基于A3思维的氨精制二级冷却器管束泄露分析及改进措施

冯伟（扬子石油化工有限公司，江苏 南京 210048）

A3 思维能够快速有效的找到问题发生的根本原因及解决问题的办法，是一套强大的改善工具。它包括7个要素（合乎逻辑的思维流程80∕20原则，客观性杜绝臆想，结果和流程，综合，提炼和图形化，校准，内部的相关性和外部的一致性，系统点）及8个步骤（确立主题、问题背景、实施目标、现状问题点、真因分析、对策立案、确认对策效果、下一步工作）[1]。本文基于A3思维，针对氨精制三级冷却器的泄漏原因进行分析，并提出相应的改进措施。

1 问题背景

某单位氨精制二级冷却器为四管程浮头式换热器，冷却器直径为1500mm，长8042mm，换热管材质为10#钢，管束规格为Φ25×2.5×6000mm，管程介质为循环水，介质进口温度为32℃，进口压力理论值为0.4MPa；壳程介质为侧线气，介质进口温度为120℃，进口压力为0.45MPa；氨精制二级冷却器管束一旦发生泄漏，会导致循环水PH 增大，不仅影响循环水质量，还会导致酸水汽提单元停车，进而影响公司酸水平衡。

2019年4 月发现冷却器冷凝效果下降，换热温差由30℃降低至5℃，导致循环水PH 增大，氨侧线抽出的换热生产瓶颈。对其进行检查发现管束发生泄漏且腐蚀严重，如图1所示。

图1.换热器管束情况

2 实施目标

保证氨精制二级冷却器能长周期稳定运行。

3 原因分析

3.1 主要原因分析

A3思维的关键是客观性、杜绝臆想。在寻找问题发生的原因时，要依据事实为基础，从细节入手，对需要重点解决关键问题点，进行客观公正的分析。为了找到氨精制二级冷却器管束泄漏的原因，利用鱼骨图发，从人、机、料、法、环5个方面进行全方面的分析，列出可能导致管束泄漏的原因，如图2所示。

图2.鱼骨图分析

通过查询操作记录、巡检记录以及相关资料表明人、料、法三个方面没有异常。而设备自身方面，通过查找制造工艺、设计以及验收等原始相关资料，与运行数据进行综合分析，表明该冷却器的设计不合理，选材存在问题；同时水冷器的运行环境较差，也是造成管束泄露的主要原因之一。

3.2 根本原因分析

A3思维寻找根本原因的方法是利用5WHY真因分析法，即5个为什么。虽然是5个为什么，但又不局限于5个。氨精制二级冷却器管束泄漏的根本原因分析如图3所示。

图3.5WHY真因分析

我们可以推断出导致冷却器管束泄漏的根本原因有三个。一是壳程介质具有腐蚀性，而管束材质为10#钢，耐腐蚀性不强。二是管壁结垢严重。氨精制二级冷却器循环水中碳酸氢钙和碳酸氢镁易受热分解，产生碳酸钙和碳酸镁沉淀物结垢。水温越高，分解速度越快，垢量越多。同时循环水品质控制不佳，会造成水中形成较多污垢，进而沉积在设备表面，形成腐蚀环境，造成设备腐蚀。三是管程循环水压力低于设计操作压力。水冷器处于高处平台，循环水流速低，易导致结垢。

4 实施对策

根据A3思维的5WHY真因分析确定的管束泄露的根本原因制定应对措施。

（1）氨精制二级冷却器管束材质耐腐蚀性不强。对管束材质进行升级，将管束材质升级为00Cr19Ni10 提升管束耐腐蚀性。

（2）管壁结垢严重。水冷器增设反冲洗甩头，每两周定期进行反冲洗，条件允许时清洗管束。

（3）循环水压力不足。协调公用工程提高装置循环水压力并改善循环水水质。

5 确认对策实施后效果

自2019 年4 月份对管束材质进行升级、循环水压力提高、增设反冲洗甩头并每两周进行一次反冲洗后，氨精制二级冷却器冷却效果良好，能够满足长周期稳定运行的要求。

6 下一步工作

（1）跟踪氨精制二级冷却器实施效果，对其冷却效果进行分析，确保其稳定运行。

（2）项目横展：利用A3思维解决工作中遇到的其他设备问题，把握问题点后，采用鱼骨图、5WHY等工具进行逐一真因分析，制定好措施后，检验措施是否有效，从而解决目标问题。

7 结语

（1）基于A3 思维能够快速有效地找到氨精制二级冷却器管束泄漏的原因，提出改进措施，并通过采取相应的措施，成功解决了问题，为其他设备故障问题的分析提供了参考。

（2）A3 思维在分析问题发生的原因时，要避免经验主义，在没有确切的证据前不能过早下结论。利用5WHY 分析制定好措施后，一定要校验措施的有效性，从根本上解决问题。