空分设备冷箱内管道变形和防范措施

盛梦超（林德工程（杭州）有限公司，浙江 杭州 310012）

空分设备冷箱内管道变形和防范措施

盛梦超（林德工程（杭州）有限公司，浙江 杭州 310012）

近些年，空分设备应用愈加广泛，尤其是单套设备，其规模也随之扩大。基于此，在影响空分设备常规化运行的原因中，冷箱内管道发生变形的问题也愈加突出。本文就空分设备冷箱内管道发生变形的原因进行分析，并提出防范措施。

空分设备；冷箱；管道变形；防范措施

现阶段，不管是国内，还是国外，在空分设备使用过程中会遇到冷箱内管道发生变形的情况，不仅使空分设备运行年限受到影响，甚至会使整套空分设备运行受到影响，因此需要重点关注变形问题。

1 空分设备冷箱内管道发生变形的原因

1.1 管道强度方面

早在上世纪八十年代就已经开始进行空分设备冷箱内管道应力分析，伴随计算软件的优化升级，应力分析的准确性已经非常高，但由于管道应力分析较为繁琐、工作量大，而且容易受到人为因素干扰，管道运行状态模拟一直有诸多不确定性因素存在。如在分析时，以一些支架点归为固定点进行计算，而实际上，这些位置均会出现微小位移现象，使计算准确性受到影响。另外，设计过程中通常会忽视一些小直径管道，此种做法也会导致计算不准，使应力分析准确性受到影响。

1.2 设备运行以及加温操作影响

空分设备在工作过程中，启动和停止操作以及加温、排液等都会给冷箱内管道造成一定破坏。从垂直方向上来看，塔器等设备不仅具有良好刚度，而且具有良好强度，因此一般不容易发生变形情况。而管道在悬臂状态下容易发生变形情况。在常温状态下，空分设备的管道和塔器无热应力作用位于初始位置，当透平膨胀机启动之后，实行冷运行，管道以及塔器均会出现收缩，塔器整体向下收缩，此时管道在较小阻力影响下随之向下。当空分设备停止运行、加温、排液过程中，在热应力作用下，管道以及塔器均发生膨胀，因塔器本身具有良好刚度与强度，因此在其向上移动的过程中并不会因珠光砂而受到影响，而管道则不同，因较大力矩，其向上移动会受到珠光砂影响，并且力矩随管道长度增加而加大。通常情况下，在热应力影响下，管道会向上移动，但无法回至之前位置，如此一来管道将向下移动一个矢量。若未合理设置管架，空分设备运行期间启动和停止都会产生一个矢量，且矢量数值会不断增加，进而导致管道损坏，使空分设备常规化运行受到影响。

2 防范空分设备冷箱内管道发生变形的措施

2.1 设计与制造方面措施

在空分设备中，管道变形受其支架设置影响，因此在管架设置方面，设计人员应做好优化工作，不仅针对对管架设置位置，还需要对管架设置数量进行优化，形成明确、具体的设计视图以及量化概念，可以在冷箱壁上设置管架，同时也可以根据需要在塔器上设置管架。

现阶段，单套空分设备建设规模逐渐扩大，冷箱的体积也随之增加，管道变得愈加复杂，因此也增加了管道发生变形的几率。对于此，可以从以下两个方面考虑：一方面，在设计冷箱内部结构时，应注意尽可能紧凑，对于仪表管道的设置应尽可能地与冷箱壁相贴近，同时塔器上设置的仪表测点与冷箱壁之间距离要适中，不宜过远。另一方面，对于工艺管道，其设计时要明确管道的收缩膨胀方向，设置膨胀弯增加管道柔性，通过管道自身走向吸收形变，另外其分析和压力测点应在与冷箱壁管路相贴近的位置设置，使仪表管道尽可能缩短，同时使其支架长度缩短，如此一来，仪表管道及其支架则不容易发生变形现象。

冷箱安装完成后，要仔细检查冷箱的密闭性，尤其对于管道和阀门穿出冷箱壁处的伸缩套，必须要用硅胶密封，防止雨水进入。因为冷箱内为低温环境，一旦雨水进入，必然会在管道表面结冰，增加管道负荷，进而会导致管道变形。

2.2 操作运行方面措施

在空分设备运行过程中，存在诸多令应用企业无可奈何的情况。如尽管了解设备启动和停止过于频繁会损害空分设备，容易造成管道发生变形情况，但企业也只能以生产计划为准进行启动和停止，不能以空分设备运行情况为准。尽管空分设备体积庞大，但其各个构件却十分敏感和脆弱，因此在排卸珠光砂方面，工作人员应遵循仔细、耐心的原则，依照规章制度要求进行。应将冷箱顶部全部人孔打开，从最上层排卸口开始进行排卸，并要求逐层进行操作，当有冰块存在时，应从冷箱顶部人孔进行吊出，避免对冷箱管道产生损害，使空分设备运行时间得以延长。

3 结语

空分设备对企业经济效益有直接的影响，只有空分设备良好、稳定运行，才能取得良好经济效益。如果空分设备发生问题，尤其是冷箱内管道出现变形情况，则会给其常规化运行带来严重影响，并且容易出现恶性循环现象。在空分设备中，由于管道强度、设备运行以及加温操作影响，管道容易发生变形。对于此，应从设计和制造、操作运行等方面出发，避免冷箱内管道发生变形现象，确保空分设备的稳定运行，为企业创造利益。

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