变换不凝气管道压瘪问题分析.pdf

化工设计通讯
第40卷第4期
Chemical Engineering Design Communications
2014年8月
变换不凝气管道压瘪问题分析
董乗英
(中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司,北京100011)
摘要:神华包头煤制烯烃项日浄化装置到硫磺回收装置的变换不凝气管道采用夹套管设计,原始开
午双系列同时运行时,冷凝液汽提塔出现超压现象;检修时割开夹套管,发现内管被夹套管蒸汽压瘪。经
分析及核算,找到内管压瘪的真正原因,及时形成解决方案,并总结了変换不凝气管道设计方面的经验教
关键词:变换不凝气;夹套管;压瘪;壁厚核算;设计错误;解决方案
中图分类号:TQ223.12
文献标志码:B文章编号:1003-6490(2014)04-0086-04
Cause Analysis of the CO Shift Non-condensable Gas Pipeline Collapsed
Dongii-ying
(Beijing Engineering Branch of China Shenhua Coal Lo Liquid and Chemical Co., Lld
Beijing 10001I,China
Abstract: The jacketed pipe design is used in the CO shift non-condensable gas pipeline which from
purifying unit to sulfur recovery unit in Shenhua Baotou Coal-lo-0lefin plant While the plant start-up
originally and both the units operating in the simultaneously overpressure phenomenon occurs in the
condensate stripper. After cutting the jacketed pipeline in overhaul the inner pipe is found collapsed
by the vapor from the jacketed pipe. After analysis and checking the real cause of the collapsed inner
pipe is found the solution is proposed,and the learned lessons in the CO
shift non-condensable gas
pipeline design is summarized
Key words C0 shift non-condensable gas; jacketed pipe; collapse; wall tjick ness calculalion
sign error: solulion
世界上首套工业化煤制烯烃项目神华包行浄化。多级冷却分离出来的冷凝液进入变换冷
头煤制烯烃项目成功建成并顺利运行以来,全国凝液槽,再经高压冷凝液泵升压后送至气化装
同行业陆续在建煤化工项目。本着对国家和企业置;变换冷凝液槽闪蒸出的部分不凝气与来自气
负责的态度,作为先行者,愿意将装置运行后发化的高压闪蒸气一起进入冷凝液汽提塔T001的
现的一些问题及其处理分享给大家,以供同行们中部。T001塔顶不凝气经塔顶冷凝器EO02冷
借,从设计上做到本质安全
凝后入塔顶回流罐V007,不凝气从VO07上.部
1变换不凝气管道简介
排出,经全厂外管廊至硫磺回收装置。该管道为
10"VT-146-001-150-EBFA9-SJ(1"=25.4mm;
神华包头煤制烯烃项目以煤为原料,经气化下同),即为木文研究的对象
装置生成粗煤气(CO+H2),粗煤气经变换利净
变换不凝气管道10"VT-146-001-150-EB
化工序生成合成气,再经甲醇反应器合成甲醇,FA9-SJ,由甲醇中心净化装置引出,经全厂外
为下游烯烃装置提供原料
管廊至硫磺冋收装置,分別由三家设计院完成设
粗煤气经多级冷却,分离掉冷凝液后,再经计。外管铺设从3号管廊至7号管廊,3号管廊
洗涤水洗掉变换气中的氨,最后送至净化装置进上管道铺设长度约300m,7号管廊上管道铺设
收稿日期:2011-05-26
作者简介:董栗英(1966一)女,黑龙江大庆人,化工工艺工程师,神华煤制油化工有限公司北京工程分
工程技术部管道专业主管。
董采英:变换不凝气管道压瘪问题分析
长度约70m。变换不凝气到硫磺冋收装置后共
有两路去向,一路去制倇炉(炉子人日压力为3问题分析
60kPa)焚烧后经烟囪排放;另一路去烟肉(烟肉3.1夹套内管压瘪原因
处的乐力为一0.0052MPa)直接排放。
变换不凝气管道是外夹套菾汽伴热管道,内
因变换不凝气对保温的要求较高,故该管道管被压,配然是夹套蒸汽给不凝气内管的外压
采用夹套管伴热设计,内管走变换不凝气,夹套大于管内不凝气的内压,夹套内管实际所受压差
管走伴热蒸汽。
是外压,超过了管道选用壁厚的许用外压,导致
内管不凝气出净化装置界区处,操作温度为内管被夹套素汽压瘪。由此,需对变换不凝气夹
75℃、操作压力为0.2MPa。夹套伴热蒸汽取自套内管壁厚进行核算
全厂0.46MPa低低压饱和蒸汽系统,该系统蒸
(1)夹套内管壁厚计算方法的选収。对于承
汽产自低压废热锅炉E109/E209,每台废热锅受外部压力的管道,壁厚计算应执行GB150.3
炉设置2个安全阀,定压值分别为0.70MPa、一2011《压力容器》第3部分(设计)第4节外压
0.75MPa;低压废热锅炉输入管网的蒸汽,操圆筒和外压球壳计算法
作压力为0.16MPa、操作温度为150℃C。伴热
(2)设计压力和计算压力的选取。管道壁厚
蒸汽的设计压力应取低压废热锅炉安全阀的定压计算时,确定计算压力,应考虑正常工况下可能
值0.7MPa,设计温度为170℃。
出现的最大内外压力之差。
内管不凝气进硫磺回收装置界区处,操作温
(3)管道壁厚符号及定义。管道选用壁厚
度为75℃、操作压力为一0.0052MPa。
=お+G+G,计算结果再向上圆整至材料标
上游化装置、全厂管廊两家设计院管道选准规格的厚度;为管道有效壁厚(mm),G为
材相同,不凝气内管材质为不锈钢OCr18Ni10Ti材料厚度负偏差(mm),Q为腐蚀裕量(mm)。
(321),规格为273X1.5mm;外管材质为20#3.2界区条件
钢,规格为325X7.0mm。下游硫磺冋收装置3.2.1净化装置出界区条件
不凝气管道为另一家设计院设计,内管选材及壁3.2.1.1操作工況
厚与上游不同,内管材质为OCr18Ni9(304),规
(1)管内不凝气操作温度75℃、操作压力
格为小273×6.5mm;外管选材及规格与上游相0.2MPa
同,即外管材质为20#钢,规格为25×7.0mm。
(2)夹套蒸汽操作温度150℃、操作压力
夹套内管为每6m一段,法兰连接,中间无支撑0.16MPa。
环,临界长度L収6m。
3.2.1.2设计工況
2问题的发现
(1)管内不凝气设计温度170℃(取外管蒸
汽的设计温度)、设计压