探析板式蒸發(fā)式空冷器在甲乙酮裝置的應用

   目前，甲乙酮裝置脫丁烯塔空冷器E-008在每年夏季一直是仲丁醇合成工段粗SBA產(chǎn)量的“瓶頸”，進(jìn)而影響甲乙酮的產(chǎn)量。同時(shí)該空冷器存在檢維修難，防凍防凝難等缺點(diǎn)。因此，有必要通過(guò)對空冷器的探討，并進(jìn)行考察論證，采用可靠的設計方案，對空冷器進(jìn)行改造，使空冷器能夠滿(mǎn)負荷運行，達到提高仲丁醇合成工段粗SBA的產(chǎn)量，并能夠保證長(cháng)周期運行。
1 目前甲乙酮裝置在用空冷器E-008存在的缺陷
1.1限制甲乙酮的產(chǎn)量
夏季空冷器六臺風(fēng)機全數運轉、百葉窗全開(kāi)的狀態(tài)下，依然滿(mǎn)足不了生產(chǎn)要就。從而使丁烯循環(huán)量降到原來(lái)的三分之二。當丁烯循環(huán)量提高最高時(shí)，E-008冷后溫度將超過(guò)工藝要求的64℃，達到70℃，繼續提高丁烯循環(huán)量將嚴重引起丁烯回流罐V-102和脫丁烯塔C-101操作波動(dòng)。而在冬季丁烯循環(huán)量能夠維持在66t/h。針對夏季冷后溫度高限制MEK產(chǎn)量的情況，車(chē)間采取對E-008空冷器管束噴淋，但由于是鼓風(fēng)式，強大的熱空氣流將大部分冷卻水霧沖走，起不到明顯降溫效果，且一方面噴淋水加速了空冷器的鋼結構和換熱管外壁的翅片腐蝕和結垢，嚴重影響空冷器的長(cháng)周期運行。
1.2存在腐蝕泄漏問(wèn)題
由于水中夾帶氯離子和硫酸根離子，在管壁的某點(diǎn)形成的強酸溶液對換熱管易造成小孔腐蝕并泄漏。
1.3冬季易發(fā)生凍凝現象
E-008共有6臺單組空冷器組成，由于管束面積大，易發(fā)生偏流受環(huán)境溫度影響大，且物料中含有水，在冬季如不能及時(shí)調整就很容易出現凍凝的安全隱患。
1.4甲乙酮裝置在用的空冷器E-008換熱管外壁易結垢，降低管束的換熱效果。影響空冷器的換熱效果，同時(shí)清洗污垢增加了維護費用。
2 板式蒸發(fā)式空冷器的選用
2.1板式蒸發(fā)式空冷器的優(yōu)點(diǎn)
板式蒸發(fā)式空冷器突破傳統空冷器的結構限制，首創(chuàng )將高效節能、結構緊湊、占地面積小的板式傳熱元件引入空冷器中，是一種將板式換熱器與空冷式換熱器優(yōu)點(diǎn)結合在一起的新型冷凝冷卻設備。具有傳熱效率高、流通面積大、管內阻力降低、結構緊湊、占地面積小、可大型化等優(yōu)異的技術(shù)性能。采用板式空冷器可解決許多新建或擴容改造置場(chǎng)地嚴重不足的問(wèn)題，在當前全球水源、能源緊張的情況下，板式空冷器是現代煉油、化工、電力、核能及冶金等行業(yè)中空冷器升級換代的理想產(chǎn)品。
2.2板式蒸發(fā)式空冷器工作原理
板式蒸發(fā)式空冷器由板束、風(fēng)機、構架水箱及噴淋裝置組成。傳熱單元為全焊式板束，采用垂直安裝的引風(fēng)式風(fēng)機。汽相物料從空冷器自上而下流動(dòng)，空氣經(jīng)噴淋水增濕降溫后橫穿板束，與熱介質(zhì)換熱。管道泵可以使構架水箱和噴淋裝置既可自成體系又可并入生產(chǎn)裝置的循環(huán)水系統中。
2.3板式蒸發(fā)式空冷器結構特點(diǎn)
板式蒸發(fā)式空冷器采用全焊式LT板式傳熱元件，確保其高效安全，同時(shí)還能在線(xiàn)清洗。由于其特殊結構，采用改進(jìn)的大流量、高風(fēng)壓、直連式軸流式風(fēng)機，使板式空冷器整體性能得到提高。板式蒸發(fā)式空冷器采用板式傳熱元件，由于傳熱板片沿流體流動(dòng)方向的流道斷面形狀不斷變化，大大加強了流動(dòng)的擾動(dòng)，因而能在很低的雷諾數下形成湍流，從而增加了流體的對流傳熱系�？绽淦鞯陌迨絺鳠嵩�件傳熱面均為一次傳熱面，與傳統空冷器采用的翅片（二次傳熱面）相比，更加有利于換熱。一般情況下，板殼式換熱器總傳熱系數是管殼式換熱器的2~3倍，由于板式空冷器單板換熱面積大，同時(shí)就緊湊度指標而言，板式換熱器緊湊度約為220m2/m3，遠大于列管式換熱器的78m2/m3。加上前面所述板式空冷器傳熱效率高的特點(diǎn)，在完成同樣換熱任務(wù)的情況下，板式空冷器的體積小、重量輕，采用后可大大節約用戶(hù)的設備安裝空間及安裝成本。有效地解決了煉油、化工裝置擴能改造時(shí)的場(chǎng)地不足的矛盾。
3 引進(jìn)先進(jìn)設備，解決生產(chǎn)問(wèn)題
3.1通過(guò)采用合理設計方案和工藝流程能有效的解決夏季仲丁醇合成工段丁烯循環(huán)量提高的需求，從原來(lái)的50t/h增加到66t/h，進(jìn)而提高終端產(chǎn)品MEK甲乙酮的產(chǎn)量。
3.2傳熱元件采用316L材質(zhì)，可以有效的防止空冷器發(fā)生腐蝕泄漏。
3.3節約電耗，降低年操作費用。車(chē)間目前在用的空冷器使用6臺電機，每臺電機的功率都很大。更換后，電機的數量減少，且電機功率從原來(lái)的33KW降到22KW即可。每年可以節約大部分電能，降低了操作費用。
3.4給板式蒸發(fā)式空冷器電機增加變頻，降低了調節難度同時(shí)能夠及時(shí)、方便、快捷的調整空冷器冷后溫度。這樣可以有效防止凍凝發(fā)生，同時(shí)也節約電能。
3.5板式空冷器可能存在的問(wèn)題�？绽淦鞑捎萌�焊式板束，承壓部位的焊點(diǎn)多。若焊道開(kāi)裂將影響整個(gè)裝置的平穩運行。

4 結論
甲乙酮裝置空冷器E-008采用先進(jìn)的板式蒸發(fā)式空冷器，能夠有效的解決在用空冷器存在的問(wèn)題，從而增加丁烯循環(huán)量，節約電能，降低檢修難度，使空冷器調整運行更加方便、快捷，為裝置長(cháng)周期運行奠定基礎。
參考文獻
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