甲醛装置废热锅炉泄漏新技术开发应用分析

甲醛装置废热锅炉泄漏新技术开发应用分析

张小瑞

河南能源化工集团鹤壁煤化工有限公司，458000

【摘要】自上世纪70年代生产出的首台甲醛装置废热锅炉运行后，甲醛行业正迎来不断进步与发展，先后数十家生产厂家实施废锅节能技术改造，在经过长时间努力及探索下，这一节能技术已得到不断完善，甲醛生产也逐渐向耗能型转变为供能型，给企业的发展奠定坚实的基础，创造良好经济效应。

【关键词】甲醛装置；废热锅炉；泄露；新技术

1甲醛装置废热锅炉简述

废热锅炉主要呈现为“U”型管换热器，分别有两个换热器，包括E-102A、E-102B，并且联用同一壳侧，其主要的用处为来源于反应器R-101与R-102壳侧的导热油气液混合物，在经两个分离器B-101与B-102完成气液分离后导热油蒸汽，随后在不同换热器A、B管侧，在通过恒压换热后，从气相变为液相，同时是从顶部进入并从底部出去，让大部分的相变潜热得到释放，同时让壳侧炉水加热并生成2.4MPa饱和蒸汽，E-102A、E-102B产生相变的导热油混合物进入B-101与B-102，完成气液分离；液相导热油经B-101与B-102回流进R-101与R-102，同时经恒压换热后转变为气相，让大量的相变潜热被充分吸收，让R-101与R-102中的热量被带走，维持催化剂床层温度稳定性。

2废热锅炉内部泄露判断

当处于正常状态下，甲醛装置在停车、开车过程中，E-102A导热油测惰性气体排放频率较高，一般控制旨在4次/8h左右，而3d左右会不断减少；但是若排气逐渐地频繁，每8h排放8次左右，且未有改善的现象，影响甲醛装置地正常运行，可判断其属于E-102A列管或者管板存在内漏情况，壳侧存在2.4MPa的炉水渗漏于管侧20kPa导热油系统而造成。

3分析废热锅炉管板泄露原因

废热锅炉E-102A管板存在裂纹，从而造成壳侧炉水出现渗漏现象，由此进入管侧导热油系统中，对其产生原因进行分析，主要涉及下述几点。

3.1开车期间管板前后温差过大而生成热效应

正常的开车程序为第一个甲醛反应器R-101开车后，与第二个R-102开车需要间隔4h以上，且开车前，需要保证炉水温度不超过120摄氏度，但是若为界外常温脱盐水，则可予以饱和低压蒸汽进行加热处理，若甲醛反应器出现放热后，壳侧会出现257℃以上的热油蒸汽，并且可能会进入废热锅炉A的管侧，其封头管板前与U型管内的油蒸汽温度均超过257℃，但“U”型管外温度保持在130℃，在如此较大的温差作用下，会生成热应力，U型管则会出现自动收缩。且长时间温差作用与开停车次数增多的影响下，U型管与管板间的热膨胀系数差异大，同时列管、管板的焊缝质量可能会出现一定的问题，因此导致U型管与管板之间出现裂纹，从而造成泄漏事件。

3.2炉水冲击列管形成冲击与温差应力

当处于正常运行状态下，废热锅炉中不断地补给温度为130℃、超过4.00MPa的新鲜锅炉给水，而锅炉给水进口正好处于E-102A“U”型管正下方，管口向上，若无防冲挡板，则可能会使压力较大的锅炉给水对U型管产生极大的冲击，长时间的冲击作用下，会让炉水对U型管产生一定的冲击应力，同时由于新鲜注入炉水与废热锅炉原有炉水温差较大，所以还会形成温差应力，在冲击与温差应力作用下，则会造成列管频繁收缩并且对管板的正常工作造成极大的干扰，若超出焊缝的疲劳极限则可能会形成裂纹[1]。

4废热锅炉泄露新技术开发应用

就当前工艺与设备两个不同方面对管板出现泄露的原因进行分析和研究，从中找出新技术并进行如下阐释。

4.1废热锅炉开车升温新技术

在废热锅炉E-102中，增设中压蒸汽开车升温管道，于废热锅炉底部预设出50.8mm盲法兰处的开车升温管道与切阀，同时连接界区的PV0501A后切阀。予以新开车升温技术后，程序作以下调整，当甲醛装置开车前，需要采用低压蒸汽升温炉水至120℃，随后使用外管网中压蒸汽升温炉水至200℃，靠近224℃的正常温度，并且让炉水与A管内导热油蒸汽温差、管板温差尽可能地缩小。同时，在废热锅炉升温期间，需要确保饱和水蒸气温度与压力相符合，升温速度不超过50℃/h，温度与压力处于平衡状态时，需要先升压再升温，以免引起不良事件发生。

4.2废热锅炉设备内部结构技术创新

首先，互换废热锅炉底部温度计与炉水进口位置，让炉水进口位置放置在废热锅炉底部中间位置，可有效地避免低温炉水对E-102U型管底部产生的冲击性。增加MS开车升温管道于E-102AU型管下方，若温度超过200℃后，第一甲醛反应器R-101开车，是符合安全的开车条件的。其次，原有的内部炉水管道开口向上，现目前，则将水平分布管向左延伸。第三，原有炉水管道未使用分布器，在进行改进后，水平分布管（62cm）两侧向下各开10个直径为1mm的小孔。经过对此技术进行不断地改进和创新后，可减少冲击应力及温差较大等问题，能够让新鲜炉水与高温炉水进行均匀混合

[2]。

5小结

甲醛装置废热锅炉开车升温新技术及内部结构技术创新的开发与利用，能够让开车升温操作程序得到极大的改善，并且还能解决废热锅炉管板焊缝泄露等问题，能够确保废热锅炉正常、安全地运行和使用，可延长甲醛装置运行时间和周期，新技术的开发取得良好的运用效果，值得大力地推广运用。

【参考文献】

[1]唐浩. 解决甲醛装置废热锅炉泄漏新技术开发应用[J]. 四川化工, 2020, 23(3):5.

[2]陈鹏. 聚甲醛装置污水处理系统工艺设计及技术改造[J]. 大氮肥, 2020, 43(4):3.