LNG气化站主气化器故障分析及改进

LNG气化站主气化器故障分析及改进黄元福中海石油福建新能源有限公司福建厦门)摘要分析LNG气化站主气化器焊缝出现裂纹的原因,改进气化器顶部弯管结构、改进焊接工艺,解决气化器泄漏问题。关键词气化器泄漏结构改进中图分类号TE64文献标识码B一、概述台气化量2000mh的主气化器,主气化器技术参数见表1。主气化器是LNG气化站的关键设备之表1主气化器主要技术参数在LNG气化站运行过程中最常见的故障是气「设备主气化量化器焊缝处发生泄漏,泄漏不仅造成天然气损体材料(mh)/乔质设计压力运行方式MPa设计温度工作压力失更给安全生产带来重大隐患。要保证气化器铝翅片8h切长周期安全运行,必须在气化器制造材料选择、|(300122000LNG1.76换一次结构设计、制造工艺及质量、运输安装操作使用等方面引起重视。中海石油福建新能源有限公司某LNG气化气化站于2010年5月投产运行,实际供气负荷1250-1600站主气化器短时间内频繁发生焊缝泄漏通过对泄漏原因进行分mh天然气,年运行时间8760h。由于主气化器实际汽化效率析提出主气化器结构改进方案彻底解决了气化器泄漏问题。低于铭牌标称,生产过程中2-3台气化器并联运行,每8h切二、故障情况换一次。LNG气化站装置规模为4台50m3的ING储罐,配备62012年4月17日,1·主气化器进口第3列c行(图1)换热主要原因。先导阀的气源取自压力罐管路上,因此控制气源压力信号控制气动阀打开动作,若此时管内气压过低无法驱动气动通飞甲安全阀受到压力罐气压变化的影响。因启泵时都有一次放气的过程,造出油口成罐内气压快速下降压力罐液位快速上升,到达中位时即发出单向高位身中位g旁通阀1源阀动作就会造成气动阀打开功能失灵。低位(3)液位波动。在正常的工作状态下,压力罐内的液位将根据气动阀换热器装置系统压波动情况在中位和高位之间波动以平衡系统压力变化维持供油压力稳定。在实际使用过程中出现,压力罐液位在中位上下反复频繁波动,放气阀频繁放气,供油压力波动较大,影响系统压力的稳定性。通过对压力罐工作原理及现场配件检查发现,造单向阀1成上述问题的原因是进气阀故障,进气阀始终处于进气状态,进系统供油气压力通常比系统压力高,造成压力罐液位快速下降,当液位低图3改进后压力罐工作原理图于中位时,放气阀放气降低管内气压,液位又随之快速上升,大量系统油液进入罐内造成供油压力下降,在液位高于中位后,放气同时与放气阀并联安装旁通截止阀2(常闭),作为人工干预时阀停止放气,液位继续上升直到与气压平衡。此时通过进气阀进应急使用。入的气体使得罐内气压逐渐升高推动液位再次快速下降,大量(2)气动阀控制气源取自进气阀前,气源压力相对稳定,防油液被排入供油管路造成油压升高。如此反复频繁动作。止压力罐气压变化造成气动阀控制压力不足造成气动阀无法正3改进措施(图3)常完成打开动作。(1)开启泵时放气阀控制增加延时30s(可以根据实际液(3)在进气阀前后设置截止阀(常开)和旁通阀1(常闭)。在位上升情况调整),与低位检测共同作用,任一条件满足即停止进气阀出现故障时,关闭截止阀使放气阀与压力罐隔离以便于放气阀放气,防止低位信号失灵时出现放气阀始终放气的问题。维护更换作业,减少被动停机作业。旁通阀1可以在压力罐出现在放气阀前增设截止阀用于放气阀故障时,可以关闭截止阀使紧急状况时打放气阀与压力罐隔离以便于维护更换作业,减少被动停机作业。TYH中国煤化工CNMH辑李波设萏理与维2015N8三、故障分析1气化器受力分析气化器工作过程中,吸热使前几列导热管外环境温度下降化器裂缝位置运行一段时间后,附着在导热管外表面的水分逐渐结冰降低了气化器的换热效率,影响气化效果。因此,气化器运行时需要定期切换。当某台气化器停止运行时,进口阀关闭后,部分LNG残留在气化器底部位置,与周边空气交换热量后继续气化,由于导热管外表被冰包裹,此时管内残余的LNG随着导热管外表包裹冰的缓慢融化而相对缓慢气化,温度上升并接近环境温度的时间较长。但在气化器上部残余LNG较少,导热管外表包裹的冰量少,换热效率高,因此,当进口阀关闭后,气化器的顶部管段会较快从工作状态的低温状态上升到接近环境温度,急剧的温度变化导致气化器顶部形成较大的温变应力。进液DN50出气DNIO2气化器焊缝裂纹产生原因H气化器顶部为半圆形弯管,无过渡直管段,尺寸短、曲率大,在温变应力作用下,弯管对热胀冷缩产生变形的补偿能力汽化器裂缝位置不足,弯管与气化器翅片直管接头为对接焊焊缝,焊缝位置为强度最薄弱环节。气化器长期运行中周期性的冷热循环,在网恒恒恒恒温变应力交替作用下,最终导致在强度相对薄弱的焊缝或焊科心缝热影响区产生疲劳破坏,焊缝及热影响区被拉裂产生裂纹业回份以释放应力。四、改进方案1改进气化器顶部弯管结构國恒回恒恒心调整气化器内部流程,增加弯管长度,将半圆形弯管改为U形弯管,以提高弯管对热胀冷缩产生的变形补偿能力。气化器调图1气化器裂纹位置整流程后的结构见图3,将第1列顶部出口进入第2列顶部入口再进入第3列底部入口的顺流程走向,调整为第1列顶部出管顶部弯头与接管焊缝口后进入第3列顶部、第3列底部出口进入第2列底部入口,第出现肉眼可见裂纹,裂纹2列顶部出口进入第4列、第5列进口。U形弯管由气化器厂家宽约1mm,长约2mm,在制造厂进行预制,然后在现场进行更换作业。形状如图2所示。经过将该台气化器与生产系统汽化器裂缝12345678隔离、氮气置换合格,组织人员对焊缝裂纹进行修复焊补,试压试漏合格后重新投入生产运行。图2气化器焊缝裂纹形状2012年4月至2013年4月,6台主气化器在不同的部位先后发生了7次焊缝开裂故障焊缝裂纹形状与图2相似,故障情况见表2。表2主气化器故障情况统计表设备位号发生泄漏日期发生泄漏部位2012-04-17第3列c行顶部12012-04-25第2列d行顶部012-11-20第3列g行顶部2013-02-0第2列e行顶部进液DN50雌巴M出气DN1O02013-02-25第4列f行顶部2013-04-22第2列e行顶部22013-04-22第2列d行顶部中国煤化工构CNMHG设备与维峰2015N8過与察旋转密封阀故障处理及使用寿命探讨朱振环汪永利(山东钢铁股份有限公司莱芜分公司山东莱芜)摘要焦化厂干熄焦系统旋转密封阀的常见故障及处理方法,给出延长密封阀使用寿命的方法.关键词旋转密封阀故障使用寿命中图分类号TQ520.2文献标识码B焦炭入口干熄焦排焦装置旋转密封阀是干熄焦系统的关键设备,安减振器装在干熄炉底部,进料口与振动给料器出口连接,出料口与排焦题溜槽连接。其作用是把振动给料器定量排出的焦炭在密闭状态下连续排出。旋转密封阀主要由阀体、转子、下料槽、机架台车和驱动装置组成,并配有自动润滑装置(图1)。旋转密封阀具有气密性好、内部转子衬板耐磨性好等特点,工作原理见图2。转子下料槽机架台车驱动装置C焦炭出口图2旋转密封阀工作原理图与定子的间隙内卡住,此种情况不容易发现,并且需要排出其他卡住原因后最终确定。(2)因溜槽堵住或因设备故障停机而导致的焦炭卡住。如果图1旋转密封阀简图焦炭过多,需要准确的判断焦炭内是否埋有铁件,确定是否仅仅是焦炭卡住二、旋转密封阀常见故障分析及处理办法(3)旋转密封阀衬板松动、密封副脱落、减振器脱落等原因1旋转密封阀常见故障分析造成卡住。(1)焦罐衬板、扁铲、角铁等铁件及焦炉碳化室大块石墨等(4)旋转密封阀转子与定子间隙过小,因排焦时热膨胀间隙随红焦进入干熄炉。外来物件的卡住大部分是进入旋转密封阀变小而卡住,此故障属于旋转密封阀制造或修复质量问题。的格子内,物件伸出格子而卡住;另外一种是旋转密封阀转子与旋转密封阀转子与定子保持1.5mm左右的间隙,如果转定子间隙较大时,较小的扁铁等铁件碰巧进入旋转密封阀转子(下转97页)2.改进焊接工艺五、改进效果改进弯管与气化器翅片直管接头的接焊工艺,弯管与气化2013年7月,对6台主气化器96组气化器弯管组件逐台器翅片直管焊接处打磨成Ⅴ形坡口并在内部加衬垫方式进行更换试压、试漏合格后投入正常运行,运行至今情况良好,未发焊接,弯管与翅片直管组对时留2mm间隙,以保证焊缝焊透,生泄漏事故。提高焊缝强度。所有焊接工作完成后,对所有焊缝进行PT检中国煤化工辑李波测,T检测合格后对6台主气化器进行耐压、气密试验至合格。CNMHG设理与维"2015№8