蒸发式冷凝器改造技术应用

席铁峰(山东兖矿国际焦化有限公司,山东 济宁 273500)

1 原有合成汽轮机组、水冷器效果的影响

国际焦化公司合成装置自2006年12月26日产出合格的甲醇后，受蒸汽、合成汽轮机机组运行状况、水冷器效果的影响，产量一直没有达到设计产量。自装置试车到现在，随着运行时间的增加，合成区域的换热器效果逐步变差，其中合成循环气温度最高时达到75℃，比设计指标高出30多度，严重影响了甲醇的分离效果。

2012 年合成系统经过检修后，装置的总体性能得到了极大的提高，产量在逐步增加，2013年产量为16.5万吨，但由于前期运行过程中循环水脏，同时水冷器又是壳程走循环水，造成壳程堵塞严重，虽然在2013年两次系统检修时清理及酸洗，但是清理效果不好。开车后温度有所下降，但依然高达70℃左右。

2 改善甲醇系统冷却效果的必要性

为改善甲醇循环气冷却效果，公司于2014年5月新增2台FZT-7200蒸发式冷凝器，设计处理气量240000m3/h，冷却后温度≤40℃。5月底投用后，通过阀门分配负荷，2台FZT-7200蒸发式冷凝器通过了甲醇合成总循环70%气量，大大改善甲醇系统冷却效果，由投用前的75℃降到了投用后47℃，提高甲醇回收率，降低煤气消耗100多立方，每天多产甲醇近35吨。

3 甲醇循环水冷却实施方案

新增2套FZT-7200蒸发式冷凝器来彻底解决上述问题，根据现场场地情况，决定一台利用现有列管换热器基础平台，另一台在其东侧空闲位置布置，提前设备安装、管道预制到位。为保证全年的生产天数及任务的完成，2014年冬季检修从停到生产只安排4天时间，现有列管换热器连拆除和安装及配管无法完成，决定本次改造先增加一套FZT-7200蒸发式冷凝器，仍然保持现有的列管换热器并联运行，2015年春季检修拆除全部列管换热器，已完成最后一台改造FZT-7200蒸发式冷凝器增加改造。

3.1 蒸发式冷凝器

蒸发式冷凝器是集普通开式冷却塔、水泵、水系统的管道连接组合成一体，具有节电、节水、安装方便、占地面积小、维修方便等特点。但在换热原理存在本质上的差别。开式冷却塔是是通过热、质交换将高温冷却水的热量散入大气，通过空气冷却和蒸发部分冷却水来降低冷却水的温度，而蒸发式冷凝器是利用水的潜热也就是水在常温下的蒸发吸收热量达到冷却的目的，同样质量的水蒸发所吸收的热量是水温升高5度时热量的116倍，所以冷却塔的换热效率很高。

3.1.1 先进换热盘管技术

高效换热盘管由高质量的换热管制成，换热盘管在完成最后组装前经过4次严格的气压试验（设计压力1.0MPa，试验压力1.25MPa），具有良好的气密性；盘管沿介质流动的方向设计了2%的坡度，便于在系统停机时将介质排出，避免冻坏换热管。

换热管布置采用蛇形弯管技术，相对管箱结构及其他结构具有以下几个优点：结构柔性化，消除制造、运行过程中的内应力；弯头阻力小，可减小流通面积，增加单管长度，提高管内流速，强化换热；可提高结构强度、可靠性高（焊接点少、应力小、耐压高）。将进、出口阀门与盘管组成若干换热模块，根据换热量和环境条件变化，实施动态调节。

3.1.2 双重防腐设计，全框架结构

箱体外护板、进风栅等，采用镀锌板外加喷塑，也就是在镀锌板的外表面进行一层静电喷塑，进一步提高了面板的抗腐蚀能力和美观度，延长设备使用寿命。双重防腐，耐蚀美观。

3.1.3 高效动力配置

从安装位置上来讲，轴流风机采用顶吸式，采用顶吸式主要是为了使冷却盘管处于一个负压区，因为水在负压时更容易蒸发，顶吸式可增强水膜蒸发以提高换热。

3.1.4 均匀散水装置

喷淋水的好坏直接影响换热盘管表面水膜形成质量，水膜太厚会增加热阻影响传热，太薄容易形成干点。采用高品质ABS材质吊篮式多层伞状喷淋形喷嘴，具有流量大、喷淋均匀、不易堵塞的独有特性，使冷却水膜最大限度均匀布置在换热盘管周围，提高传热系数。喷嘴与喷淋管采用承插式连接便于拆卸与冲洗。

4 改造后的经济技术指标

4.1 解决了因甲醇水冷器冷却效果不好能耗高问题。

4.2 解决了限制甲醇扩大产能的瓶颈。

4.3 通过蒸发式冷凝器完全取代甲醇水冷器，达到循环气温度的设计要求。

4.4 甲醇水冷器停用后，减少甲醇循环水用量1300m3/h，进一步改善甲醇系统其它冷却器的换热效果，同时减轻甲醇循环水运行负荷。

4.5 FZT-7200蒸发式冷却器投用后，吨甲醇消耗焦炉煤气降低约100m3/h，每月增产甲醇约750吨，增加产值170万元。

5 结语

通过FZT-7200蒸发式冷凝器投用效果分析，再通过增加1台FZT-7200蒸发式冷凝器达到3台并联，利用阀门调节合成气量最终使循环气温度降到43度以下，增加产量的同时，经济效益大幅度升高。