但天福
（海洋石油富岛有限公司，海南 东方572600）
［摘 要］ 海洋石油富岛有限公司450 kt/a合成氨装置自2014年10月开始出现高变废热锅炉壳侧封头法兰局部泄漏且不具备彻底处理（更换垫片）的条件，结合高变废热锅炉设备参数及工况，从法兰垫片自身密封性能、螺栓预紧力等方面分析泄漏原因，并克服生产实际条件的约束——系统尚不到大修时间+减少停产损失，在不拆卸高变废热锅炉的情况下，评估更换部分法兰螺栓、利用系统短停时预装带压堵漏夹具、预装稀释/排放工装等3种处理方案，最终采用了更换7组泄漏部位螺栓并增设稀释/排放工装的方案对高变废热锅炉封头法兰泄漏问题进行了处理。系统重启后，高变废热锅炉运行状况较好。
［关键词］高变废热锅炉；封头法兰泄漏；原因分析；处理方案；更换法兰螺栓；预装带压堵漏夹具；预装稀释/排放工装
［中图分类号］TQ113.25+1.5［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）03-0060-03
1 概 述
海洋石油富岛有限公司450 kt/a合成氨装置（二期装置）于2003年9月建成投产，采用凯洛格-布朗公司的合成氨生产工艺，其高变废热锅炉（103C1）是由意大利BELLELL ENERGY S.R.L公司设计制造的管壳式废热锅炉，用于吸收高变反应产生的反应热，同时副产高压蒸汽。
1.1 设备参数
103C1为立式U形管式水管锅炉，采用自然循环方式，具有结构紧凑、液位调节灵敏等优点，其工艺及设备参数见表1，主要部件规格、数量及材质见表2，结构示意如图1。
1.2 工艺流程
脱盐水由高压锅炉给水泵（104J）加压至13 MPa，经一段转化炉锅炉给水预热器盘管（101BBFW）预热后，进入高变出口锅炉预热器（103C2）管程，再进入高变废热锅炉（103C1）管程，同高变炉（104D1）反应产生的走壳程的工艺气（3.85 MPa、432.2 ℃）进行热交换，副产的蒸汽和水的混合物（12.41 MPa、328 ℃）进入高压汽包（141D），再经高压蒸汽过热器（102C）、一段转化炉高压蒸汽过热器盘管（101BCS1/2）加热后，最终生成过热蒸汽（12.144 MPa、510 ℃）；热交换后被冷却至218.1 ℃的高变气送入高变出口锅炉预热器（103C2）作为加热介质，再次换热后进入低温变换炉（104D2）。
2 故障现象
自2014年10月开始，103C1壳程封头法兰出现泄漏，经多次带压紧固后，正北侧法兰处仍有工艺气泄漏至空气中，在靠近法兰50 mm的位置用可燃气检测仪检测，可燃气浓度约400×10-6。103C1壳程封头法兰螺栓为拉伸器螺栓，法兰缝隙实测9.5 mm，四周基本上处于均匀状态，表明法兰没有显著的变形。因合成氨装置尚不到大修周期，如果采用彻底处理方法，即换垫片的方式处理，103C1的净检修时间约为5 d；且103C1壳侧曾进行过叶式密封改造，若抽芯更换壳侧封头法兰垫片，必须对叶式密封也进行更换，而叶式密封更换难度大，将增加约10 d的工作量。简言之，103C1壳程封头法兰泄漏暂不具备彻底处理的条件。当然，经风险分析和评估，若装置因其他原因短时停车则可顺带处理此泄漏问题。
3 泄漏原因分析
一般来说，导致103C1壳程封头法兰密封面泄漏的重要因素是垫片自身密封性能下降和螺栓预紧力不足，于是我们重点从这两个方面对103C1壳程封头法兰产生泄漏的原因进行分析与排查，以便制定切实可行的解决方案。
3.1 垫片自身密封性能
103C1壳程封头法兰密封面垫片采用齿形石墨复合垫，此垫片是一种新型密封垫片，由特殊构造的金属骨架与柔性石墨复合而成，兼具金属垫与非金属膨胀石墨垫的优点，具有良好的耐腐蚀、耐高/低温、耐辐射性，且具有良好的压缩回弹性和高强度性，所需的预紧力比金属垫片和金属缠绕垫片要小，对法兰面的要求不高，是一种比较经济实用的垫片。
103C1自2006年进行叶式密封改造时更换过封头法兰垫片，直至本次设备发生泄漏，期间一直未更换过封头法兰垫片，设备长期在高温、高压下运行，期间经历了多次开停车，垫片经历了多次温度和压力的变化，会发生材质老化、变形、龟裂、失去回弹力等，垫片逐步失效，由此会导致密封面泄漏。
3.2 螺栓预紧力不足
更多内容详见《中氮肥》2019年第3期