膜分离设备拆装施工技术

中国石油天然气第七建设有限公司 山东青岛 266061

1 施工概况

膜分离技术主要有分离、浓缩、纯化和精制的功能,同时具备高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,目前已广泛应用于煤液化领域。膜分离技术在煤直接液化装置实现原料氢气在高压状态下操作,压力为18.1MPa,氢气浓度由进料时的86%被提纯为96%。神华鄂尔多斯煤直接液化装置膜分离使用的是柏美亚公司的成套设备,代表美国空气产品公司的最先进技术。本装置膜分离设备共计60根、240道高压密封面,而高压密封质量的好坏直接关系到装置能否顺利投产。膜芯施工工艺特殊,极易折断,且须防水与防油污,因此施工需采取切实措施,确保膜芯拆装质量。

2 施工特点

(1)膜分离设备操作压力高,高压密封质量好坏直接关系到投产时是否会产生泄漏;

(2)膜芯造价昂贵,每根膜芯价值40万元,且膜丝直径很小、极易断裂,因此检查与更换必须仔细小心;

(3)膜分离设备筒体、伴热线多且比较复杂,拆装前需标记好,以方便回装。

3 施工方法

3.1 标识

3.1.1 伴热线标识

每根筒体本身有两根伴热线,为防止伴热线恢复时顺序混乱无法顺利安装复位,需进行编号标识,以方便回装。

3.1.2 设备筒体与集合管法兰标识

每跟膜筒体法兰与上下集合管法兰连接位置、上下集合管本体都要做好编号标识,以方便原位置进行回装。膜分离设备拆除前全景如图1所示。拆除前需将膜筒体与伴热线使用红色油漆进行编号,确保原位置进行复位回装。

3.2 拆除施工工艺

3.2.1 伴热线拆除

伴热线拆除采用锯条沿上部集合管同一方向进行切割,将拆除下来的伴热线有序地摆放到地面上。

3.2.2 上部集合管拆卸

上部集合管与筒体是法兰连接,在拆卸前需做好标记。上部集合管与筒体使用25t吊车吊装至地面,集合管底部用道木支垫。

图1 膜分离设备拆除前全景图

3.2.3 筒体拆卸

因筒体与膜分离框架之间有螺栓连接的支撑,待上部集合管拆卸之后,下部集合管与筒体下法兰、筒体之间法兰可同时拆卸。

3.2.4 清洗处理

对拆卸下来的八角垫片、限流孔板进行清洗处理,将表面的油污、灰尘处理干净,经车间技术人员确认后利旧使用。

3.2.5 拆模

使用十字和一字螺丝刀更换弹簧垫片,取膜时需平衡用力,慢慢将膜抽出,避免损坏膜芯(见图2);膜取出后,需在膜头上进行编号标记以方便回装(见图3);与车间负责人检查膜是否可再回收使用,同时清理筒体内壁脏污;取出的膜如当天不能回装,必须用防雨篷布整体覆盖进行防护。

图2 将膜从筒体内抽出

图 3 旧膜做好标记并摆放整齐

3.3 回装工艺

3.3.1 膜回装

用提前做好的专用工具测量膜头在筒体内部的位置,扎紧胶皮圈卡扣。因膜芯造价昂贵,检查与更换时必须仔细小心。回装时先装好膜头内部垫片,用专用塑料袋将膜芯整体包紧,在尾部塑料部位绑扎铁丝。装膜时,在膜分离器的另一端3人同时拖拉铁丝将合格的膜芯放入筒体内,确保整个膜头进入筒体内,再将膜芯包裹的塑料带取出。膜芯不得有油污污染或淋水,否则膜会损坏。新膜与专用工具测量过程详见图4。

图4 新膜与专用工具测量过程

3.3.2 筒体法兰合口

螺栓紧固完成后要对法兰之间的间隙进行测量;对称间隙测量合格后,经车间技术人员确认合格方可进行回装。

3.3.3 回装膜筒体

使用25t吊车自北向南依次吊装筒体,并按编号顺序依次进行安装。

3.3.4 上下集合管回装

膜筒体回装完一组后,即可回装集合管。按照拆卸前做好的标记有序回装集合管,集合管与筒体为高压八角垫片密封;回装前需仔细清理密封槽,用清洗剂喷涂密封面,再用干净软布将密封面擦拭干净;密封面清理完自检合格后,还要由车间技术人员现场确认合格方可回装。

3.3.5 伴热线回装

伴热线按照拆卸前做好的标记有序回装,注意伴热线绑扎长度。

3.4 气密与热紧

投产前配合车间进行高压气密,如发现漏点及时进行紧固。根据介质升温情况,达到热紧温度后进行热紧。

4 施工注意事项

4.1 高压密封

因膜分离设备为高压工作环境,操作压力达18.1MPa,因此高压密封为质量管理的重点。

(1)密封垫为八角钢垫,钢垫应轻拿轻放、集中存放、专人管理,检修中拆下的钢垫应用干净软布缠好,做好标记放置仓库集中管理,不允许随意乱放。

(2)用专用砂纸沾柴油将密封槽及钢垫表面的浮锈打磨掉,用清洗剂喷涂密封面;再用干净软布将密封面擦拭干净。

(3)检查密封面和钢垫是否完好,确保无缺陷。如果八角钢垫有贯穿性缺陷要及时更换新垫片。

(4)如果检查后发现法兰密封面出现缺陷或者接触面测试不合格,需要对法兰密封面进行研磨。

4.2 保护膜丝

膜芯为膜分离的关键部件,需注意对膜丝的保护。

(1)检修前做好安全技术交底,着重强调模芯价值的昂贵,因一旦膜丝断裂,将无法实现气体分离,导致装置检修失去意义。

(2)检修期间对膜芯的检查与更换必须谨慎小心,因每根膜丝直径与头发直径相仿,极易断裂,若拆装不慎导致膜芯损坏,将无法达到气体分离效果。

(3)施工过程要做好成品保护,不能接触油污。回装前用塑料袋将膜芯整体包紧,回装时要轻拿轻放、用力均匀;膜芯装完后,将膜芯包裹的塑料带取出。

(4)膜芯不能淋雨,现场施工时要挑选晴朗天气进行施工,同时备好防雨篷布。一旦下雨,要第一时间进行覆盖。

(5)做好过程监控,更换膜芯施工时,技术质量人员全程做好旁站监督,确保膜芯不发生损坏。

5 结束语

煤液化装置膜分离设备检修质量好坏直接决定是否能够在高压状态下实现氢气提纯,是保证产品质量的关键。本文全面介绍了膜分离设备检修的施工方法、施工特点、施工难点与注意事项,期望对后续同类装置施工具有更好的借鉴。