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冷交换器阻力增大的原因及处理

[日期:2010-08-31] 来源:中化吉林长山化工  作者:张立平 杜艳萍 [字体: ]

中化吉林长山化工有限公司是18t/a合成氨、30t/a尿素的中型氮肥企业,有2套合成系统,1#合成系统为Φ1 m的合成氨塔,2#系统为Φ1.5 m的合成氨塔,其中1#合成系统是由TC-450/320-13Ⅱ型内置透平循环机给整个系统循环。

2010315,合成塔操作人员发现,1#合成系统循环量变小,加不上量,循环量最大在9m3/h左右,比正常情况减少2m3/h。操作人员立即到现场查看透平循环机的出入口阀门与系统近路阀门的开关情况,未发现异常问题。当班操作人员立即联系车间管理人员,同时联系仪表人员对1#塔循环量表和透平循环机出口流量表进行校对,确认流量表指示正确。车间继续生产,循环量持续下降,327循环量已经降至3.6m3/h1#合成塔温度难以控制,于是立即通知调度请示做停车处理,合成塔切气。

2010315发现此类现象后,车间技术管理人员立即对此次出现的情况进行分析,通过排除的手段对1#合成系统整体分析排查,事故原因分析如下。

1.技术管理人员初步认为可能是由于透平循环机入口方阀阀头出现问题,影响透平循环机的吸气量,致使循环量下降(透平循环机用入口方阀调节打气量,出口方阀全开状态),用标准表对透平循环机入口方阀压差进行测量,测量结果为0.1MPa,不可能对透平循环机的打气量造成这么大的影响,所以此种情况排除。

2.技术管理人员用标准表对1#合成塔压差进行测量,3181#合成塔压差为0.4 MPa3251#合成塔压差为0.5 MPa,属于正常指标,所以合成塔问题排除。

3.如果是由于透平循环机堵塞造成循环量减少,透平循环机将发生喘振现象(低于设计值的40%),而实际透平循环机并未发生此现象。所以排除透平循环机的问题,分析可能是由于透平循环机本身打气量没有减少,而是由于冷交换器阻力增大造成透平循环机输气量减少,等同于关小透平循环机出口方阀(透平循环机出口气体先送至冷交换器)。

与此同时,在实际生产过程中(循环量下降之后),根据测定需要开系统近路时,透平循环机的打气量上升,可达110000 m3/h以上,所以透平循环机没有问题。

4.技术管理人员用标准表对冷交换器的前后压力进行测量,测量后发现冷交换器的压差增大,最高为2.6 MPa,而冷交换器的设计压差为0.8 MPa。同时根据冷交换器实际结构分析(冷交换器下部有过滤网),认为冷交换器局部压差增大,存在堵塞现象。

与此同时,在停车抽出透平循环机内件时,发现内件上有大量附着物,经检测附着物为碳铵结晶体,而冷交换器前后温度情况正好符合碳酸氢铵或碳酸铵的结晶,所以1#合成塔循环量下降的原因是由于碳铵结晶造成冷交换器堵塞,致使系统压差增大而引起的。

3283:17,合成塔停车完毕,车间检修人员对冷交换器前后拆口加盲板,之后操作人员对冷交换器用蒸汽进行蒸煮,蒸煮约2 h,直至冷交换器出口排出蒸汽。在蒸煮期间,经分析,排出物存在碳铵8.22 g/L,蒸煮结束,回装,试压。

冷交换器蒸煮结束后,329合成系统开车,1#系统循环量恢复到9 m3/h以上,车间技术管理人员于330对冷交换器压差再次进行测量,测量结果为0.45 MPa,比蒸煮前降低2.15 MPa,同时1#合成塔的催化剂层温度稳定,各项工艺指标恢复正常,保证了系统的操作稳定,保证了氨产。

    针对此次事故,为减少类似情况发生而影响氨产,前部工序应当控制好微量在指标之内;加强透平循环机的排油以及对油分离器排油,以防带入冷交换器;操作人员密切观察合成塔的反应情况,及时分析与汇报;技术管理人员定期对合成系统的压差进行测量,及时掌握系统阻力情况;可在合成车间新鲜气管路上加微量在线分析表,确保操作人员及时了解气体中的微量指标,杜绝类似事故发生。
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