蒸发加热器泄露原因分析1

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1、热电厂燃料车间蒸发加热器泄露原因分析一、蒸发加热器工艺流程说明脱硫装置将不断积累的达到合格密度的浆液存放在浓浆罐中，当浓浆罐液位达到一定高度时，此时硫酸铵回收系统开工，浓浆泵将浓浆罐中的浆液送入单效蒸发的蒸发结晶器及加热器中，当蒸发结晶器中浆液达到规定高度时，启动蒸发循环泵对浆液进行循环，然后启动真空系统提高蒸发结晶器中的真空负压，真空度建立后启动加热系统，开始对浆液进行浓缩蒸发结晶，根据工艺设计，图1中加热器中的蒸汽冷凝水与装置其他设备蒸汽冷凝水汇总后回至锅炉疏水箱。当蒸发结晶器内浆液达到一定

2、含固量时通过结晶排出泵将含固浆液送入旋流器提浓然后进入离心干燥系统，生产出合格硫酸。图１　单效蒸发结晶系统ＤＣＳ流程二、蒸发加热器自投产以来的使用情况1、装置投产之初加热器设计图纸及各参数2、主要设计参数3、投产以来加热器出现的问题原蒸发加热器2009年11月安装完毕，12月中旬开工开始使用，加热器管层内介质为硫酸铵浆液，壳层介质为蒸汽，2010年四月加热器发生腐蚀泄漏，堵管14根；2010年6月加热器再次泄漏，堵管47根，加热器总管143根，31.5%的换热面积失效，加热器为100m2，剩余换

3、热面积为68.5m2，根据设计要求换热器有效换热面积低于10%时需停止使用，经材质检验，加热器管程材质和壳程材质皆为316L不锈钢材质。管束损坏主要原因为腐蚀和磨损。2010年7月，与总承包方上海弗卡斯共同协商，借鉴乌石化蒸发加热器材质选择经验，由弗卡斯重新采购安装一台以TA2为换热管束外壳为316L材质的加热器，同年8月采购，9月到货安装完毕，当月开始生产运行，运行状态良好，2012年4月22日运行班组发现蒸发加热器及结晶器补液后，液位上升出现异常现象判断为加热器泄露，从加热器疏水侧取样测密度

4、为1280kg/m3，核实为加热器发生泄露。2012年5月10日大检修停工时，安排科比公司对加热器管束的损坏程度采用涡流检测，检测结果表明仅加热器入口段400mm长的区域管束减薄严重，壁厚为1.2-1.5mm之间，其它部位壁厚基本正常。由于重新制作一台加热器成本太高（约50万元），生产周期较长（需要2个月时间），因此提出加热器返厂检修和订购同时考虑的方案。汇报机动处领导同意后，在用加热器返厂检修（割除入口段减薄严重的400mm长区域管束，重新制作安装等长防磨套管），7月返修完毕安装至脱硫装置开始

5、使用，因加热器管壁磨损较严重，且磨损程度不均，在8月生产期间前后发生3次泄露（单根泄漏，采用现场堵管处理），直至8.29热器管束大面积泄漏，基本不能投入使用。一、加热器发生泄露原因分析1、液相含固磨损加热器入口从蒸发结晶的取料点位于蒸发循环泵出口附近，蒸发结晶中硫酸铵晶体在蒸发循环泵扰动作用下部分进入加热器，硫酸铵结晶颗粒对管束进行长期冲刷磨损，造成加热器焊缝、管束磨损严重。图２　结晶加热器磨损图1、管内流速过快加热器的管子直径为ø38*2.5管线，共有143根管子，蒸发循环泵流量为1290m3

6、/h，计算其流速为2.93m/s。而根据设计要求一般流速应定为1-1.6m/s。在高流速的作用下，使得硫酸铵结晶颗粒的动量得到极大提高，其对管壁的冲击也得到了很大的加强，造成管线磨损加速。四、目前已采取的整改方案2012年6月大检修时针对蒸发加热器浆液含固问题，进行了加大改造，1、系统改造原则为了保证系统改造后装置长周期运行，本次系统设计和改造确定了7项基本原则，具体如下：（1）蒸发结晶器出料方式：底部出料，防止列管磨损。（2）蒸发结晶器分离室底部含固浆液必须为悬浮或混合接近于均匀状态。（3）蒸

7、发结晶器底部含固浆液不得沉淀，否则无法取料（4）蒸发循环泵入口吸收浆液最好是清液，其中含固颗粒越少越好。保证蒸发结晶器使用寿命。（5）蒸发加热器内浆液必须保持无沸腾状态，保证足够的液柱。（6）蒸发结晶器顶部浆液表面必须是闪蒸状态，保持比较高的真空度。（7）所有取料阀门必须采用靠根阀门，以防管线内积料。2、改造后系统流程介绍为了解决问题，系统进行以下改造，具体系统见图３：（1）将蒸发结晶器底部扩为DN350的管线并向下延伸，延伸的长度直到结晶排出泵入口的水平高度为宜，解决蒸发过程中硫酸铵固体进入蒸

8、发循环泵泵入口，从而进入加热器，造成管程磨损。同时在底部使用弹簧支撑，确保管线受热后正常膨胀，所有管线上的阀门采用靠根阀。（2）结晶排出泵取料从延长管线的中下部取料，泵出口增加回流到延长线的底部，保持浆液能够不断的旋流，防止硫酸铵沉降过程中出现堆堆积。（3）两台结晶排出泵进出口管线及运行方式采用并列运行。即任何一台泵都可单独运行而不影响总的流量。（4）在向下的延长线上分别根据高度设置取样口，监测底部浆液及结晶颗粒悬浮情况。（5）在泵的进出口及取样口上加冲洗水。停工后或暂时停止运行或堵塞时用于疏通