E21022蒸煮药液热交换器泄漏的技术改造

黄海龙

（福建省青山纸业股份有限公司，福建 三明 365056）

青山纸业股份有限公司的浆粕制浆系统蒸煮区E21022蒸煮药液热交换器，自2014年12月投入使用以来，上、下部管箱与管板的密封性一直不能保证，前期平均每6个月更换1次垫片，2017年后基本上每1个月就要更换垫片，并要对管板的密封面现场堆焊、手工打磨，维修量大，维修质量亦无法保障。

1 药液热交换器的组成

药液热交换器的结构为列管式，立式安装，主要由筒体，上、下管板，上、下管箱组成，外形尺寸φ1.4 m×10.7 m，换热面积491 m2，管程设计压力1.6 MPa，实际最高工作压力约1.3 MPa，无水时质量为13.2 t，充水后总质量约22 t。

2 药液热交换器上、下管箱密封面漏液故障的分析

药液热交换器加热介质为黑白液（系统中的黑液，碱浓度低时添加浓白液），热源为蒸气，故障主要原因是管箱与筒体管板的密封不严，生产过程中漏液现象较严重，8.8级 M24的锁紧双头螺柱反复敲击上紧后出现螺柱被拔长，甚至断裂的现象。黑白液主要成分是NaOH，属于强碱性的液体，高温白液的渗透、冲刷造成密封面的腐蚀，导致不能保证其密封性。

3 药液热交换器的改造

3.1 下管箱改造

（1）去除榫槽密封面乙型平焊法兰DN1100，PN16（图1）[1]40的原下管箱，制作新的下管箱，箱体结构尺寸不变，法兰改为衬环凹面长颈对焊法兰DN1100，PN25（图 2）[1]55。

（2）在新增的下管箱增加隔板密封槽（图3），再焊接在隔板上以加强隔板刚度，防止物料冲击造成隔板变形。

（3）新增下管箱筒节（DN1100，PN16，高度 H=150）、衬环凸面长颈对焊法兰（DN1100，PN25）（图2）、隔板。

（4）在现场将新增的下管箱筒节和隔板与下管板焊接固定，焊缝经PT渗透检测。

（5）上下法兰用40-M27[1]63（原机36-M24）双头螺柱连接，提高了最大工作允许压力。

图1 榫槽密封面乙型平焊法兰

图2 衬环凹凸密封面长颈对焊法兰

图3 隔板密封槽

3.2 上管箱改造

（1）去除榫槽密封面乙型平焊法兰DN1100、PN16（图1）的原上管箱，制作新的上管箱，箱体结构尺寸不变，密封面改为衬环凸面长颈对焊法兰DN1100、PN25（图 2）。

（2）新增上管箱筒节（DN1100、PN16、高度 H=150）、衬环凹面长颈对焊法兰（DN1100、PN25）（图2）。（注：上述工作应在制造厂完成，对焊法兰与筒节焊缝经RT射线检测[2]，以确保密封面和焊缝质量。）

（3）在现场将新增的上管箱筒节与上管板焊接固定，焊缝经PT渗透检测。

（4）上下法兰用40-M27[1]63（原机36-M24）双头螺柱连接，提高了最大工作允许压力。

3.3 密封面改造的说明

热交换器管箱密封面设计放大到宽B=35 mm，垫片规格1 175 mm×1 105 mm×3 mm，比照衬环榫槽密封面长颈对焊法兰标准，DN1100、PN40的容器用金属包垫及缠绕垫有效宽度为B=23 mm[1]64，原机垫片 1 155 mm×1 117 mm×3 mm，B=18 mm，改造后垫片面积增加约85%，可以满足增加密封面积的要求。改316 L金属包履石墨垫片为增强石墨包边复合垫片，石墨密封面保证垫片的抗腐蚀性及密封性，316 L金属包边及内衬骨架设计的垫片，兼顾了垫片的强度。

3.4 材质说明

法兰材质16MnⅡ，衬环、法兰内壁衬不锈钢板、隔板、管箱等与介质接触的材质均选用双相钢S22053，双头螺柱、螺帽材质为调质处理后的35CrMoA[1]11（考虑现场实际最高温度约180℃，选择耐高温的材料）。

4 泄漏问题的解决情况

在设备的主体部件筒体可以满足生产工艺条件下，这次技术改造仅花费30万元资金，成功解决了因漏液引起的故障频发的情况。技改后的设备自2018年10月投入运行以来，无更换垫片及泄漏现象，解除了黑白液泄漏的安全隐患，保证了生产的连续性，同时也减轻了机械维护的工作量，经济效果显著。