贫富溶剂板式换热器泄漏分析及处理

蒋建国 李跃杰 谷卓然(中石化广元天然气净化有限公司，四川 广元 628400)

贫富溶剂板式换热器泄漏分析及处理

蒋建国 李跃杰 谷卓然(中石化广元天然气净化有限公司，四川 广元 628400)

元坝天然气净化厂脱硫单元贫富溶剂换热器采用上海斯必客制造的Hybrid-M24-690型板式换热器，该设备具有占地面积小、传热系数高等优点。自2014年安装试压以来，四套联合装置共8台该型设备均出现不同程度泄漏现象。通过对换热器进行泄漏板芯堵焊、更换垫片、工艺操作调整、紧固件力矩调整等措施，设备泄漏情况得到了改善，确保了设备及装置的平稳安全运行。

板式换热器；泄漏；问题处理

目前，针对天然气脱硫装置脱硫溶剂富溶剂，贫溶剂换热工艺所采用的设备主要有两种形式的换热器，一是列管式换热器，二是板式换热器。元坝净化厂采用的是Hybrid-M24-690板式换热器。相对列管式换热器，板式换热器具体有同工况条件下占地面积小、传热系数高、制作加工方便等优点。但由于采用密封垫密封形式，板式换热器容易出现泄漏、串液等故障[1]。元坝净化厂四套天然气处理装置共8台该型设备，自设备安装试压起，均不同程度出现泄漏现象，通过对换热器进行泄漏板芯堵焊、更换垫片、工艺操作调整、紧固件力矩调整等措施，设备泄漏情况得到了改善，确保了设备及装置的平稳安全运行。

1 脱硫系统工艺介绍及板式换热器优点

元坝净化厂联合装置脱硫单元采用复合溶剂UDS-2脱硫，胺液在吸收塔自上而下与原料气接触，吸收H2S后形成富溶液，经塔底能量回收装置进入富液缓冲罐，随后进入贫富液换热器，溶剂再生塔，富溶剂含有的H2S和CO2被重沸器内产生的汽提气解析出来，成为再生贫液。贫液经塔底泵进入贫富液换热器后，经空气冷却器等设备后进入吸收塔。所以，贫富液板式换热器起着贫溶液、富溶液换热的效果，是联合装置脱硫单元关键设备，直接影响着联合装置的脱硫效果。

相对于大多数天然气处理厂贫富液换热器采用的列管式换热器，板式换热器具有以下2个优点：

(1)结构简单，占地面积小。

(2)列管式换热器多为2至4台设备串联设计使用，所以板式换热器多数采用一备一用设计，所以相对浮头式换热器具有可不停工检修的优点。

2 板式换热器泄漏情况

元坝净化厂脱硫单元贫富溶剂板式换热器E-101，自2014 年5月一联合两台该设备到厂安装试压出现介质泄漏问题，后经返厂维修后，投入生产使用，2014年12月运行一个月后再次出现胺液渗漏问题。同时，自净化厂投产以来，四套联合装置共8台贫富液板式换热器均出现不同程度胺液泄漏情况。

主要问题：1.设备本体钢材出现裂纹、2.设备密封垫片压缩量不合格、3.设备通气孔泄漏、4.板芯泄漏、5。设备螺栓腐蚀

3 问题分析及处理

针对板式换热器E-101出现的问题，净化厂相关专业负责人会同设备原厂家斯必客技术人员对设备泄漏进行分析，对不同设备问题提出相应解决方案，最终通过设备维修、工艺控制让该设备恢复到良好工况。

3.1 设备本体裂纹

2015年1月，一联合贫富溶剂换热器E-101返厂维修，厂家技术人员对设备本体进行渗透（PT）检测。共发现设备衬板焊缝共有5处≯3mm裂纹，并对衬板焊缝裂纹进行补焊。

3.2 设备密封垫压缩量不合格、预紧力调整

在对设备进行拆卸检查时，我方技术员发现设备本体密封垫密封位置不到位，随机配合厂家技术人员对设备垫片压缩量进行测量，经过测量后确定密封垫压缩量无法达到规定值。主要原因为设备碳钢包边高于设备衬板垫片位置，导致密封垫无法压紧至规定位置，压缩量不合格。随后，对设备碳钢包边进行统一打磨，并更换新的设备垫片。

由于该型换热器垫片密封处需要通过螺栓预紧力压紧，技术人员最终确定对所有8台该型设备预紧力调整，螺栓扭矩

2100NM。自2015年5月起，按照2100NM预紧力对8台在运行设备进行了重新紧固。

3.3 通气孔、板芯泄漏

在对设备进行拆卸检查时，发现设备本体通气孔以及内部换热板板层有明显泄漏迹象，通过排查，主要是板层的泄漏导致通气孔有胺液泄漏迹象，遂对泄漏板层进行补焊。

3.4 工艺操作优化

元坝净化厂贫富溶剂换热器设计容积288.1m3，实际运行处理量340-350t/h。针对该型设备频繁出现泄漏的问题，对该设备操作、维护进行了调整。

(1)该型设备设计操作状态为一备一用，现将操作状态调整为一台100%投用，一台50%状态投用，降低单台设备负荷，控制设备处理量仍为340-350t/h；

(2)定期清理换热器前过滤器，净化车间每周安排一台该型设备清洗过滤器工作，保证胺液品质以及设备前后压差在设计值内。压差≯0.05KPA；

(3)及时处理板式换热器偏流问题，通过设备后路溶剂再生塔溶液温度，及时调整E-101换热器运行状态，尤其注意进塔胺液温度明显降低时或装置原料气处理量大幅波动时的运行状态。

通过对设备本体问题的维修、以及工艺操作的优化调整，净化厂脱硫单元贫富液板式换热器在2016年生产运行中泄露问题解决，工况良好，未出现泄漏情况。

4 结语

综上所述，元坝净化厂贫富溶剂换热器的泄漏主要是由于设备本体缺陷以及工艺操作的不完善造成。经过一年多的整改和优化，该设备泄漏问题已得到解决。设备的良好运行，节约了检修维护费用，降低了生产成本，减少了胺液泄漏对环境的污染，经济效益显著。

[1]韩荣学，叶波全焊接板式换热器泄漏原因分级机整改措施[J].中国设备工程，2016,05（3）：71～74.

[2]李宗会超薄板换热器的研制[J].压力容器，1998,4:51-53.