工艺空冷器封堵器的研发与应用

范文风++++程鑫

摘 要：本文通过对天然气处理装置工艺空冷器因管束泄露导致装置停产，应用自制研发的快速封堵器解决泄露造成的停产及潜在的安全隐患。

关键词：天然气；空冷器管束；封堵器；研发应用

吐哈油田鄯善采油厂120万方轻烃一厂处理装置投产于1996年12月，该装置核心设备主要有原料气压缩机、工艺空冷器、膨胀机 制冷机、分子筛塔、冷箱（板翅换热器），其中工艺空冷器承担着给工艺气降温（由130℃将至40℃）的作用，空冷器的好坏对轻烃处理装置安全平稳运行至关重要。2016年工艺空冷器先后出现三次因管束泄露导致装置停产。

一、存在问题

（一）结构复杂。轻烃一厂工艺空冷器工艺复杂，采用丝堵式水平管束结构，丝堵和管束中间存在进排气箱室，管束与翅片采用冷轧工艺连接。

（二）封堵难度较大。空冷器管束共有四层，每层51根列管，内径为31.75MM，外部为翅片换热，工作压力3.9MPa。第一层和第四层出现漏点可以用管卡进行封堵，中间两层就无法操作。而且管卡由于结构关系不能完全密封，并且现场操作难度较大。如图1。

（三）安全风险大。轻烃处理装置属于易燃易爆区域，一旦管束出现泄露将导致整个装置停产，不但生产损失较大，而且在封堵操作过程中安全风险也非常大。

二、技术研发应用

根据空冷器的设计结构和构造工艺，要想快速有效的解决空冷器管束因泄露导致装置停产问题，不能只靠每次泄漏后对泄漏点去封堵，这样治标不治本。随着设备使用年限的增加，腐蚀老化造成的泄露时有发生，而且同一根管束可能不同的点会发生泄漏，用管卡封堵不具有长久性和实效性。通过对空冷器管束结构的分析研究，决定研发一种新型封堵器，从空冷器每根泄露管束的两端堵头处进行封堵，对每一层的管束都可以封堵，这样操作起来简单方便。

（一）研发实验一： 通过测量管束丝堵及到管束管口的尺寸，设计加工一个前端带锥度的延长堵头，利用锥面对泄露管束进行封堵。如图2。

安装实验后，效果不佳。因堵头密封面材质为45钢质地较硬，且在压紧过程中密封面随堵头旋转，对密封面造成损伤，导致无法有效密封。

（二）研发实验二：采用两段式封堵器，前端铜制楔子和后端压紧螺栓。使用时先将前端放进泄漏管束内，然后将压紧螺栓由丝堵螺纹处缓慢上紧。试验后效果明显，但仍然存在不足之处。如图3。

（三）研发实验三：改进型封堵器。改进型由五部分组成，铜制楔形头，带密封圈实心连杆，空芯可旋转螺栓，顶丝，铜制密封垫。如图4。

使用时将楔形头和连杆连接好装入空芯螺栓，将空心螺栓沿丝堵的螺栓孔插入管箱旋紧螺栓，通过旋转顶丝，推动实芯杆前进，用楔形头堵住换热管的管口即完成对泄漏管束的封堵。

三、效果评估

实验结果表明，此項技术研发制造的新型封堵器，操作简单方便，密封性和实用性较强，可以用运到多个领域的空冷器管束封堵，而且用时比较短，泄压后一个人用时一刻钟就可以独立完成管束堵漏工作，对一个连续生产运行的天然气处理装置来说，即杜绝了安全隐患，又避免了因管束泄露造成停产后长时间的停产维修，同时节约了因天然气放空造成的能源浪费，上产提效，使轻烃一厂天然气处理装置能较快的投入生产运行。endprint