鄒紅偉,張耀軍
(中海石油化學股份有限公司,海南 東方 572600)
中海石油化學股份有限公司一期尿素裝置采用斯納姆氨汽提生產(chǎn)工藝,設(shè)計能力日產(chǎn)尿素1765t,1996年建成投產(chǎn)。該裝置投產(chǎn)后一直運行較好,最長連續(xù)運行周期216d,最高年產(chǎn)量610kt,最大運行負荷30.5km3/h。隨著運行時間的遞增,設(shè)備因老化、腐蝕、檢修質(zhì)量等原因,逐漸出現(xiàn)一些故障,影響了裝置的長周期運行。近年來我公司尿素裝置因多種原因?qū)е鹿に嚱橘|(zhì)滲漏到甲銨冷凝器殼側(cè),污染低壓蒸汽,被迫停車檢修。
我公司甲銨冷凝器(E105)有換熱管1672根,規(guī)格為19.05×2.11mm “U”形管,材質(zhì)25-22-2Cr.Ni.Mo。該設(shè)備自1996年投用以來運行狀況良好,歷次大修只做抽檢。2009年12月,甲銨冷凝器出現(xiàn)管程工藝介質(zhì)滲漏到殼程的現(xiàn)象,停車檢修,發(fā)現(xiàn)是換熱管腐蝕穿孔。對換熱管進行逐一檢測,發(fā)現(xiàn)有64根管出現(xiàn)嚴重缺陷,對這些管子進行了堵管處理。檢查殼側(cè)管束時,發(fā)現(xiàn)列管支撐架多處損壞,部分換熱管松散,對管束進行了綁扎固定。
甲銨冷凝器主要技術(shù)參數(shù)見表1。
甲銨冷凝器工藝流程示意見圖1。
從生產(chǎn)工藝分析,造成甲銨冷凝器殼側(cè)電導高的工藝介質(zhì)有氨、二氧化碳、尿素、氯離子。
圖1 工藝流程示意
根據(jù)甲銨冷凝器(E105)相關(guān)工藝流程,直接造成殼側(cè)電導高的工藝介質(zhì)可能來自甲銨冷凝器管程、汽提塔蒸汽冷凝液分離器(V109)、中壓分解塔(E102)、蒸汽冷凝液收集槽(V110)。而可能帶工藝介質(zhì)到蒸汽冷凝液收集槽的有蒸汽系統(tǒng)、沖洗水系統(tǒng)、甲銨冷凝器殼側(cè)的冷凝液。甲銨冷凝器殼側(cè)與蒸汽冷凝液收集槽直接相聯(lián),相互影響。因此,直接或間接造成工藝介質(zhì)進到甲銨冷凝器殼側(cè),使電導超標的原因有以下。
(1)汽提塔出現(xiàn)泄漏,工藝介質(zhì)隨中壓蒸汽冷凝液進到甲銨冷凝器殼側(cè),主要是氨、二氧化碳和尿素。
(2)中壓分解塔A出現(xiàn)泄漏,工藝介質(zhì)隨增壓蒸汽冷凝液進到甲銨冷凝器殼側(cè),主要是氨、二氧化碳和尿素。
(3)甲銨冷凝器出現(xiàn)泄漏,工藝介質(zhì)從管程進到殼側(cè),主要是氨、二氧化碳和尿素。
(4)甲銨冷凝器殼側(cè)電導儀(AT41005)的冷卻器出現(xiàn)泄漏,冷卻水進到電導儀分析樣中,工藝介質(zhì)主要是氯離子。
(5)低壓分解塔(E103)出現(xiàn)泄漏,工藝介質(zhì)隨低壓蒸汽冷凝液先進到蒸汽冷凝液收集槽,然后由蒸汽冷凝泵(P113)送到甲銨冷凝器殼側(cè),主要是氨、二氧化碳和尿素。
(6)安全閥保溫夾套或管內(nèi)壓力高于低壓蒸汽壓力的夾套管線出現(xiàn)泄漏。工藝介質(zhì)隨低壓蒸汽冷凝液先進到蒸汽冷凝液收集槽(V110),然后由蒸汽冷凝泵(P113)送到甲銨冷凝器殼側(cè),主要是氨、二氧化碳和尿素。
(7)高壓沖洗點切斷閥未關(guān)或內(nèi)漏,工藝介質(zhì)倒入蒸汽冷凝液收集槽(V110),然后由蒸汽冷凝泵(P113)送到甲銨冷凝器殼側(cè),主要是氨、二氧化碳和尿素。
(8)蒸汽冷液沖洗泵備用泵機封冷卻夾套泄漏。冷卻水進到蒸汽冷凝液收集槽(V110),然后由蒸汽冷凝泵(P113)送到甲銨冷凝器殼側(cè),工藝介質(zhì)主要是氯離子。
(9)解吸系統(tǒng)超壓,導致工藝液倒流入蒸汽管道,隨蒸汽冷凝液進到蒸汽冷凝液收集槽(V110),然后由蒸汽冷凝泵(P113)送到甲銨冷凝器殼側(cè),工藝介質(zhì)主要是氨、二氧化碳和尿素。
(10)操作失誤,造成中壓沖洗水攜帶工藝介質(zhì)竄入低壓沖洗水管網(wǎng),倒流入蒸汽冷凝液收集槽(V110),然后由蒸汽冷凝泵(P113)送到甲銨冷凝器殼側(cè),工藝介質(zhì)主要是氨、二氧化碳和尿素。
(1)出現(xiàn)甲銨冷凝器殼側(cè)電導高現(xiàn)象時,立即從其電導儀(AT41005)處取樣分析,分析結(jié)果與正常監(jiān)測分析結(jié)果對比,確定造成電導高的工藝介質(zhì)。
(2)造成甲銨冷凝器殼側(cè)電導高的工藝介質(zhì)是氯離子,則應檢查甲銨冷凝器殼側(cè)電導儀(AT41005)、換熱器和蒸汽冷凝液沖洗泵(P110)備用泵機封冷卻夾套。
(3)造成甲銨冷凝器殼側(cè)電導高的工藝介質(zhì)是氨、二氧化碳和尿素,則需從蒸汽冷凝液電導儀(AT41003)處取樣分析。對比分析結(jié)果,并結(jié)合兩個電導測量值的變化情況,確定甲銨冷凝器與蒸汽冷凝液收集槽兩者的相互影響關(guān)系,進而確定排查范圍。
(4)根據(jù)斯納姆氨汽提法生產(chǎn)工藝,具體排查方法如表2。
工藝介質(zhì)漏入甲銨冷凝器殼側(cè),污染低壓蒸汽,會對所有與低壓蒸汽和低壓蒸汽冷凝液相接觸的管道、設(shè)備產(chǎn)生腐蝕,尤其是對蒸汽透平低壓缸和葉片產(chǎn)生腐蝕。因此,發(fā)現(xiàn)甲銨冷凝器殼側(cè)電導高,必須高度重視,立即組織排查,確定原因,消除漏點,保護設(shè)備。我公司尿素裝置曾出現(xiàn)甲銨冷凝器內(nèi)漏、高壓沖洗點切斷閥內(nèi)漏、高壓安全閥保溫夾套內(nèi)漏、甲銨冷凝器殼側(cè)電導儀換熱管穿孔、蒸汽冷凝液沖洗泵備用泵機封冷卻夾套內(nèi)漏、操作失誤等原因,造成甲銨冷凝器殼側(cè)電導超高事件。每次出現(xiàn)甲銨冷凝器殼側(cè)電導超高現(xiàn)象,均能依據(jù)上述排查方法迅速查明原因,及時消除低壓蒸汽攜帶工藝介質(zhì)危害設(shè)備事件,有效地保護了設(shè)備。
表2 電導高排查表