兖矿国泰化工有限公司甲醇精馏装置为三塔(预塔、加压塔、常压塔)双效工艺流程,设计能力为24 万t/a,实际生产能力已达28万~29万t/a。加压塔精甲醇冷却器自甲醇精馏系统运行以来,不论工况大小,都出现剧烈振动,对安全生产造成隐患。为此,首先对振动原因进行了分析。
1.从设备结构分析。加压塔精甲醇冷却器为普通管板式换热器,中间部分有膨胀节,从原理上分析此换热器无任何问题,设备振动是间断的,而不是连续的。因此,设备结构无任何问题。
2.介质分析。加压塔精甲醇冷却器的管程介质为循环水,壳程介质为精甲醇,壳程的工作压力0.46 MPa,工作温度进口121 ℃,出口40 ℃。管程的工作压力0.4 MPa,进口温度20~30 ℃,出口温度30~40 ℃。存在进、出口温差较大而造成液击的情况,当然如果壳程始终充满甲醇,不会发生液击现象。
3.操作方法分析。正常操作为甲醇采出口阀门全开,用精甲醇冷却器的自调阀控制流量(工况需要),调节频繁,而且自调阀在精甲醇冷却器的入口,这就造成入冷却器的甲醇流量时大时小,自调阀又有减压功能,造成高温、高压的甲醇不断闪蒸气化,与原来壳程内的液体甲醇混合发生气泡爆裂,从而发生振动。在现场通过逆向手动阀门来进行检验,精甲醇冷却器的仪表控制阀全开,用出口截止阀控制流量,甲醇冷却器不再发生振动。
针对以上原因分析和试验操作判定,甲醇冷却器的振动是由于仪表阀门的不断动作所造成,必须通过改变自调阀的位置来消除。改造时将原来在精甲醇冷却器入口的自调阀改至冷却器出口,将出口的截止阀改至入口。需注意的是在正常操作中必须用仪表阀门进行控制。
此次改造后,通过长达1个月的观察,加压塔精甲醇冷却器的振动已经完全消除,表明此次改造成功。