刘夫瑞
[恒力石化（大连）炼化有限公司，辽宁 大连116318]
［摘 要］恒力石化（大连）炼化有限公司煤制氢联产醋酸装置2套低温甲醇洗系统（采用林德工艺七塔流程）自2019年投运后，低温甲醇洗Ⅱ系列热再生塔再沸器（E012）疏水阀后管道频繁发生严重的水锤现象。通过对水锤现象成因及系统运行参数的分析，认为背压波动与多股冷凝液混合（E012冷凝液与伴热蒸汽系统疏水、CO深冷分离系统富氢气再生气加热器冷凝液汇合后进入凝液闪蒸槽）是水锤发生的核心诱因。为此，以规避不同参数冷凝液混合、稳定疏水阀背压为核心原则，提出设置独立冷凝液管道的解决方案——利用现有凝液闪蒸槽远传液位计根部阀接口实施改造，无需停产进行开孔作业，投资小、施工便捷。改造实施后，E012疏水阀后管道振值由0.8 mm降至0.05 mm以下，噪声峰值由超过90 dB降至70 dB以下，设备故障率由3次/月降为0次/月，经济效益与安全环保效益明显。
［关键词］低温甲醇洗系统；热再生塔再沸器；冷凝液管道水锤；成因分析；常规应对措施；增设独立冷凝液管道；改造效果
［中图分类号］TQ083+.3；TQ055.8+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）01-0038-03
0 引 言
恒力石化（大连）炼化有限公司（简称恒力石化）20 000 kt/a炼化一体化项目之煤制氢联产醋酸装置各生产系统于2019年2月开始陆续接气开车，2020年2月整套煤制氢联产醋酸装置全线贯通，整体运行情况较好。其低温甲醇洗系统（两开无备）采用林德工艺七塔流程（含甲醇洗涤塔、CO2产品塔、H2S浓缩塔、热再生塔、甲醇水分离塔、尾气水洗塔、氮气气提塔）。
自2019年2套低温甲醇洗系统（低温甲醇洗Ⅰ系列、低温甲醇洗Ⅱ系列各自设立热再生单元）投运后，低温甲醇洗Ⅱ系列热再生塔再沸器（E012）疏水阀后管道频繁发生严重水锤现象，现场监测E012疏水阀后管道振值高达0.8 mm，远超《建筑节能工程施工质量验收标准》（GB 50411—2019）的要求（正常值＜0.1 mm），且噪声峰值超过90 dB，产生了令人不安的异响。这种异常的振动与噪声并非偶然现象，而是频繁且持续地出现，严重影响了系统的运行环境。为此，通过分析蒸汽疏水阀的工作原理、水锤现象成因及系统运行参数，提出设置独立冷凝液管道的解决方案。解决方案实施后，疏水器后系统压力（冷凝液泵入口压力）波动范围由0.15～0.32 MPa缩小至0.23～0.25 MPa，设备故障隐患彻底消除。以下对有关情况作一介绍。
1 水锤危害及其研究现状与处理方式
1.1 水锤危害
蒸汽系统水锤现象会对相关系统产生多方面的恶劣影响。从设备安全角度而言，管道的剧烈振动会使阀门压盖出现泄漏，不仅造成工艺介质损失，还可能引发潜在的安全隐患；管线上的压力表会因无法承受水锤带来的冲击而破裂，使得操作人员难以准确获取管道内的压力数据，对系统的运行调控造成极大阻碍。若不能有效解决蒸汽系统水锤问题，长此以往极有可能引发管道破裂、介质泄漏等安全事故，危及整个生产装置的长周期稳定运行，可能导致停车事故，带来巨大的经济损失。
1.2 国内外研究现状
国外在蒸汽系统水锤研究方面起步较早，研究成果丰硕。在基础理论研究层面，对蒸汽系统水锤形成机理的探索已较为深入，如针对蒸汽与冷凝液的两相流瞬变过程建立了多种物理模型与数学模型。研究表明，蒸汽系统运行的瞬态阶段，由于蒸汽与过冷水可能同时存在于各种复杂的管道和容器配置中，在特定条件下，两相流的不稳定性极易引发水锤现象。相关研究结合试验与理论分析，深入探讨了孤立蒸汽泡形成后发生的一系列事件，包括蒸汽泡崩溃导致的冷凝过程、压力波在管道中传播的机制以及由此产生的流体与固体相互作用等，为理解蒸汽系统水锤现象提供了坚实的理论基础。
国内蒸汽系统水锤现象的研究主要集中于机理分析与防治技术。冷凝液与蒸汽的两相流瞬变是引发水锤的根本原因，而背压波动会加剧这一过程。疏水阀选型不当、冷凝液管网设计缺陷是工业装置蒸汽系统水锤频发的主要因素。防治方面，传统方法包括优化疏水阀组配置、增设缓冲罐等，就恒力石化低温甲醇洗系统的特定工况（多股冷凝液混合、凝液闪蒸槽压力波动），常规水锤防治方案的适用性有待验证。
1.3 同类企业类似问题的处理方式
经与同类企业再沸器后凝液管道进行对比发现，同类企业在冷凝液处理流程上与本企业装置存在显著差异——同类企业甲醇水分离塔再沸器采用压力1.5 MPa、温度192 ℃的蒸汽进行加热，换热后产生的1.2 MPa冷凝液会单独输送至变换除氧器进行循环利用；热再生塔再沸器则使用压力0.3 MPa、温度143 ℃的蒸汽加热，换热后产生的冷凝液先进入凝液回收器降压处理，随后由泵加压至0.2 MPa后送往脱盐水站。可以看到，同类企业低温甲醇洗系统两股不同压力等级的冷凝液各自独立输送，与恒力石化将多股冷凝液汇合后一同输送的流程截然不同。简言之，由于多股冷凝液压力、温度参数及处理路径差异明显，同类企业的水锤现象处理方式无法直接为恒力石化提供参考与借鉴，需结合实际工况探索专属的解决方案。
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