联碱冷冻系统蒸发式氨冷凝器改造总结

李长胜，孙东亮

（江苏华昌化工股份有限公司，江苏 张家港 215634）

我公司联碱冷冻系统共有16台蒸发式氨冷凝器，其中2006年8月新区环保搬迁投用6台CXV－481B型号的蒸发冷，2007年年初老区停产搬迁过来6台CXV－416型号的蒸发冷。根据生产实际需要，2007年至2010年又陆续增加4台CXV－416型号的蒸发冷。

1 存在问题

2006年8月新区联碱开车以来，从蒸发式氨冷凝器的运行情况看，蒸发冷系统存在如下问题：

1）换热盘管存在腐蚀现象，平均使用寿命在5年左右。老区搬迁过来的6台蒸发冷已接近报废，很难修复。2006年8月投用的6台蒸发冷，其中2台换热盘管已泄漏，盘管表面出现大面积点蚀坑。

2）填料结垢严重，填料堵塞后导致进风量减小且布风不均，严重影响了蒸发冷的换热效果。在老区使用时也出现过类似问题，曾同生产厂商探讨过解决方案，只能通过更换填料的方式来解决。而更换填料非常麻烦，需拆除喷淋装置、换热盘管、收水器等后才能进行，每台蒸发冷更换填料的费用约为4万元。

3）设备本体、水槽与风机传动支架等钢结构件均为镀锌薄钢板制成，2～3年后表面镀锌层就腐蚀了。镀锌保护层丧失后，薄钢板很快就会腐蚀穿孔，整台设备多处漏水，整体稳定性变差，特别是风机。风机壳体及传动支架腐蚀后，将产生晃动，同时皮带张紧装置全部锈蚀失效，导致风机不能正常运转。我们曾对老区搬迁的6台蒸发冷传动支架进行电焊加固修复，但施焊时薄钢板会发生穿孔，很难修复。大部分风机虽然还在运转，但皮带打滑，转速很慢，风量很小，导致蒸发冷的工作效率大大降低。

4）冷却水喷淋管为PVC材质，由于管道支撑太疏，长时间运行，管道弯曲变形和破损严重，导致水量分布不均，局部换热盘管表面无水，干湿交替盘管表面结垢严重。

根据生产实际操作和计算得知：冷凝温度每升高2.35℃，排气压力就升高0.1MPa。以840万焦耳JZ2LG31.5型号的冷冻机组为例，轴功率将升高67kW，制冷量降低83.674kW。即冷凝温度每升高1℃，轴功率升高28.6kW，制冷量降低36.38 kW。

冷冻机组排气压力升高，将会导致氨压缩机工况恶劣，机组故障率升高，检修费用增加，故迫切需要对联碱蒸发冷系统进行改造。

2 改造方案

2.1 换热盘管改造

原换热盘管为热镀锌焊接钢管，壁厚1.5mm，当表面镀锌层腐蚀后，换热管很快就腐蚀穿孔，泄漏的氨被冷却水吸收后水质将恶化，腐蚀加剧，极易形成恶性循环。

1）将盘管改为厚度1.5mm的304不锈钢材质，耐腐蚀，寿命长，结垢后可清洗。虽然每套不锈钢换热盘管价格约11万元，比碳钢换热盘管贵4万元，但使用寿命可延长2至3倍，大大降低了维修费用。

2）加强对喷淋系统的检查及清理，使冷却水均匀分布，避免水量分布不均，换热管干湿交替，加剧腐蚀和结垢。

2.2 壳体、水槽与骨架改造

原材质均为厚度约2mm的热镀锌钢板制成，建议逐台停用后内外除锈，用薄铁皮采用铆接法先加固，然后内外表面做玻璃钢防腐层，内表3mm厚，外表2mm厚，经核算每台设备改造费用约2.7万元。目前部分蒸发冷生产厂家生产的蒸发冷产品，壳体、水槽与骨架就是玻璃钢材质，说明上述改造方案是可行的。

2.3 填料改造

原配填料无法清洗且更换困难、购置费用高。我们从玻璃钢填料冷却塔的结构中得到启发，采用块状填料结构，底部和中部设计专用的填料架，选用比表面积与原填料相近的折波填料，每台设备填料的购置费用约1.4万元。

2.4 风机改造

原配风机采用皮带传动，2台电机带3台风机，其中1台5.5kW电机带1台风机，另一台11kW电机带2台风机。但通过实际使用发现，当张紧装置失效及机架壳体锈蚀失稳后就很难修复。原设计将电机和皮带传动装置悬挂在蒸发冷上部壳体的反面，每次检修哪怕是电机接线都需要搭设脚手架，十分不利于安全检修。尤其当11kW电机系统出现故障，就会有2台风机停止工作。同样我们从机械通风冷却塔的结构中得到启发，部分机械通风冷却塔采用了直连风机结构，华昌老区联碱煅烧机械通风冷却塔风机也是直连风机，在老区使用一直很正常，所以我们计划在蒸发式氨冷凝器上采用直连风机结构。通过选型，意外发现上海溢美高公司已先行一步将直连型风机用在了蒸发冷上，且已经有定型的直连风机产品，经过参数比对后选取了性能接近的直连型风机。直连风机直接装在蒸发冷机壳顶上，每台5.5kW电机带一个风机，各个风机互不干涉，只要加固蒸发冷机壳顶部就能安装。接线盒也在风筒边上，风机和电机检修可直接在机壳顶部进行，配电系统不需要作改动，只需要将原电缆拉出配到机壳顶上即可。

2.5 冷却水分配槽及喷淋管改造

分配槽全部采用4mm厚钢板自制，内外表面玻璃钢防腐。喷淋管增加管道支撑以防止弯曲变形。

3 实施后使用效果

从2009年4月开始对老区搬迁的6台CXV－416蒸发冷进行逐台改造试用。经红外线测温仪检测，改造后的蒸发冷出液温度明显比原厂蒸发冷低；采用玻璃钢防腐后的壳体非常牢固，至今未发现腐蚀泄露；不锈钢冷却盘管冷却效果良好且不易结垢；直连型风机不会出现风量小效率低的毛病，安装检修非常方便；块状折波填料方便拆卸和清洗，并能重复使用；改造后的水槽减轻了腐蚀泄漏危险，PVC管不再弯曲变形。试用成功后又对一期联碱的6台蒸发冷进行改造，目前正在改造过程中。至今，经改造的蒸发冷没有一台出现故障，有待时间进一步考验。