一种螺旋板换热器在线切换系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种换热器在线切换系统及其操作方法，更具体一点说，涉及一种螺旋板换热器在线切换系统及其操作方法，属于石油化工领域。

背景技术

螺旋板换热器是石油化工领域中非常重要的一种过程设备。在生产过程中，产出的工艺气体和物料会利用换热器进行热量的置换，从而达到生产工艺的要求，从而得到合格的产品和物料。

目前石油化工行业中浆态床主要采用意大利ENI开发的EST技术，在浆态床加氢工艺生产过程中，从加氢反应器来的高温物料浆液在螺旋板换热器中与汽包中来的水换热，冷却浆液满足工艺需求的同时，产生高压饱和蒸汽，达到能源综合利用，实现节能降耗的目的。而当浆态床换热工艺流程中的螺旋板换热器发生故障时，需要对换热器进行停机处理，即使设有备用换热器，但是由于备用换热器是进行冷启动，在启动之前，通常需要对备用螺旋板换热器进行预热处理，然后调整好高温浆液流体的流量，将待处理的浆液引入螺旋板换热器中流体进入螺旋板换热器，就会开始进行换热过程。在预热和引入浆料过程中，会产生较大温差，并且产生过大的冲击力，这就会导致设备的损伤和能量的损耗，因此，即使设有备用的螺旋板换热器依然存在如下问题：备用螺旋板换热器投入使用过程中，会产生较大的温度波动，影响设备正常运行和使用寿命；备用换热器蒸汽管线中会因设备的冷启动和过载温度产生较大气阻，气体产量的波动很大。温度的大幅变动和大气阻的存在，一方面影响了下游加热炉的对流段运行，另一方面影响换热器换热效果，使浆液经换热器换热后温度超过了下游设备热低分V3002设计值。

发明内容

为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有能够提高生产效率，实现正常生产过程中螺旋板的平稳切换，避免在螺旋板切换过程中造成温度的大幅波动对设备、装置操作造成的冲击，保证装置安全平稳运行等技术特点的一种螺旋板换热器在线切换系统及其操作方法。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种螺旋板换热器在线切换系统，包括汽包，所述汽包下端出口处连接有一号管线、二号管线，所述一号管线、二号管线上均连接有手阀，所述一号管线、二号管线末端均连接有螺旋板换热器，两个所述螺旋板换热器的一出口上均连接有三号管线，所述三号管线连接在汽包下端的进口处，所述一号管线连接有带有导淋阀和喷头的六号管线，所述二号管线连接有两个导淋阀的七号管线，所述换热器上分别连接有八号管线、九号管线，进料管线通过一号柱塞阀与八号管线、九号管线连接，所述螺旋板换热器间还通过二号柱塞阀汇集后连接有出料管线，所述汽包下端还连接有带有调节阀且输送除氧水的十一号管线，所述十一号管线与七号管线连接。

优选的，所述螺旋板换热器分别为一号螺旋板换热器、二号螺旋板换热器；

所述三号管线包括左管线、右管线，所述左管线上设有五号手阀、止回阀，所述右管线上设有六号手阀、止回阀，所述左管线、右管线分别与一号螺旋板换热器、二号螺旋板换热器连接。

优选的，所述左管线、右管线上分别连接有带有安全阀的四号管线、十三管线，所述四号管线、十三管线分别连接有带有截止阀的五号管线、十四管线，所述五号管线、十四管线连接有消音器。

优选的，所述一号管线上的手阀为一号手阀、二号手阀，所述二号管线上的手阀为三号手阀、四号手阀。

优选的，所述八号管线、九号管线上分别连接有带有安全阀的十号管线、十五号管线，所述十号管线、十五号管线上连接有带有手阀的冲洗油管道，所述冲洗油管道尺寸为DN50。

优选的，所述汽包上端连接有输送饱和蒸汽的十二号管线，所述十二号管线上连接有调节阀，所述十二号管线与加热炉连接。

一种螺旋板换热器在线切换系统的操作方法，该方法包括：将二号螺旋板换热器代替一号螺旋板换热器切入到系统中，具体包括：

在进行切换之前降低汽包液位高度：首先要把汽包的液位从正常的50％～80％降到30％-50％，以实现减少螺旋板出口管道中存在水的风险以及解决气阻大问题；

在螺旋板换热器上水之前对螺旋板换热器注水：确定螺旋板换热器前端的三号手阀、四号手阀都是闭合状态，接好七号管线上导淋阀的水进料口，缓慢控制三号手阀、四号手阀的开启向螺旋板换热器加入水，直至水满，以实现解决直接上水带来的螺旋板内部及管线水击和螺旋板内部温度变化过快问题；

螺旋板换热器水侧上水：螺旋板换热器水满后关闭七号管线上导淋阀并断开连接，开启三号手阀1、四号手阀，从而使螺旋板换热器的水侧并入到系统中；

将蜡油作为冲洗油，上满水后，打开十五号管线上的安全阀前，打开与十五号管连接的冲洗油管道上的手阀，将冲洗油引至螺旋板换热器，在螺旋板换热器内和除氧水进行换热，后直接并入系统内，当螺旋板换热器出口预热到达120-240℃以后，逐步打开一号柱塞阀、二号柱塞阀，将浆液通过九号管线缓慢引入螺旋板换热器中，直至一号柱塞阀、二号柱塞阀全部打开，关闭十五号管线预热冲洗油，以实现解决后续因预热温度不够在开入口浆液阀导致螺旋板换热器内部温度波动大，螺旋板换热器热冲击问题；

螺旋板换热器出口蒸汽并网方：在螺旋板换热器中的水和冲洗油经过换热后，变为水蒸气，为避免设备初期出现气阻，打开十四管线上的截止阀，直接将水蒸气通过管线引至蒸汽消音器全部放空以实现解决初期螺旋板预热时产生蒸汽去处，降低螺旋板产生气阻的几率；

螺旋板换热器产蒸汽完全并网后，将螺旋板换热器自系统中断开，与一号螺旋板换热器连通的管线上各阀门全部关闭，并逐步关闭一号螺旋板换热器水线上的一号手阀、二号手阀和五号手阀。

优选的，注水是注入蒸馏水、除氧水中的至少一种；温度在90-110℃；压力在3-8Mpa。

优选的，所述冲洗油是2-5Mpa，150-300℃的蜡油。

优选的，水蒸汽温度在100-150℃，压力在0.1-0.7Mpa。

有益效果：1)结构简单，经济效益好，可以不停机、不停产进行检修；2)实现了在线切换，提高了换热器的工作效率和生产连续性。通过控制进出料阀门的开关时间和顺序，能够确保切换过程中的平稳进行，避免对工作流体造成冲击和波动，保证了换热器的稳定运行。可以根据实际生产需求进行灵活调整，提高了换热器的适应性和灵活性；3)可应用于化工、冶金、环保等多个领域中的物料体系的热传递过程，可以在各种化工反应工艺中发挥重要作用，市场前景广阔。

附图说明

图1是本发明系统原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

本发明一种螺旋板换热器在线切换系统主要适用范围如下：

(1)适用于对传热效率及抑制结焦要求较高的工艺，需要高效传热和自冲洗的工艺：浆态床螺旋板换热器的结构独特，能够实现高效的传热及抑制结焦。

(2)适用于需要在运行过程中切换不同流体的工艺，需要在线切换流体的工艺：在线切换工艺是浆态床螺旋板换热器的一大特点，需要在线切换流体的工艺可适用。

本申请创造性的技术特点包括：

降低汽包V3001液位高度，增加冲洗油管线且改变传统冲洗油进换热器方式，改变传统换热器水侧上水方式，增加冲洗油管线换热器出口蒸汽并网，可以平稳切除发生故障或需要停机的换热器。

冲洗油进螺旋板换热器采用DN50管线且直接焊接在原主管线路中，并加一法兰连接的闸阀控制管路投用；切换过程中备用的螺旋板换热器出口DN50蒸汽管线直接焊接在蒸汽放空线上，并增加两个法兰连接的闸阀控制管路投用。

如图1所示为一种螺旋板换热器在线切换系统的具体实施例，一种螺旋板换热器在线切换系统，其特征在于：包括汽包V3001，所述汽包V3001下端出口处连接有一号管线1.1、二号管线1.2，所述一号管线1.1、二号管线1.2上均连接有手阀，所述一号管线1.1、二号管线1.2末端均连接有螺旋板换热器，两个所述螺旋板换热器的一出口上均连接有三号管线3，所述三号管线3连接在汽包V3001下端的进口处，所述一号管线1.1连接有带有导淋阀4和喷头的六号管线，所述二号管线1.2连接有两个导淋阀4的七号管线8，所述换热器上分别连接有八号管线、九号管线，进料管线5通过一号柱塞阀SV3003与八号管线、九号管线连接，进料管线5内输送有热高分来的430℃浆液，所述螺旋板换热器间还通过二号柱塞阀SV30004汇集后连接有出料管线6，出料管线6将浆液输送去热低分V3002；所述汽包V3001下端还连接有带有调节阀且输送除氧水的十一号管线7，所述十一号管线7与七号管线8连接。所述螺旋板换热器分别为一号螺旋板换热器E3001A、二号螺旋板换热器E3001B；所述三号管线3包括左管线、右管线，所述左管线上设有五号手阀14、止回阀，所述右管线上设有六号手阀、止回阀，所述左管线、右管线分别与一号螺旋板换热器E3001A、二号螺旋板换热器E3001B连接。

优选的实施例方式，所述左管线、右管线上分别连接有带有安全阀的四号管线11、十三管线14，所述四号管线11、十三管线14分别连接有带有截止阀的五号管线12、十四管线15，所述五号管线12、十四管线15连接有消音器。实现直接将水蒸气通过管线引至蒸汽消音器全部放空，解决初期螺旋板预热时产生蒸汽去处，降低螺旋板产生气阻的几率。

优选的实施例方式，所述一号管线1.1上的手阀为一号手阀9、二号手阀10，所述二号管线1.2上的手阀为三号手阀1、四号手阀2，结构简单，实用性强。

优选的实施例方式，所述八号管线、九号管线上分别连接有带有安全阀的十号管线、十五号管线，所述十号管线、十五号管线上连接有带有手阀的冲洗油管道，所述冲洗油管道尺寸为DN50，安全平稳操作，提高冲洗速率。

优选的实施例方式，所述汽包V3001上端连接有输送饱和蒸汽的十二号管线13，所述十二号管线13上连接有调节阀，所述十二号管线13与加热炉连接。具体为十二号管线13中4.2MPa饱和蒸汽去加热炉。

本发明一种螺旋板换热器在线切换系统的操作方法，该方法包括：将二号螺旋板换热器E3001B代替一号螺旋板换热器E3001A切入到系统中，具体包括：

在进行切换之前降低汽包V3001液位高度：首先要把汽包V3001的液位从正常的50％～80％降到30％-50％，以实现减少螺旋板出口管道中存在水的风险以及解决气阻大问题；

在螺旋板换热器E3001B上水之前对螺旋板换热器E3001B注水：确定螺旋板换热器E3001B前端的三号手阀1、四号手阀2都是闭合状态，接好七号管线8上导淋阀4的水进料口，缓慢控制三号手阀1、四号手阀2的开启向螺旋板换热器E3001B加入水，直至水满，以实现解决直接上水带来的螺旋板内部及管线水击和螺旋板内部温度变化过快问题；

螺旋板换热器E3001B水侧上水：螺旋板换热器E3001B水满后关闭七号管线8上导淋阀4并断开连接，开启三号手阀1、四号手阀2，从而使螺旋板换热器E3001B的水侧并入到系统中；

将蜡油作为冲洗油，上满水后，打开十五号管线上的安全阀前，打开与十五号管连接的冲洗油管道上的手阀，将冲洗油引至螺旋板换热器E3001B，在螺旋板换热器E3001B内和除氧水进行换热，后直接并入系统内，当螺旋板换热器E3001B出口预热到达120-240℃以后，逐步打开一号柱塞阀SV3003、二号柱塞阀SV30004，将浆液通过九号管线缓慢引入螺旋板换热器E3001B中，直至一号柱塞阀SV3003、二号柱塞阀SV30004全部打开，关闭十五号管线预热冲洗油，以实现解决后续因预热温度不够在开入口浆液阀导致螺旋板换热器E3001B内部温度波动大，螺旋板换热器E3001B热冲击问题；

螺旋板换热器E3001B出口蒸汽并网方：在螺旋板换热器E3001B中的水和冲洗油经过换热后，变为水蒸气，为避免设备初期出现气阻，打开十四管线15上的截止阀，直接将水蒸气通过管线引至蒸汽消音器全部放空以实现解决初期螺旋板预热时产生蒸汽去处，降低螺旋板产生气阻的几率；

螺旋板换热器E3001B产蒸汽完全并网后，将螺旋板换热器E3001A自系统中断开，与一号螺旋板换热器E3001A连通的管线上各阀门全部关闭，并逐步关闭一号螺旋板换热器E3001A水线上的一号手阀9、二号手阀10和五号手阀14。

优选的实施例方式，注水是注入蒸馏水、除氧水中的至少一种；温度在90-110℃；压力在3-8Mpa。

优选的实施例方式，所述冲洗油是2-5Mpa，150-300℃的蜡油。

优选的实施例方式，水蒸汽温度在100-150℃，压力在0.1-0.7Mpa。

最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。