调和槽中蒸汽盘管的渗漏分析及治理

2015-02-15

油气田地面工程 2015年6期

山西工程技术学院

调和槽中蒸汽盘管的渗漏分析及治理

刘晓瑞

山西工程技术学院

蒸汽盘管用于润滑油调和槽中油品的加热，一旦发生渗漏就会导致水进入油品，出现不合格产品，给生产带来严重的影响，甚至会造成巨大的损失。蒸汽盘管渗漏的原因有两种，一是磨损，二是水锤现象，控制蒸汽中冷凝水进入调和槽的盘管是解决问题的关键。对蒸汽盘管渗漏问题提出整改对策：在蒸汽运行主管道的最低处以及主管的节点处，安装冷凝水排放装置，将运行中的冷凝水排在管道外，同时分支管改成向上出口。对于重新更新的盘管，在制作时加大螺旋的角度，避免盘管中存水。整改后，调和槽蒸汽盘管由原来的调和次数500次发生渗漏，变为现在调和次数1200次时检测出问题点，延长了蒸汽盘管使用寿命3倍以上。

调和槽；蒸汽；盘管；渗漏；冷凝水；改进

润滑油的生产是将一定比例的基础油和添加剂在调和槽中加热到一定温度，搅拌混合而成。一般的加热方法是在调和槽中布置一圈一圈的蒸汽盘管。蒸汽盘管与油品直接接触，将蒸汽的热量传导给油品，使油品的温度升高。当蒸汽盘管使用一段时间后会出现盘管渗漏的情况。一旦发生渗漏，水就进入所调和的油品内致使油品乳化，出现不合格产品。如何预防蒸汽管渗漏，延长蒸汽管使用寿命是润滑油调和厂设备管理的一项重要工作。

1 蒸汽在蒸汽管中的流动分析

从蒸汽锅炉中产生的蒸汽为有一定压力的饱和蒸汽，蒸汽中没有携带冷凝水，为比较纯的水蒸气。但随着蒸汽的移动，饱和蒸汽向外散发出一部分热量，随之，在蒸汽中也会携带一定量的冷凝水。

冷凝水在管中随蒸汽运动时一般分为三种情况：第一种为稳定型，定量的冷凝水在管道底部随蒸汽平稳运行；第二种为冷凝水随蒸汽的移动逐渐增加，越聚越多；第三种为不稳定型，冷凝水在局部突然增多，致使部分截面全部为冷凝水。第一种情况与第二种情况管道中的介质为气液两相流，管道底部主要为液体冲刷磨损，磨损痕迹为较均匀的坑状。而第三种情况为气液两相流紊流状况，除正常的磨损外，还会发生气液混合流动产生的漩涡冲击，致使蒸汽突遇冷凝水而产生水击(即水锤)，这种情况会对管件产生致命的损害。

2 蒸汽盘管渗漏原因

2.1 漏水蒸气管现状分析

漏水部位是两个直径为0.1mm的小孔，小孔左右为冲刷的痕迹。蒸汽入口冲刷痕迹为漩涡状的坑，随后出现带状条形的痕迹。将盘管中间割开后可以看出渗漏小孔周围的内壁状况。蒸汽进入的一边出现了漩涡状的冲涮痕迹，说明在这个地方出现了汽液紊流的情况[1]。而在小孔后面，呈带状冲涮痕迹，说明管道中汽液两相呈规则运行状况。

2.2 磨损

带有冷凝水的蒸汽进入调和槽蒸汽管后，其冷凝水在蒸汽管下部随蒸汽流动，在流动的过程与下壁产生摩擦，使蒸汽管下壁发生磨损。磨损与蒸汽携带冷凝水的流动速度成正比，与蒸汽管材料的耐磨性成反比。磨损的直接原因就是蒸汽中携带的冷凝水。

2.3 水锤

饱和蒸汽进入盘管后，与被挤压的空气一起与冷凝水相碰，由于相碰时气体速度较大会与冷凝水搅在一起，蒸汽、空气在冷凝水中形成瞬间的气泡并破裂。在这样的物理过程转化中，蒸汽的动能全部转化为较大压强的冲击力，其频率很高。这样大的压强频率作用于管壁上会引起金属表面局部塑性变形与硬化变脆，产生疲劳现象，金属表面开始呈蜂窝状，随之应力更加集中，管壁材料产生剥落现象。在高温高压下，冷凝水也会产生带电现象。管中的不同部位，因水锤产生温度差异形成温差热电偶，导致金属表面电解作用，即电化学腐蚀[2]。

综上所述，蒸汽盘管渗漏的原因有两种，一是磨损，二是水锤现象。控制蒸汽中冷凝水进入调和槽的盘管是解决问题的关键。