预热炉是山西焦化股份有限公司20万t/a甲醇装置的主要设备，主要是利用燃烧气的燃烧热将炉管内的锅炉水、氧气+蒸汽、焦炉气+蒸汽进行加热。炉管由三段盘管组成，其中上段盘管将锅炉给水的温度由100 ℃加热到120 ℃，中段盘管将氧气+蒸汽由230 ℃加热到400 ℃，下部盘管将焦炉气+蒸汽由500℃加热到660 ℃，而后进入转化炉进行甲烷转化。该预热炉2007年10月现场制作完成。预热炉焦炉气联箱是由10根炉管加热的焦炉气+蒸汽的入、出口汇集的设备，其辐射段出口联箱曾先后几次发生泄漏，严重制约甲醇装置的安全、长周期运行。分析其原因如下。
1.针对预热炉安装试压期间辐射段盘管第3根出口管与出口联箱连接处发生泄漏，出口联箱上部表面产生裂纹的情况，对原设计图进行了查看，发现预热炉辐射段盘管出口引出管与出口联箱的焊接结构原始设计不完善，没有角焊缝的焊接详图，泄漏部位均在盘管与出口联箱的角焊缝处。施工单位在现场制作时也未按相关 焊接规范进行焊接，焊接工艺存在不完善、不到位的现象。
2.在第二次泄漏后的检修过程中，发现原引出管与出口联箱的角焊缝焊角高度不够且未焊透，联箱与引出管熔合不好。因泄漏的部位均在角焊缝的下部，出口联箱热膨胀下移对角焊缝产生拉力作用，而焦炉气管线的弹簧支撑和热膨胀及应力补偿存在缺陷，导致热应力不能有效地吸收和补偿。
3.在出口联箱坡口修复、打磨过程中，发现母材本身存在环状夹层及蜂窝状气孔缺陷。
4.出、入口联箱的材质及厚度不能满足工艺条件。出口联箱设计材质为310S（0Cr25Ni20Ⅱ），规格为Φ457 mm×20 mm，管道设计温度为660 ℃，设计压力为2.33 MPa。
5.盘管与联箱的连接强度不够。
针对以上原因，必须对联箱进行改造，但要考虑以下因素。
（1）联箱焊缝已先后修复过2次，按相关规范要求，该联箱以后出现类似情况已不能再进行修复。
(2) 2009年11月的修复工作是冬季进行的，作业环境对施焊极其不利，致使焊缝焊接时存在气孔或裂纹，进行了多次打磨、返修，且因受修复条件限制，修复工作存在诸多不规范，这都对出口联箱的安全使用寿命造成一定影响。
(3) 出口联箱在坡口打磨过程中母材本身存在缺陷（环状夹层及蜂窝状气孔），虽然修复后现阶段开车没有问题，但不能保证长期的安全稳定运行。
结合以上几方面的原因分析，为保证甲醇装置的长周期、安全、稳定运行，采取了以下措施对联箱进行改进。
1.考虑到联箱的法兰在出口联箱检修隔离、管道置换、焊缝质量保证的重要性，决定不改变联箱与上部焦炉气管线的法兰连接形式，而采用联箱管接头补强的方式，即预先加强管与联箱的焊接，盘管与出口联箱的加强管采用对接焊型式，在现场进行焊接。此方案需严格按照焊接规范进行焊接工艺的编制和实施，保证角焊缝的质量。
2.入口联箱材质及规格型号不变，出口联箱材质由310S改为316（0Cr17Ni12Mo2），规格由Φ457 mm×20 mm改为Φ457 mm×25 mm。
3.从预热炉盘管与焦炉气管线的热膨胀方向考虑，出口联箱底部必须加硬约束（必须从地面打基础进行支撑），即预热炉出口联箱由热应力限位改为硬限位，以防出口联箱管线热膨胀下移，对引出管产生向下的拉力。
4.对预热炉到转化炉之间的热力管线的弹簧支撑重新进行应力校核；根据系统负荷对出口管热膨胀重新进行计算；现场监测热膨胀量，避免支撑对管道热膨胀造成应力约束；对预热炉至转化炉的氧气管线、焦炉气管线弹簧支撑位置进行测绘，由设计院进行校核；对不合理的支撑位置重新进行布置，2011年5月停车时实施。
2010年6月对辐射段盘管出口联箱进行了更换，2011年5月对辐射段入口联箱进行了更换，对不合理的支撑位置重新进行布置。到目前为止，该设备运行稳定。经济效益明显，甲醇装置若因此问题停车1次，检修需要6 d时间，按甲醇产量400 t/d，甲醇利润500元/t计算，可获得直接经济效益120万元。若因设备不安全运行，发生故障或事故，造成爆炸，发生人员伤亡，造成的损失则无法估量，并且甲醇系统停车将会有20000 m3 /h的焦炉气放空，造成环境污染。