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主换热器热端温差过大原因分析与处理钱吉庆杭州杭氧股份有限公司设计院摘要：对某厂12000m3/h空分设备主换热器热端温差偏大现象进行了描述和原因分析，并进行了故障处理，总结了在改造过程中出现的问题。关键词：空分设备;主换热器;热端温差;偏流1.主换热器热端温差偏大现象某厂12000m3爪空分设备采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀、规整填料上塔及全精馏无氢制氮外压缩流程。自空分设备开车以来，用户一直反映主换热器热端温差过大，其中一组换热器有7℃-8℃的温差。通过各种调节手段，液体产量仍达不到合同要求的设计值。查看空分设备流程图和精馏塔总图发现，6台主换热器(E1-E6)分两组分布，分子筛吸附器出口空气通过正流空气阀VIn和VIIZ分别进人E1-E3和E4-E6两组换热器。两组换热器之间的热端温差可利用VIII和VIIZ阀来调节，每组内3个单元之间靠冷箱内配管来平衡气流的分布。增压空气出主换热器各单元有中部、底部两个抽口，进膨胀机的空气温度由中部抽口总管阀V31和底部抽口总管阀V犯来调节。返流气体只有通过各自总管上的调节阀来调节流量。现场实际运行的DCS控制系统数据显示，在VIIZ阀全开、VIII阀开度较小的的情况下，E1-E3换热器热端温差较小，约为4℃，而E4-E6换热器热端温差较大，有近8℃的温差，且增压空气出主换热器的中抽温度也有很大差别，出E1-E3换热器的中抽气体温度明显低于出E4-E6换热器的中抽气体温度。2.原因分析为了查找主换热器热端温差过大的原因，做了以下几方面的工作:(l)重新审核设计任务书和换热器设计计算，并通过对相近产品的参数分析，认为该套空分设备换热器换热面积有足够的富余量，其返流气体温度偏低是个别现象。(2)结合空分设备开车过程中，增压后水冷却器曾发生过泄漏的实际情况，对空分设备进行了大加温和吹除，开车后主换热器热端温差略有减小，说明冰或干冰堵塞不是热端温差偏大的主要原因;同时，在吹除过程中，也没有发现分子筛和珠光砂粉末，说明分子筛和珠光砂粉末没有进人主换热器。(3)对主换热器空气流路进行反吹，在反吹压力达0.45MPa的情况下，并没有吹出明显的杂质，说明空气流路不存在杂质，或者说是没有可以通过反吹吹扫出来的杂质。(4)根据OCS控制系统上显示的数据，可以认为主换热器的热端温差偏大，是主换热器偏流引起的。但比对主换热器出厂时的气阻试验报告，认为主换热器各单元气阻与设计值基本相符，并不会因为这些差别而引起主换热器明显偏流，进而引起主换热器热端温差过大。通过以上分析和处理，认为很有可能是某些返流气体管路中有较大杂3.处理措施既然主换热器偏流最有可能的原因是换热器中存在杂质，那么首先考除，那能不能通过人为地改变主换热器各单元气阻的质存在，导致主换热器各单元气阻不均，引起主换热器偏流，进而导致主换热器热端温差偏大。虑如何去除杂质。通过对空气流路的反吹，证明杂质不在空气流路上，而对返流气体流路的吹扫，需要和空气流路反吹一样高的压力，但换热器和返流管道无法承受如此高的压力;如果按换热器返流气体的设计压力来反吹，又达不到效果。因此，只有割开认为存在杂质的管道，手工清除杂质。由于设计时仅在氧、氮总管及污氮两条汇总管上安装温度计，没有在返流气体的各支路上安装温度计，无法准确判断具体哪条管路出现了堵塞。如果在现场把每条管路都割开检查，不仅耗费大量的人力和物力，而且需要较长的时间，显然不可操作。另外，如果杂质已经进人主换热器内部通道，那么这种方法也是无能为力。既然杂质很难清方法来改善偏流呢?于是提出以下两种方案:一种是在空气通向每个换热单元的管道上增加阀门，根据某种返流气体的温度指示来调整阀门开度;另外一种是在某种返流气体出主换热器各单元的流路上安装阀门，根据某种返流气体的温度指示来调整阀门开度。最初的方案选择是把阀门增加在氧气出口管道上，因为氧气是用户最设备进行中修的机会，对空4.实际改造中发现的问题实际改造中也发现了一些问题，在以后类似项目中值得借鉴：行改为关心的产品气体。考虑到返流气体阻力的增加，会大大增加整套空分系统的能耗，且国内也极少采用在返流气体中增加阀门的办法改善偏流，于是选择了...