[发明专利]内压缩流程空分缩小高压板式换热器温差的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种内压缩流程空分缩小高压板式换热器温差的方法及系统。

背景技术

内压缩流程空分制氧技术是当今世界应用最普遍的大型煤化工生产技术之一，空分采用内压缩流程，液氧、液氮经液体泵压缩后在高压板式换热器内与高压空气换热气化后送往后系统，所以高压板式换热效果直接影响到整个系统生产负荷及能耗。空分高压板式换热器在运行中经常温差较高，导致装置能耗居高不下，缩小高压板式换热器温差势在必行。导致高压板式换热器温差增大的主要原因是高压板式换热器内存在异物（冰堵、铝屑等），堵塞了高压板式换热器换热器部分流道，在不损坏高压板式换热器换热器的前提下清除流道内异物并保持系统高负荷、长周期运行，是当前急需解决的难题。

传统解决高压板式换热器内异物的方法是对整个系统进行加温吹扫（图1所示），但高压板式换热器高压空气通道和膨胀空气通道没有设置专门的吹扫口，对换热器内存在的异物无法通过普通加温吹扫的方法进行彻底清除，不能从根本上解决高板换热器堵塞问题；同时针对内压缩空分流程中（高板）高板换热器的启动开车方法在目前的工艺流程状况下仍然存在被冻堵的可能，因此传统的方法无法彻底解决目前存在的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有工艺流程的缺陷，提供一种内压缩流程空分缩小高压板式换热器温差的方法及系统，其既可有效缩小高压板式换热器温差，又可保障长周期稳定运行的高压板式换热器反吹新工艺及相应生产线。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种内压缩流程空分缩小高压板式换热器温差的方法，包括如下步骤：

（1）利用富余氮气通过氮气透平压缩机提压后送往反吹管线，氮气量控制在≥10000Nm³/h，氮气压力控制在0.5MPa，流速控制在≥20m/s；控制进入高压板式换热器膨胀空气通道、高压空气通道流速均≥20m/s。

（2）将步骤（1）所得氮气分成两路，一路进入高压板式换热器高压空气通道；另一路进入高压板式换热器膨胀空气通道。

作为优化，将老空分的富余氮气，利用氮气透平压缩机压缩至0.5MPa，流量≥10000Nm³/h，进入28000m³/h空分分子筛后的气体分布器进行缓冲，防止压力波动。

作为优化，步骤中空气吹扫口设在高压板式换热器热端入口处。在高压板式换热器的膨胀空气和高压空气热端入口处开设吹扫口，对两个通道分别进行反吹。两个吹扫口已以达到吹扫管线最近的目的，实现高压板式换热器翅片内异物的彻底吹扫。

作为优化，在将高压空气和膨胀空气进高压板式换热器之前管线的中间段分别割掉一个管段，作为吹除气的排出口。

作为优化，利用系统富余氮气，借助系统空气通道，利用气体分布器作为缓冲罐，在缓冲罐提压至0.5MPa后进入吹扫通道利用爆破吹扫法对两个通道进行吹扫，最后吹扫气体在距离高压板式换热器热端0.3~0.5m处排出。

为了解决因空气增压机末端冷却器微漏而导致循环水进入高压板式换热器冻堵的问题，在空气增压机出口至高压板式换热器高压空气管线上设置截止阀及吹除口。开车初期待空气增压机末端压力高于循环水压力，且分析进高压板式换热器的空气露点温度≤-60℃时，方可逐渐开启该截止阀，关闭吹除阀，防止湿空气进入高压板式换热器影响换热器温差。

作为优化，在设置吹扫流程时，对两组换热器的空气通道和膨胀空气通道分别进行吹扫，这样可以减少倒换吹扫口的焊接次数。为保证吹扫效果，不仅采用反向间断吹扫法，而且控制反吹气体流速达到20m/s以上，即根据高压板式换热器空气通道、膨胀空气通道截面积计算得知，必须控制反吹空气流量达到10000Nm³/h。

上述方法的具体步骤是：

（1）首先在高压空气通道上设有截止阀和进高板前高压空气吹除阀，确认膨胀机增压端进、出口阀关闭、两台膨胀机增压端冷却器气侧吹除阀关闭、膨胀机膨胀端进口阀关闭、高压液空节流阀及新配的截止阀关闭、并关闭与低压空气和高压换热器相连的所有阀门；

（2）将高压空气和膨胀空气进高压板式换热器之前管线的中间段分别割掉一个管段，高压空气管道上形成切口Ⅰ（高压空气进2#高压板式换热器管道切口）和切口Ⅱ（高压空气进1#高压板式换热器管道切口），膨胀管道上形成切口Ⅲ（膨胀空气进2#高压板式换热器管道切口）和切口Ⅳ（膨胀空气进1#高压板式换热器管道切口），其中切口Ⅱ和切口Ⅲ分别利用铝管引向分馏塔外做吹扫放空通道，将切口Ⅰ和切口Ⅳ分别用管帽焊接封死；