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1、.采气一厂2011年度QC成果交流材料降低蒸汽冷凝器冻堵频次完成单位：第一采气厂第一净化厂编 写 人：李 新 宇2011 年12月12日. v.一、概 况蒸汽冷凝器用于冷凝来自硫冷凝器冷却反应气体过程中产生的低压蒸汽，蒸汽冷凝后依靠重力返回硫冷凝器，使尾气出口温度控制在正常范围内，低压蒸汽循环工艺流程如下图。原硫磺回收蒸汽冷凝器管束为单管程翅片管束，为竖直安装，轴流风机垂直安装于管束中心。由电机带动的叶轮高速运转，产生大量冷风流向管束，使管束中的低压蒸汽得到换热冷凝。原蒸汽冷凝器安装方式如下图。二、QC小组基本情况1、小组概况 小组名称生产二车间QC小组成立时间2011.2课题名称降低蒸汽冷凝
2、器冻堵频次小组类型现场型组长夏 勇活动日期2011.4.12011.11.30课题注册2011.2小组成员11 人QC教育时间100小时以上活动频次1次/月出勤率1002、小组成员状况表序号姓名性别文化程度职务QC职务1夏 勇男本科总工程师组 长2柴 华男本科副 厂 长副组长3薛仁雨男本科车间主任组 员4张树勇男本科车间副主任组 员5黄东江男本科车间技术员组 员6李春亮男专科车间技术员组 员7薛庆莉女专科车间技术员组 员8陈武男专科技 师组 员9俞佰涛男专科技 师组 员10邓丽君女本科助理工程师组 员11李新宇男本科助理工程师组 员3、本课题活动时间：2011年4月2011年11月三、选题理由
3、针对硫磺回收装置蒸汽冷凝器管束冻堵频次高，造成部分管束冻冻、冻裂，影响着装置的正常生产，造成生产成本增加，劳动强度增大，还存在一定的安全隐患。为降低硫磺回收蒸汽冷凝器的冻堵频次，保证装置平稳生产，特成立此QC活动小组。四、现状调查2009年至2010年生产过程中蒸汽冷凝器管束冻堵频次见下表。2009年1月9日3月9日11月27日 数量311 2010年1月15日2月13日3月10日11月14日数量1211针对蒸汽冷凝器管束冻堵频次高，车间每年也采取行一些应对措施，但实施效果并不理想。蒸汽冷凝器管束冻堵时，需将蒸汽冷凝器隔离运行，并对该设备进行拆卸、封堵或割除问题管束、吊装、投运等一系列工作，还
4、须办理高处、动火、临时用电、起吊等相关特种作业许可。既增加了劳动强度又加大了安全风险还提升了设备维修成本，长时间以来，随着管束封堵、割除的数量增多，蒸汽冷凝器冷却效果逐渐降低，无法满足正常生产需要。五、确定目标本QC活动小组根据历年车间对蒸汽冷凝器的改造及实施效果，经过现场调查，认真分析，确定如下目标：1、降低蒸汽冷凝器冻堵频次，保证蒸汽冷凝器的平稳运行。2、降低蒸汽冷凝器维修成本和减轻操作人员劳动强度。六、原因分析活动小组成员通过现场调查，总结历年来车间对蒸汽冷凝器的改造及实施效果，认真分析，总结出管束产生冻堵的机理。在硫磺回收装置平稳运行的条件下，在不同层管排内，由于受到的冷风量，冷风温度
5、不同以及排管之间的蒸汽流量不同，各层排管的冷凝区与冷却区不同，离轴流风机轴线越近，冷却区较长。在同层管排内，同样由于各管束受到的冷风量不同以及管束内的蒸汽流量不同，管束之间的冷凝区与冷却区也不相同。蒸汽冷凝器中各管束之间的冷凝区与冷却区的分界线如下图所示。注：蓝细实线表示第一层排管中的管束之间的冷凝区与冷却区的分界线，绿细虚线表示最后一层排管中的管束之间的冷凝区与冷却区的分界线。由于气液粘度的差异，管束内的蒸汽冷却后产生的凝液流速放缓，与环境热交换时间相对增加，当得到过度冷却时，温度降至流体凝固点，就会导致管束冻堵。根据管束冻堵产生的机理，结合历年来车间对蒸汽冷凝器的改造及实施效果，活动小组成
6、员在人员、设备、工艺、管理、环境等五方面认真的进行了原因分析，原因分析关联图如下图所示。中间齿轮固定螺丝松脱中间齿轮轴轴承损伤或损坏中间齿轮轴向窜动，啮合间隙改变正是齿轮室传动齿轮系统故障正时齿轮室漏油正时齿轮紧固螺丝松扣凸轮轴正时齿轮错齿或定位销未紧固到位发动机不易启动气门挺杆顶弯或气门摇臂断裂正时齿轮异响正时齿轮啮合间隙改变发动机不正常工作喷油泵驱动联结盘紧固螺丝松扣发动机点火正时混乱维修人员的技术素质中间齿轮固定螺丝松脱中间齿轮轴轴承损伤或损坏中间齿轮轴向窜动，啮合间隙改变正是齿轮室传动齿轮系统故障正时齿轮室漏油正时齿轮紧固螺丝松扣凸轮轴正时齿轮错齿或定位销未紧固到位发动机不易启动气门挺
7、杆顶弯或气门摇臂断裂正时齿轮异响正时齿轮啮合间隙改变发动机不正常工作喷油泵驱动联结盘紧固螺丝松扣发动机点火正时混乱维修人员的技术素质七、原因确认本QC活动小组成员通过对影响蒸汽冷凝器管束产生冻堵原因的共同分析、研究，并结合历年改造及实施效果，确定了影响蒸汽冷凝器管束产生冻堵的主要因素：（一）电机无变频蒸汽冷凝器轴流风机未安装变频器，在生产运行中频率一直保持为50Hz。在冬季运行中，由于送风量未减，送风温度降低，导致管束中部分蒸汽过度冷却，形成冻堵。结论：要因（二）蒸汽冷凝器安装方式由于蒸汽冷凝器轴流风机安装于南北方位，管束为垂直安装，进出口为对角线分布，冬季生产时，即使百叶窗全关，轴流风机进风
8、偏大，管束受西北风影响较大，且各排管之间的冷却区的长度不同，造成管束内流体偏流，使得部分冷凝液过度冷却，产生冻堵。结论：要因（三）硫冷凝器负荷在正常生产过程中，反应气进硫冷凝器为170-200之间，通过调整顶部百叶窗开度，控制蒸汽冷凝后温度TI1509在50-60，蒸汽压力在140-150kpa之间，PV1505手动全开，旁通阀门微开，当液硫进硫冷凝器温度降低，硫冷凝器负荷减少，蒸汽压力降低，而受到一定的冷风风量不变，造成部分管束过度冷却，产生冻堵。冬季为生产高峰期，硫磺回收负荷较高，反应气进硫冷凝器温度在190度左右。结论：非要因（四）工艺参数在冬季生产装置运行时，车间操作员工通过调整蒸汽冷
9、凝器百叶窗开度，控制蒸汽冷凝后温度TI1509在50-60，高于净化厂冬季运行方案中规定的 40。结 论：非要因八、制定对策根据要因，活动小组全体成员认真分析，制定对策如下：序号要 因措 施目 标完成时间1电机无变频为蒸汽冷凝器风机安装变频器 控制叶轮转速，调节进风量2011.72蒸汽冷凝器安装方式更换蒸汽泠凝器，调整进出口位置，更改管束安装方向 防止偏流的产生，减少自然风的影响，降低冻堵频次2011.7（一）安装电机变频器针对蒸汽冷凝器风机无变频控制，不便于风机进风量的调节，在硫磺回收检修期间，给风机安装了电机变频器，不仅实现了进风量大小的调节，严格控制蒸汽冷凝后温度TI1509，也减少了现
10、场员工频繁调节风机百叶窗的频次，降低了人员的劳动强度，同时也降低了不必要的能耗。（二）蒸汽冷凝器安装方式活动小组成员在活动期间，充分利用硫磺回收检修时机，对蒸汽冷凝器进行了改造。将原蒸汽冷凝器进行整体更换，调整了蒸汽进口、凝液出口的位置，并以水平方向安装管束，改造后的蒸汽冷凝器安装方式如下图。九、效果检查通过实施以上措施，取得了以下的成果：1、蒸汽冷凝器风机自安装变频器后，中控人员可通过调节风机频率，严格控制蒸汽冷凝器出口温度，同时也减少了现场员工频繁调节风机百叶窗的频次，降低了人员的劳动强度。2、通过调整蒸汽泠凝器进出口位置，更改管束安装方向，硫冷器冷却系统运行平稳，截至目前无冻堵现象发生。3、通过更换新式蒸汽泠凝器，避免了因管束冻堵时，割除遮挡冻堵管束的管束。九、存在问题及今后打算通过本QC活动小组成员共同的努力和研究，对蒸汽冷凝器进行了改造，提高了蒸汽冷凝器的安全性、平稳性，但在运行过程中还存在着一些问题，需要更进一步的研究。在夏季生产运行过程中，即使蒸汽冷凝器盖板全开，风机频率给至最大，蒸汽冷凝器凝结水出口温度偏高，导致硫冷凝效果不好，尾气温度偏高，造成尾气管线沉积大量固体硫。建议在夏季运行中调整风机叶轮的角度，增大进风量。. v
