摘 要: 实际运行过程中，变压吸附装置管壳式换热器发生泄漏、腐蚀等情况，分析其故障发生的具体原因，提出材料选型、工艺指标监控、密封垫改进等改进措施，解决管壳式换热器出现的故障，并取得了良好的效果。
关键词: 管壳式换热器; 失效分析; 腐蚀; 泄漏; 涡流检测
中图分类号: TH432 文献标志码: B 文章编号: 2096-3548( 2024) 07-0042-09
DOI: 10． 19910 / j． cnki． ISSN2096-3548． 2024． 07． 012
1 概述
合成气分离装置以净化气、未变换净化气及乙二醇弛放氢气为原料，采用变压吸附( PSA) 工艺提纯氢气和一氧化碳，是中石化湖北化肥分公司 20 万 t/a 合成气制乙二醇工业示范项目主要生产装置之一。为满足工艺条件，产出合格工艺气体输送下游，同时适应过程中存在高温高压有毒有害介质，该装置广泛使用结构坚固、可靠性高、适应性强的管 壳式 换 热 器，提 高 装 置 安全性能。
系统运行后，受 PU 型催化剂粉化、工艺环境变化等因素影响，先后导致该装置出现管壳式换热器腐蚀失效、循环水泄漏工艺气、垫片密封失效等事故。通过分析管壳式换热器典型的故障，采取针对性改进措施，解决了管壳式换热器腐蚀、泄漏问题［1-2］。自 2018 年 7 月至今，该装置管壳式
换热器运行正常，为整体装置安稳长满优，提供了坚实的设备安全保障基础。
2 管壳式换热器基本类型
管壳式换热器主要由筒体、封头、管束、管板、折流板、接管、法兰及膨胀节等组成。按结构特点，管壳式换热器分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U 型管式换热器、双重管式换热器、填料函式换热器和双管板换热器等。前 3 种换热器因其在制造、安装、造价、清洗等方面的优势特点，综合性价比高，广泛应用于化工行业。间壁式换热器共计 28 台，用于显热交换能量，其中管壳式换热器 24 台、板式换热器 4 台。PSA 装置工艺介质组分为 H2、CO、CO2、N2、Ar、CH4、CH3OH、二甲醚、饱和蒸汽、循环水、氯化铜等［3-4］。发生典型故障的管壳式换热器，共计固定管板、U 型管式、浮头式 3 种类型，详细参数见表 1。
3 管壳式换热器的故障、原因分析及处置措施
3. 1 再生气加热器( E105)
3． 1． 1 故障描述
2016 年 6 月投用的 E105 为一台双管程固定管板立式换热器，管板角焊缝部位蒸汽发生 3 次泄漏，工艺气参数异常，下封头导淋排出蒸汽( 正常为氮气) 。每次检修需要切除 E105，降低装置负荷，且修复时长至少为 8 h，严重影响生产效益和生产安全。为此必须找出泄漏的根本性原因( 见表 2) ，并提出解决措施，从而消除隐患。
3． 1． 2 原因分析
( 1) 换热管制造缺陷
规格为 φ25． 000 mm × 2. 500 mm 的 E105 换热管，材质为 20#钢。介质冲刷引起磨损，换热管锈蚀导致管壁减薄、腐蚀。当不能满足工艺工况时，换热管发....
