延迟焦化装置换热器检修

王鹏斌

中石化第十建设有限公司 青岛 266555

青岛石化公司160 万t/ a 延迟焦化装置2010 年1月10 日建成投产，共有换热器设备52 台，结构形式为浮头式和U 形管式，管束直径φ400～1400，管束重1～15t，检修作业内容包括：

（1）拆封换热器管箱、大浮头、小浮头、管壳程法兰；

（2）抽、装换热器芯子；

（3）高压水清洗换热器芯子；

（4）清理壳体、管箱、大浮头、小浮头；

（5）换热器试压；

（6）设备本体及连接管线保温拆除及恢复。

1 施工准备

（1）施工前，技术人员与班组和车间就现场情况进行确认，对需要拆卸检查修理的换热器提前做好标示牌，防止错拆或漏拆；需要拆除保温的换热器，由车间通知施工单位在停车前拆除完毕。

（2）将检修计划上每项作业任务落实到作业班组，作业组长提前到现场熟悉环境，了解施工内容，提出完成此项施工内容所需的条件，比如搭设脚手架、拆除保温、给螺栓提前涂抹松动剂等，以便提前准备好施工所用的工具。如需起重配合，提前带起重人员到现场熟悉施工内容，以便准备好所需绳索以及吊装工具。

（3）根据每个作业班组提出的脚手架需求，在停工之前搭设完毕，并经专业检查人员确认合格。

（4）提前进入现场确认换热器的螺栓的类型、规格和数量，如果发现与原计划有出入，及时上报技术人员，由技术人员与车间进行对接。

（5）提前制定好吊车使用计划，并确定好吊车站位。

（6）提前做好施工方案和施工技术交底。

（7）提前检查敲击扳手、风动扳手、力矩扳手，确保专用工具的工作正常。

（8）提前做好班组班房的现场临时布置，对接好水电的使用情况。

（9）提前公示张贴双方的施工人员联系方式，以便于进行沟通。

（10）提前做好人员、物资（含松动剂、煤油、二硫化钼、塑料布等）、机具（含换热器的抽芯机、换热器假帽子和假法兰、风动扳手、力矩扳手）、车辆（空压机、吊车和运输车）的调度。

（11）提前安排作业人员的入场教育，做到作业人员持证入场、凭票作业；当天办妥动火票、用电票、吊装票和高处票等特种作业票，做到一点一票一监护。

2 换热器拆除和回装

（1）换热器拆除前，需要先将连接换热器的管道法兰拆开，所有管口均应封闭保护，防止杂物进入管道。

（2）对拆除的螺栓进行除锈清理，用煤油/ 柴油浸泡刷洗，摆放整齐，做好标记，以防丢失或混用。未经车间批准，不得擅自割断或者强行拆卸螺栓。

（3）拆除和抽芯的吊车应当按照吊车站位图进行站位，在站位及吊装过程中，注意保护道路两侧的消防设施。在设备抽芯过程中，各工种要以起重工为主，分成小组，服从组长的统一指挥，以免发生危险。

（4）与设备连接的管线拆除时，临时的吊装点经检查必须牢固可靠；无法拆下的管线，拆除前必须检查支吊架是否可靠，必要时加设临时支吊架。

（5）应使用抽芯机，在吊车的配合下，将换热器的芯子（管束）抽出来，安全稳妥地放置在地面上，并及时运至指定地点进行清洗。

（6）当芯子（管束）尺寸较小，或空间受限无法使用抽芯机时，在吊车和倒链的配合下，可缓慢平稳抽出。根据作业空间以及倒链挂点，芯子（管束）或从后顶出，或从前抽出或拉出。

（7）抽出管束时，抽芯机必须吊装平稳，抽出过程中随时注意观察，发现有管束被卡住或受力情况不正常时，立即停下抽芯机进行检查，不得强行抽出。

（8）管束抽出后，应对管束外观质量进行检查，发现变形、破损、异常及时报告监理和业主，同时将壳体内杂物清除干净。

（9）对抽出管束进行挂牌标记，管束装、卸车时应轻取轻放，车上垫以软物，以免运输过程中损坏。管束和换热器壳体清洗完成后，应用塑料布包裹、铁丝捆绑进行保护。

（10）管束清洗合格后，使用抽芯机回装。当芯子（管束）尺寸较小，或空间受限无法使用抽芯机时，在吊车和倒链的配合下，可缓慢平稳回装。

（11）管束、管箱、小浮头回装时更换的垫片应保护好，可用四氟带缠绕保护，密封面涂抹黄油。

3 焦化装置分馏框架检修的难点和措施

在以往检修施工中，焦化装置的E101—E105 换热器都是检修的难点，因为浮头和壳体内结焦严重，拆开带出焦块及油污很多，螺栓咬死及锈蚀严重，主要表现为：

（1）壳体、管箱、外头盖清理量大；

（2）结成硬焦后清理难度大，外头盖里的近半数焦块需要使用冲击钻一块块凿掉，最后由人工再仔细清理；

（3）抽芯时焦块卡住，芯子无法抽出；

（4）小浮头内结焦，使小浮头无法拆掉；

（5）小浮头螺栓外表全部结焦，螺栓无法松动，有时能拆掉螺母，但螺杆被硬焦卡住无法取出。

针对以上问题，主要采取如下措施：

（1）停车前拆保温，停车后喷涂松动剂；

（2）小浮头结焦拆不开时，使用电加热加热至设计温度；

（3）为确保抽芯顺利，当蒸汽未停时，壳体通上蒸汽加热；若蒸汽已停，使用电加热，防止物料在壳体内结成硬焦块。

（4）抽芯机选型要合适；

（5）拆下来的螺栓用柴油浸泡刷洗，并进行螺栓增补，以便于回装。

4 换热器试压

4.1 试压前的准备工作

（1）熟悉设备结构及技术要求，对设备进行清洗和检查，确认无异常现象。

（2）设备试压时，要在最高处设排气口，以便充水时空气排出。

（3）试压用压力表不得少于两块，一块安装在系统最高点，一块安装在试压泵出口。试验压力以最高点压力表读数为准。

（4）试压用临时盲板按照《石油化工换热设备施工及验收规范》SH/ T3532- 2005 中的要求选取。

（5）检修前应根据车间提供的换热器规格尺寸，准备好试压所用的假法兰、假帽子。

（6）换热器试压时应将阀门、仪表配件隔离开。

4.2 浮头式换热器试压

4.2.1 管束试压

管束回装后，在浮头处安装假帽子（使用石墨密封条密封或高压纯石墨盘根），管箱端安装假法兰，加石棉垫片密封，对壳体充水试压。试验压力按壳程试验压力。试压流程图见图1。

压力达到后，检查管束无漏点即为合格。若有漏点，应及时联系监理、业主确认，并请业主确定处理方案。可参考以下处理方案：如管束泄漏，使用铁楔子将相应的管子堵住；如果管板处管子有泄露，则应补焊修理；再次试验合格后，换正式垫片，进行安装。

图1 浮头式换热器管束试压流程示意图

4.2.2 管程试压

管束试压完毕后，卸下假帽子、假法兰，用正式垫片将管箱及浮头安装好，对管程充水试压，试验压力按设计管程试验压力；然后检查管箱、浮头及有关部位，以无压降、无渗漏、无异常变形为合格。

管程压力试验主要检查各法兰垫片处是否泄漏，并观察压力表指示值的变动情况。在规定的试验压力及保压时间内，以法兰密封面无泄漏、目测设备无明显变形、压力表指示值不降为合格。管程试压流程示意图见图2。

图2 浮头式换热器管程试压流程示意图

4.2.3 壳程试压

壳程试压一般在业主要求时，与系统一起试。试压时压力缓慢上升至规定压力，保压10min；然后将压力降至操作压力进行详细检查，主要检查壳体、换热管与管板连接接头及有关部位，以无压降、无渗漏、无异常变形为合格。壳程试压流程示意图见图3。

图3 浮头式换热器壳程试压流程示意图

4.3 U形管式换热器

U 形管式换热器试压程序同浮头换热器试压，管束试压时，区别在于只需在管箱端安装假法兰即可。

4.4 设备试压中应注意的问题

（1）试压过程中，不得对受压元件进行任何修理。

（2）压力试验所用压力表必须经过校验，并在有效期内。精度不得低于1.6 级，表盘直径不得小于100mm。

（3）图样注明有压差限制者，试验过程中两侧受压要均衡，且两侧压差不得超过设计压差。

（4）压力试验前各部位紧固螺栓要装配齐全，均匀把紧。

（5）压力试验时，如有异常响声、压力下降、油漆剥落或加压装置出现故障等不正常现象时，应立即停止试压，查找原因，正确处理。

（6）水压试验时，设备外壁应是干燥的；水压试验后，应及时将水排净，排水时必须打开设备最高处的放空阀，以防抽瘪。

（7）水压试验时，注意试压用水的温度必须符合规范要求。

（8）压力试验时，试验压力值应以最高处的压力表读数为准，并用最低处的压力表读数进行校核。

（9）对旧的换热器试压，考虑到有不同程度的锈蚀，如不能按设计压力值进行试验，可按工作最大压力值乘以修正系数进行试验，但必须得到设计单位的确认。

（10）奥氏体不锈钢设备水压试验用水中氯离子含量不得超过25mg/ L。试验后立即将水排尽，并立即用压缩空气将设备内壁吹干。

（11）液压试验时，压力应缓慢上升；达到试验压力后，保压时间不宜少于10min；然后将压力降至设计压力，保压时间不少于30min；过程中对所有焊缝和连接部位进行检查，以无渗漏、无可见的异常变形为合格。试压中如有异常，应泄压后进行处理，再按照上述规定重新进行试验。

5 换热器检修质量保证措施

（1）换热器拆、装要使用风动扳手、力矩扳手，不允许使用大锤，拆除时若有损坏的螺栓要及时上报车间做增补计划。

（2）在换热器管束抽芯、装芯、运输和吊装作业中，不得用裸露的钢丝绳直接捆绑。移动和起吊管束时，应将管束放置在专用的支承结构上，避免损伤换热管。

（3）换热器抽芯前，要标注好管板与管箱的位置，防止回装时封头的隔流挡板与管板密封槽错位相撞。

（4）管束回装前，管箱内侧垫片要提前安装（管箱内侧垫片尤其重要，放置要平整均匀）。垫片安装使用黄油或透明胶带粘贴。

（5）管束内、外表面的结垢应清理干净。

（6）管箱、浮头有隔板时，其垫片应整体加工，不得有影响密封的缺陷。

（7）管束堵漏：在同一管程内，堵管数一般不超过其总数的10%。在工艺指标允许范围内，可以适当增加堵管数。

（8）拧紧螺栓时，应按图4 换热器螺栓拧紧顺序进行，并涂抹适当的螺纹润滑剂或防咬合剂。

6 换热器检修安全措施

（1）抽出管束时，抽芯机必须吊装平稳。抽出过程中必须随时注意观察，发现有管束被卡住或受力情况不正常时，应立即停下抽芯机，进行检查，不得强行抽出。

（2）充水试压前必须仔细检查所加盲板、垫片和上水管线情况，合格后方可充水试压。

图4 换热器螺栓拧紧顺序

（3）试压必须由专人负责，其他无关人员应避免进入试压区域，带压检查过程中应避免正对法兰盖盲板。

（4）换热器试压过程中应密切监视压力情况，严禁超压，检查合格后及时放水泄压。

（5）试压区域用红色绝缘带围起，非作业人员不得进入。

（6）施工过程中应密切配合，互相协调，随时注意周围情况。

（7）拆卸螺栓时应小心注意，避免伤手；把螺栓时防止用力过猛，以防闪失。另外，扳手在敲击前，应有防脱手的措施。

7 结语

该工法2012、2015、2017 和2020 年先后应用于青岛石化公司160 万t/ a 延迟焦化装置的历次检修施工中，实践证明，有利于加快施工进度，提高施工质量，取得了良好效果。