摘要：高压板式换热器是由一系列有波纹形状金属片叠装成的高效换热器，具有传染系数高、重量轻、热损失小等特征，被广泛应用于太阳能、钢铁工业、化学工业、冶金工业和食品工业等领域中，但在应用中会存在氧通道堵塞现象，影响设备的使用效果。基于此，本次研究主要围绕空分高压板式换热器进行探讨，阐述设备作业流程，并分析氧通道堵塞原因，探讨故障处理措施，并提出防范措施。
关键词：空分装置；高压板式换热器；氧通道；堵塞原因；预防措施
前言：高压板式换热器设备是由板式换热器、平衡槽、热水装置、支架以及仪表箱等组成。可被应用于化学工业、冶金工业、机械工业、电力工业和造纸工业等领域中，不同领域作用存在一定差异，如电力工业领域主要用于冷却高压变压器油和发电机轴承油。该设备在使用中会存在通道堵塞现象，为保证其正常使用，应对堵塞原因进行分析，采用有效方式进行解决，以此发挥高压板式换热器作用。
1高压板式换热器简述
板式换热器是实现液-液、液-汽的热交换理想设备，具有热损失小、换热效率高、结构紧凑轻巧、安装清洗方便和应用广泛等使用优势。压力损失相同前提下，该设备的传热系数高于列管式换热器3-5倍，但其占地面积不足管式换热器一半，其热回收率超过90%，在多个领域中得到广泛认可。由于高压板式换热器设备多种型号，不同型号应用范围和领域存在一定差异，大型空分装置在使用高压板式换热器设备时，对设备有着较高要求。如在60000Nm3/h等级空分设备中，其配套高压板式换热器通常选用进口产品，为多层板翅式换热器，借助翅片和隔板对不同通道中的冷、热流体进行换热。从冷氧侧引出液氧，从P8601A/B进行加压，达到8.7MPa后，于高压板式换热器E8802A/B/C，分别和膨胀机增压端7.2MPa高压空气与增压机4.6MPa增压空气进行换热，然后进行高压氧气管网。在满足设备系统要求后，从自塔顶抽取纯氮气复热后去水冷塔[1]。
2高压板式换热器流程
高压板式换热器使用中必须掌握其流程，这对有效解决使用中存在的问题具有重要作用。在使用设备时，来自循环氮压机的中压氮气，经制动增压风机旁路阀，使气体进入膨胀机实现膨胀作功，膨胀机冲转后，压差会与单向阀共同发生作用，旁路会通过自锁进行关闭。而循环氮压机的中压氮气，可经过增压制动风机对同轴膨胀机输出功进行回收，以此提高压力。而增压后氮气会先经水换热器降温，再经板式换热器进行换热，然后经膨胀机实现膨胀作功。而膨胀后气液混合物，会经气液分离后从下塔顶返流与0.45MPa氮气混合，并进入高压板式换热器换热后，再回到氮压机入口，而液相会由分离的液氮通过上塔控制阀送入上塔作成为回流液，从而实现空分装置冷量平衡[2]。
3高压板式换热器氧通道堵塞原因
高压板式换热器在维持冷量平衡方面具有良好使用效果，但应用中会存在氧通道堵塞现象。相关专业技术人员对空分设备运行情况进行了深入研究和详细分析，发现造成堵塞的原因主要表现在以下方面：
一是，因后系统用气量大，无油螺杆仪表压缩机长时间使用，长期处于超量运行状态，并且该状态下仪表中空气带水，对工作前氧泵密封气流量进行观察，发现在有水后，氧泵密封气会切换为氮气密封，提前开始加温。
二是，若工作前对高压氧泵P8601A出口阀进行检查，可发现停车、加温期间并未关闭。而大机组停车阶段，由无油螺杆仪表压缩机提供加温气，但不能吸附二氧化碳，且会长时间超量运行，而露点处于不合格状态。加温期间存在部分加温气会到达高压板式氧通道，并会带入部分水和二氧化碳，处于低温状态时会形成冰和干冰。
三是，再次工作后，除三个高压板式换热器氧气总管的温度点报警，显示为10℃，且其氧通道液位计LI8806显示超量，其余参数基本正常。这一现象说明高压板式换热器氧通道未能充分换热，并且会在氧通道中附着部分物质，导致液位超高。
四是，分子筛长时间处于工作状态，应用效果减弱，严重时会导致分子筛穿透，在膨胀机入口管线处位置发生水和二氧化碳集聚，而管线于工作初期为死区，未分析吹除和露点。使得膨胀机启动运行后集聚的水和二氧化碳会到达高压板式换热器，此时高压板式换热器为冷态，会使水和二氧化碳在0.45MPa氮气通道中形成结晶，进而引发堵塞故障[3]。
可见导致高压板式换热器氧通道堵塞原因，为工作停止时加温气不符合相应要求。在加温气中的水和二氧化碳成分，会经过高压氧泵出口阀到达设备氧气通道中，并受低温环境影响形成冰或干冰，造成氧气通道堵塞。在该问题出现后只能暂时维持运行，应进行择机停车处理。
4故障处理
0.45MPa氮气通道堵塞是高压板式换热器常见故障，该故障出现后会对设备的正常运行和使用产生影响，而为降低对气化装置工作干扰，通常只对通道进行加温吹除，这种方式可见减少空分装置工作时间。同时为保证设备运行效果，需要将膨胀机出口阀、高压板式换热器氮气出口调节阀共同采取拆卸操作，然后进行复位。经过过1d处理，在不同吹除口露点分析合格后，需要对膨胀机进行重新冲转，而膨胀机有关参数也会回归正常值，各项参数中振动参数为17μm，入口和出口问题分别为-8至-16℃、-68℃，出入后压力分别为0.51MPa和3.76MPa，转速为3310r/min，而返流量参数为3100m3/h[4]。
5防范措施
现阶段，在高压板式换热器0.45MPa氮气管道发生堵塞后，经常别认为是保冷后工作和管道内露点不达标引发的，进而对设备正常使用产生影响。因此，为避免堵塞问题发生，应采用相应防范措施。而在实际进行堵塞问题预防中，主要采用方式有三种：
一是，若空分装置停止工作排液时，应及早关闭冷箱不同位置的排放阀，并控制喷射蒸发器，防止加热蒸汽打开过大，避免降温或遇冷后凝结成的水蒸汽进度到冷箱内部塔器。
二是，若膨胀机长期处于停止运行状态，在加温吹除作业结束后，应及时停运油系统与密封气，避免不达标密封气到达膨胀机组气缸，内漏至冷箱中。同时还应定时分析外部管网进入膨胀机的密封气，确保其符合使用要求。
三是，在确定长时间停运膨胀机后，应及时对膨胀机组循环水换热器进出口阀进行关闭处理，并将换热器内积水排出，防止出现循环水泄漏，引发滞水问题。同时，在准备冲转膨胀机前，应先对吹扫循环水换热器氮气[5]。
结论：总而言之，高压板翅式换热器氧是工业生产中重要装置，在维系整个系统冷量平衡方面发挥着重要作用。工业生产中要想充分发挥其价值，就应提升空分设备操作人员对空分设备认知程度，掌握高压板式换热器工作流程，并掌握堵塞及其原因等异常，及早采用相应措施解决问题，并采用相应预防措施减少问题发生，从而更好的发挥设备作用。
参考文献：
[1]薛令光,曹镇海,马明娟.大型空分高压板式换热器氧通道堵塞原因及分析[J].低温与特气,2017,035(001):31-32.
[2]杨建辉.空分高压板式换热器泄漏故障的原因分析及处理[J].工业,2016,000(006):P.215-215.
[3]张菲菲.空分装置主换热器氧通道冻堵原因及处理措施[J].小氮肥,2018,046(003):26-28.
[4]周非,郑鹏辉.空分高压板式换热器冰堵单体复热方案的应用[J].河南化工,2017,034(007):46-47.
[5]李东芳.高压换热器在大型海上固定平台应用的选型研究[J].石油和化工设备,2017,020(006):58-61.