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凝结水疏水系统打水锤原因分析及解决措施

更新时间:2009-03-28

某石化公司腈纶装置共有5条生产线,全部采用湿法纺丝工艺。纺丝线上的水洗水、一牵伸和二牵伸喷淋水、热牵伸槽的牵伸水、定型机、一烘和二烘都需要蒸汽加热。在加热过程中会产生大量的凝结水,凝结水需要进行排放处理。在以上的各工序中都有各自的凝结水疏水排放系统[1],在热牵伸排放系统中一直存在打水锤现象。疏水器大约30 s动作1次,每动作1次,就发出1次响声,水锤声音时大时小。给生产现场带来了噪声,对疏水系统产生了破坏力,疏水器至排放闪蒸罐之间的管线弯头处经常出现开裂,影响生产。

1 疏水系统

热牵伸疏水系统压力为0.8 MPa、温度为260℃的蒸汽通过直径为40 mm的管线进入换热器,把水加热到95℃,牵伸水通过直径为40 mm的管线进入2楼纺丝线的热伸槽对牵伸丝进行加热。0.8 MPa蒸汽在换热器内没有回流管,随着对牵伸水的加热,蒸汽会产生大量的凝结水,凝结水通过疏水器和直径为40 mm的管线排入闪蒸罐。凝结水通过疏水器时夹带一定量的蒸汽,凝结水在闪蒸罐内要进行汽水分离。汽体进入0.4 MPa蒸汽管网,凝结水进入热水管网进行余热利用。

在疏水系统中,换热器离地高度为800 mm的位置。疏水器靠地面安装,疏水器两侧装有截止阀。直径为40 mm的疏水管线经疏水器后垂直升高6 m后,经配电间、通过80 m长管廊、变向、30 m后,与闪蒸罐相连[2]

2 系统存在的问题

热牵伸凝结水疏水系统存在3个问题。

(1)系统中一直存在打水锤现象。约30 s/次,锤击声时大时小。

(2)疏水器经常出现蒸汽泄漏。

根据系统存在的问题,采取相应的解决方案,彻底解决系统打水锤问题。在新设计的系统中,工艺疏水流程基本保持不变,对设备及管线布局进行重新设计[5]

纺丝车间热牵伸、预热工序的疏水器低温状况比较普遍,造成该状况的因素是疏水器选型不合理。热牵伸和预热的疏水器均为倒吊桶式,该型号的疏水器在背压高的情况下,会出现排水不畅,影响工艺控制,热牵伸和预热的蒸汽加热系统在1楼,凝结水背压偏高,当打开的阀门突然关闭,水流对阀门及管壁,主要是阀门会产生1个压力。由于管壁光滑,后续水流在惯性的作用下,迅速达到最大,产生破坏作用产生水锤、水击现象,造成设备及管线的损坏。

3 系统存在问题及分析

3.1 设备和管线布局不合理

2018年10月22-25日,习近平总书记亲临广东视察并发表重要讲话,对我省工作提出了深化改革开放、推动高质量发展、提高发展平衡性和协调性、加强党的领导和党的建设等方面工作要求。按照省委部署,省农垦集团党组把学习贯彻习近平总书记视察广东重要讲话精神作为首要政治任务,要求垦区各级深入学习贯彻,确保习近平总书记视察重要讲话精神在垦区落地生根,开花结果。

3.2 疏水器内部泄漏

疏水器在打开的一瞬间,蒸汽推力作用到管线内的凝结水时,对排水管线形成一种冲击力。冲击力通过直长段传到末端弯头处并被弯头全部吸收,经长期反复冲击,造成弯头处焊口疲劳,易出现开裂泄漏。

(3)把疏水管线直径改为80 mm。

在排水系统中,5条线的凝结水都向闪蒸罐内排放。如果其中1条线的疏水器内部出现泄漏,0.8 MPa蒸汽通过疏水器和排水管线直接进入闪蒸罐,造成闪蒸罐内压力增大,其它线凝结水向闪蒸罐水内排放的阻力也会增大,疏水器的0.8 MPa蒸汽与凝结水的硬撞击力也会越大,发出的水锤声也会变大。也是水锤声有时变大的原因。

3.3 疏水器选型不合理

(3)排水管线直长段弯头处常出现断裂漏水问题。

一方面,酒店业行业是一种劳动密集型的服务性行业,普通员工入职都是从基层做起,所以人员录用的门槛较低,从社会招聘的从业人员的素质参差不齐,人员的录用门槛和复杂性在一定程度上决定了饭店业复杂的工作氛围,工作氛围的复杂性造成员工跳槽思想变得正常和随意化;另一方面,酒店行业大都有面临经营的季节性,淡旺季的经营差别也致命整个饭店行业的员工需求弹性较大,有一些酒店不得不根据淡旺季的员工需求量来安排员工的人数,人员的经常变动也会增加员工的不安全和不稳定感,影响到从事饭店业的人。

4 系统存在问题解决措施

若滑坡得不到及时、综合的工程治理,将会进一步加剧滑坡变形程度,变形区域也进一步扩大,从而引发更大的地质灾害发生,将造成巨大的经济损失和不良的社会影响,急需采取有效的措施进行整治。

(1)换热器移到闪蒸罐附近,离闪蒸罐最远距离约为25 m。通过换热器移位,缩短了疏水管线的长度。

(2)通过支架,把换热器底部的安装位置提高到离地面3 m,从而缩短了疏水管线的垂直高度。

在原疏水系统中,疏水器材质为铸铁,内部浮球在蒸汽的冲击下,存在汽蚀现象,而壳体在纺丝1楼的潮湿环境下腐蚀的很快。因此,铸铁材质的疏水器在使用中易出现内外泄漏现象。

在排水系统存在的问题中,打水锤对设备的破坏力最大。疏水器后面的排水管线有8个弯头,垂直上升高度总计6m,管线水平长度113 m,管径40 mm。该种管线布局的特点是,水在管线中运动阻力大,管压强大,凝结水在管线中向前运动的起始阻力更大。疏水器在打开的一瞬间,蒸汽推力作用到管线内的凝结水时,造成蒸汽与水的硬撞击,发出瞬间的击打声,通过水会传到管线上,对管线形成作用力,特别是水运动方向的作用力,管线直线距离越长,纵向推力越大[3]。推力会带动管线纵向向前微动,管线同时会发出一种振颤声。管线的振颤声和蒸汽与水的硬撞击声混合到一起,形成了系统发出的水锤声。蒸汽压力越大,凝结水在管线中向前运动的起始阻力越大,相互作用力也越大,水锤声音也会越大[4]

三是运用信息化技术手段。在信息化背景下,要充分发挥信息技术与载体的优势功能,长效推进高校服务型机关党组织建设。利用微信、微博、QQ群、网站留言板等新媒体和网络技术,构建覆盖面更广泛的服务网络,实现服务基层、服务群众全天候、零距离,提升服务工作的时效性和覆盖面。

(4)由于换热器位置的改动,0.8 MPa蒸汽及热牵伸水管线需加长。原疏水管线改为牵伸水管线加以利用。

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(5)疏水器重新选型,改为不锈钢材质,安装口径仍为40 mm,疏水管线与疏水器采用缩径安装。疏水器两侧加装截止阀和付线阀,在截止阀和疏水器之间加装1个视窗。

5 结束语

通过新旧疏水系统对比发现,疏水器后面的管线排水阻力大小与系统打水锤有直接关系。疏水管线越短、越粗,排水阻力越小,水锤发生的几率越低。管线排水阻力越大,蒸汽压力越高,撞击力越大,发生水锤的可能性越大。在设计疏水系统时,要注意疏水管线的疏水阻力问题。

参考文献:

[1]王阳.疏水阀组的组配形式讨论[J].化工设备与管理,2011,48(6):53-54.

[2]侯辉.凝结水回收和利用[M].机械工业出版社,1985:13-14.

[3]化学工业部化工工艺配管设计技术中心站.化工管路手册[M].化学工业出版社,1988:18-22.

[4]张德姜,王怀义,刘绍叶.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].中国石化出版社,1994:32-34.

[5]席增雪.疏水阀在蒸汽系统的应用[J].机电信息,2005(20):32-33.

 
刘忠辉
《炼油与化工》 2018年第02期
《炼油与化工》2018年第02期文献

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