浙江石油化工有限公司,浙江省舟山市 316000
摘要:空分装置开工运行出现多次因凝汽器管束漏海水,导致电导率超标,紧急停车检修。为此组织研究凝汽器泄漏分析,制定凝汽器泄漏处理办法,降低或避免凝汽器泄漏对空分装置生产影响。
关键词:凝汽器泄露 凝液超标
概述
某石化公司自2019年8月开工运行以来空分装置出现多次因凝汽器管束漏海水,导致电导率超标,紧急停车检修。凝汽器漏海水问题严重影响空分装置长期稳定运行。
2019年11月17日 #1凝汽器热井液位上升,热井冷凝液取样分析,确认凝汽器存在泄漏,凝汽器开人孔查漏,堵管1根。2020年8月26日 #1凝汽器电导率超标,凝汽器单侧运行,开人孔堵漏,累计堵管10根。2021年2月5日 #2凝汽器电导率超标,机组停机查漏,堵管4根。2021年3月11日 #4凝汽器电导率超标,机组停机查漏,堵管2根。2021年7月16日 #3凝汽器电导率超标,凝汽器单侧隔离查漏,堵管1根。2021年12月31日 #4凝汽器电导率超标,凝汽器单侧隔离查漏,堵管1根。
原因分析
(1)四套凝汽器管束拔管情况及分析
2021年7月11日4#凝汽器拔管1根,管束表面明显冲刷腐蚀痕迹,对凝汽器内部检查,发现凝汽器疏水膨胀箱上侧挡板掉落。另外,凝汽器内侧膨胀节护板大面积脱落。
泄漏原因分析:疏水膨胀箱气侧挡板掉落,导致蒸汽直接喷射到管束表面,引起管束表面冲刷腐蚀而泄漏。
结论:凝汽器管束泄漏为设备制造质量问题。
1)凝汽器疏水膨胀箱挡板掉落
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2)凝汽器管束冲刷腐蚀
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3)凝汽器内侧膨胀节护板掉落
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2021年11月5日3#凝汽器拔管1根,管壁发现直径约1mm小孔缺陷。另外,凝汽器内侧膨胀节护板大面积脱落。
泄漏原因分析:小孔缺陷位置在靠近北侧管板约60mm处,确认缺陷与制造胀管施工无关。管壁外表面无光滑无缺陷,管壁内侧有明显剥落状缺陷,在缺陷最薄处管束发生泄漏。该管为直缝焊接管,缺陷位置不在焊缝处,分析管壁缺陷原因为管束母材夹层缺陷引起。
结论:凝汽器管束泄漏为设备制造质量问题。
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(2)胀管施工对管束损坏的影响
#1凝汽器2019年11月17查漏1处,泄漏位置在钛管胀接处,位置如图。
#4凝汽器20212年7月21日查漏,发现1处钛管胀接位置存在明显缺陷,如下图。
(3)凝汽器运行工况与设计工况对比研究:
介质压力、温度与设计条件对比
名称 | 单位 | 设计 | 实际 | 备注 |
水室压力 | Mpa | 1 | 0.23 | |
水室温度 | ℃ | 65 | 12 | 上水温度 |
管程压力 | Mpa | 1 | 0.23 | |
管程温度 | ℃ | 65 | 17 | 回水温度 |
壳程压力/真空 | Bar(A) | 0.7/全真空 | -0.86 | |
壳层温度 | ℃ | 120 | 50 | |
实际运行工况低于设计工况,排除工艺原因。
(4)冷凝液冲刷对管束损坏的影响
凝汽器真空侧介质流向为从上至下,易冲刷位置为靠上侧迎气侧管束。结合#1、#2、#3、#4凝汽器管束泄漏情况,泄漏位置无规律性,也不在易发生冷凝液冲刷的位置,所以冷凝液冲刷对管束损坏影响不大。
结论:
综上,4套空分装置共计发生凝汽器泄漏6次,凝汽器泄漏与现场设备操作、运行及介质腐蚀无关,泄漏问题为设备制造质量问题引起,具体如下:
管束本身存在质量问题,拔管后多次发现管束本体缺陷,缺陷原因为管束母材夹层和裂纹引起。
凝汽器疏水膨胀箱气侧挡板焊接质量差脱落,导致蒸汽冲刷管束腐蚀泄漏,另外,内部检查发现凝汽器膨胀节挡板大量脱落,凝汽器整体制造质量差。
建议
1) 凝汽器泄漏为设备质量问题,管束缺陷排查经多方沟通,目前暂无在线检测有效办法,管束更换性价比低。目前凝汽器泄漏堵漏检修时间已大幅缩短,建议保持观察运行。
2)为缩短后期凝汽器检修堵漏检修时间,一期空分4套凝汽器水室人孔改造已完毕。
3)工艺已实现单侧70%负荷运行,总结操作经验,组织全员学习。尽量降低凝汽器泄漏对生产造成的影响。
4) 关于凝汽器设备制造质量问题,空分部已发函杭氧及投资部,要求设备厂家落实后期设备缺陷处理检修方案,并建议投资部对供应商追责。