空分设备冷箱内管道变形和防范措施

现阶段,不管是国内,还是国外,在空分设备使用过程中会遇到冷箱内管道发生变形的情况,不仅使空分设备运行年限受到影响,甚至会使整套空分设备运行受到影响,因此需要重点关注变形问题。

1 空分设备冷箱内管道发生变形的原因

1.1 管道强度方面

早在上世纪八十年代就已经开始进行空分设备冷箱内管道应力分析,伴随计算软件的优化升级,应力分析的准确性已经非常高,但由于管道应力分析较为繁琐、工作量大,而且容易受到人为因素干扰,管道运行状态模拟一直有诸多不确定性因素存在。如在分析时,以一些支架点归为固定点进行计算,而实际上,这些位置均会出现微小位移现象,使计算准确性受到影响。另外,设计过程中通常会忽视一些小直径管道,此种做法也会导致计算不准,使应力分析准确性受到影响。

1.2 设备运行以及加温操作影响

空分设备在工作过程中,启动和停止操作以及加温、排液等都会给冷箱内管道造成一定破坏。从垂直方向上来看,塔器等设备不仅具有良好刚度,而且具有良好强度,因此一般不容易发生变形情况。而管道在悬臂状态下容易发生变形情况。在常温状态下,空分设备的管道和塔器无热应力作用位于初始位置,当透平膨胀机启动之后,实行冷运行,管道以及塔器均会出现收缩,塔器整体向下收缩,此时管道在较小阻力影响下随之向下。当空分设备停止运行、加温、排液过程中,在热应力作用下,管道以及塔器均发生膨胀,因塔器本身具有良好刚度与强度,因此在其向上移动的过程中并不会因珠光砂而受到影响,而管道则不同,因较大力矩,其向上移动会受到珠光砂影响,并且力矩随管道长度增加而加大。通常情况下,在热应力影响下,管道会向上移动,但无法回至之前位置,如此一来管道将向下移动一个矢量。若未合理设置管架,空分设备运行期间启动和停止都会产生一个矢量,且矢量数值会不断增加,进而导致管道损坏,使空分设备常规化运行受到影响。

2 防范空分设备冷箱内管道发生变形的措施

2.1 设计与制造方面措施

在空分设备中,管道变形受其支架设置影响,因此在管架设置方面,设计人员应做好优化工作,不仅针对对管架设置位置,还需要对管架设置数量进行优化,形成明确、具体的设计视图以及量化概念,可以在冷箱壁上设置管架,同时也可以根据需要在塔器上设置管架。

现阶段,单套空分设备建设规模逐渐扩大,冷箱的体积也随之增加,管道变得愈加复杂,因此也增加了管道发生变形的几率。对于此,可以从以下两个方面考虑:一方面,在设计冷箱内部结构时,应注意尽可能紧凑,对于仪表管道的设置应尽可能地与冷箱壁相贴近,同时塔器上设置的仪表测点与冷箱壁之间距离要适中,不宜过远。另一方面,对于工艺管道,其设计时要明确管道的收缩膨胀方向,设置膨胀弯增加管道柔性,通过管道自身走向吸收形变,另外其分析和压力测点应在与冷箱壁管路相贴近的位置设置,使仪表管道尽可能缩短,同时使其支架长度缩短,如此一来,仪表管道及其支架则不容易发生变形现象。

冷箱安装完成后,要仔细检查冷箱的密闭性,尤其对于管道和阀门穿出冷箱壁处的伸缩套,必须要用硅胶密封,防止雨水进入。因为冷箱内为低温环境,一旦雨水进入,必然会在管道表面结冰,增加管道负荷,进而会导致管道变形。

2.2 操作运行方面措施

在空分设备运行过程中,存在诸多令应用企业无可奈何的情况。如尽管了解设备启动和停止过于频繁会损害空分设备,容易造成管道发生变形情况,但企业也只能以生产计划为准进行启动和停止,不能以空分设备运行情况为准。尽管空分设备体积庞大,但其各个构件却十分敏感和脆弱,因此在排卸珠光砂方面,工作人员应遵循仔细、耐心的原则,依照规章制度要求进行。应将冷箱顶部全部人孔打开,从最上层排卸口开始进行排卸,并要求逐层进行操作,当有冰块存在时,应从冷箱顶部人孔进行吊出,避免对冷箱管道产生损害,使空分设备运行时间得以延长。

3 结语

空分设备对企业经济效益有直接的影响,只有空分设备良好、稳定运行,才能取得良好经济效益。如果空分设备发生问题,尤其是冷箱内管道出现变形情况,则会给其常规化运行带来严重影响,并且容易出现恶性循环现象。在空分设备中,由于管道强度、设备运行以及加温操作影响,管道容易发生变形。对于此,应从设计和制造、操作运行等方面出发,避免冷箱内管道发生变形现象,确保空分设备的稳定运行,为企业创造利益。

摘要：近些年,空分设备应用愈加广泛,尤其是单套设备,其规模也随之扩大。基于此,在影响空分设备常规化运行的原因中,冷箱内管道发生变形的问题也愈加突出。本文就空分设备冷箱内管道发生变形的原因进行分析,并提出防范措施。

关键词：空分设备,冷箱,管道变形,防范措施

参考文献

[1] 翁彩妹.冷箱内管道管架的优化改进研究[J].科技与创新,2016(20).

[2] 李刚.空分设备冷箱内管道断裂事故分析及处理[J].新疆钢铁,2013(01).

[3] 黄方.空分冷箱内管道的精细化安装与检修[J].大科技,2016(12).

[4] 计晓亮,傅强.空分设备冷箱内管道设计及应力分析浅析[J].制冷与空调(四川),2014(03).