填料塔常见故障诊断、填料特性参数

填料塔达不到设计指标统称为故障。填料塔的故障可由一个因素引起，也可能同时由多个因素引起，一旦出现故障，应尽快找出故障原因，以最少的费用尽快解决问题。故障诊断人员应对塔及其附属设备的设计及有关方面的知识有很深的了解，了解得越多，故障诊断越容易。

故障诊断应从最简单最明显处着手，可遵循以下步骤：

①若故障严重，涉及安全、环保或不能维持生产，应立即停车，分析、处理故障。

② 若故障不严重，应在尽量减少对安全、环境及利润损害的前提下继续运行。

③ 在运行过程中取得数据及一些特征现象，在不影响生产的前提下，做一些操作变动，以取得更多的数据和特征现象。如有可能还可进行全回流操作，为故障分析提供分析数据。

④分析塔过去的操作数据，或与同类装置相比较，从中找出相同与不同点。若塔操作由好变坏，找出变化时间及变化前后的差异，从而找出原因。

⑤ 故障诊断不要只限于塔本身，塔的上游装置及附属设备，如泵、换热器以及管道等都应在分析范畴内。

⑥仪表读数及分析数据错误可能导致塔的不良操作。每当故障出现，首先对仪表读数及分析数据进行交叉分析，特别要进行物料平衡、热量平衡及相平衡分析，以确定其准确性。

⑦有些故障是由于设计不当引起的。对设计引起故障的检查应首先检查图纸，看是否有明显失误之处，分析此失误是否为发生故障的原因；其次，要进行流体力学核算，核算某处是否有超过上限操作的情况；此外，还需对实际操作传质进行模拟计算，检查实际传质效率的高低。

填料塔常见故障及处理方法见表1。

表1  填料塔常见故障及处理方法

故障现象	产生原因	处理方法
工作表面结垢	①被处理物料中含有杂质 ②被处理物料中有晶体析出沉淀 ③硬水产生垢 ④设备被腐蚀，产生腐蚀物	①提高过滤质量 ②清除结晶物、水垢物 ③清除水垢 ④采取防腐措施
连接处失去密封能力	①法兰连接螺栓松动 ②螺栓局部过紧，产生变形 ③设备振动而引起螺栓松动 ④密封垫圈疲劳破坏 ⑤垫圈受介质腐蚀而损坏 ⑥法兰面上的衬里不平 ⑦焊接法兰翘曲	①紧固螺栓 ②更换变形螺栓 ③消除振动，紧固螺栓 ④更换变质的垫圈 ⑤ 更换耐腐蚀垫圈 ⑥加工不平的法兰 ⑦更换新法兰
塔体厚度减薄	设备在操作中，受介质的腐蚀、冲蚀和摩擦	减压使用或修理腐蚀部分或报废更新
塔局部变形	①塔局部腐蚀或过热使材料降低而引起设备变形 ②开孔无补强，焊缝应力集中使材料产生塑性变性 ③受外压设备工作压力超过临界压力，设备失稳变形	①防止局部腐蚀或过热 ②矫正变形或割下变形处，焊上补板 ③稳定正常操作
塔体出现裂缝	①局部变形加剧 ②焊接时有内应力 ③封头过渡圆弧弯曲半径太小 ④水力冲击作用 ⑤ 结构材料缺陷 ⑥振动和温差的影响 ⑦应力腐蚀	裂缝修理
冷凝器内有填料	填料压板翻动	固定好压板
进料慢	进料过滤器堵塞	拆卸、清洗

填料塔中填料的特性参数

（1）比表面积 a

比表面积a是指塔内单位体积填料层具有的填料表面积，单位为m2/m3。填料比表面积的大小是气液传质比表面积大小的基础条件。需说明两点：第一，操作中有部分填料表面不被润湿，以致比表面积中只有某个分率的面积才是润湿面积，据资料介绍，填料真正润湿的表面积只占全部填料表面积的20%~50%；第二，有的部位填料表面虽然润湿，但液流不畅，液体有某种程度的停滞现象。这种停滞的液体与气体接触时间长，气液趋于平衡态，在塔内几乎不构成有效传质区。为此，需把比表面积与有效的传质比表面积加以区分。但比表面积 a 仍不失为重要的参量。

（2）空隙率ε

空隙率ε是指塔内单位体积填料层具有的空隙体积，m3/m3。ε为一分数。ε值大则气体通过填料层的阻力小，故ε值以高为宜。

对于乱堆填料，当塔径D与填料尺寸d之比大于8时，因每个填料在塔内的方位是随机的，填料层的均匀性较好，这时填料层可视为各向同性，填料层的空隙率ε就是填料层内任一横截面的空隙截面分率。

当气体以一定流量通过填料层时，按塔横截面积计的气速 u 称为“空塔气速”（简称空速），而气体在填料层孔隙内流动的真正气速为u1。二者关系为：u1=u/ε。

（3）塔内单位体积具有的填料个数

根据计算出的塔径与填料层高度，再根据所选填料的n值，即可确定塔内需要的填料数量。

一般要求塔径与填料尺寸之比D/d>8（此比值在8~15之间为宜），以便气、液分布均匀。若 D/d<8，在近塔壁处填料层空隙率比填料层中心部位的空隙率明显偏高，会影响气液的均匀分布。若D/d值过大，即填料尺寸偏小，气流阻力增大。

几种常用填料的特性数据列于表1。

表1  几种常用填料的特性数据

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若故障严重，涉及安全、环保或不能维持生产，应立即停车，分析、处理故障。

填料塔常见故障诊断、填料特性参数

谢谢楼主的分享了