同)后被送入氧气管网,满足气化工艺使用要求;从上塔上部引出的污氮气经过冷器和高压板翅式换热器复热出冷箱后,被分成两部分:一部分进入分子筛纯化系统的蒸汽加热器作为分子筛再生气体,其余部分进入水冷塔。

　　2 高压板翅式换热器氧侧通道阻力上升经过

　　2008年8月空分设备停车,严格按照使用说明书和操作规程进行复温操作,并做好年度检修工作。8月22日空分设备检修完毕,消除装置缺陷后,顺利开启膨胀机进入降温、积液阶段,开启液氧泵并提高运行负荷后,出高压板翅式换热器的氧气压力逐渐呈下降趋势,同时热端温差逐渐增大。经初步分析、比较,确认氧侧通道的进、出口压差较停车前的75 kPa明显升高, 8月23日氧侧通道阻力上升至300 kPa,此后逐渐上升, 25日上升至400 kPa。9月9日6级液氧泵P0401A因出现故障而停运,仅靠24级液氧泵P0401B维持生产,此时高压板翅式换热器氧侧通道阻力在不到1小时的时间内上升至730 kPa左右,氧气总管压力降低至7121 MPa,出冷箱的氧气温度从开车初期的3613e降低到13e~15e,此后阻力再没有明显上升。

　　3 氧侧通道阻力过大原因分析

　　专业技术人员对空分设备的运行工况进行了认真分析,以尽快解决异常现象。排查情况如下:

　　(1)高压空气侧或膨胀空气侧如果进入水分、二氧化碳等杂质,会造成换热器换热效果差。对高压空气侧和膨胀空气侧空气中的水分和二氧化碳含量进行分析,两者均在1@10-6以下,不会造成结冰或干冰堵塞。而且,气量没有变化,膨胀空气经过换热器的阻力也没有变化,因此正流介质的通道不存在堵塞现象。

　　(2)返流污氮气经过主换热器的阻力没有变化,气量也没有减少,因此污氮气通道也正常。