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煤制天然气装置甲烷化系统运行事故分析及应对

[日期:2025-02-14] 来源:《中氮肥》2025年第1期  作者: [字体: ]

王嘉强

(伊犁新天煤化工有限责任公司,新疆 伊宁835000

 

[摘  要]伊犁新天煤化工有限责任公司20×108 m3/a煤制天然气装置甲烷化系统(分为AB 两个系列)采用戴维甲烷化工艺,自20173月系统原始开车以来发生过甲烷化B系列补充甲烷化分离罐入口管线焊缝砂眼泄漏、甲烷化A系列循环气压缩机入口导叶叶片齐根断裂、甲烷化B系列循环气压缩机稀油站润滑油温控阀故障、甲烷化B系列循环气压缩机一级密封气增压泵出口阀泄漏等运行事故。通过全面梳理与总结各运行事故的原因、暴露出的问题,采取一系列整改(或防范)措施及操作优化,上述问题得到了解决,为系统相关问题的处理积累了经验,为甲烷化系统的安、稳、长、满、优运行奠定了基础。

[关键词]甲烷化系统;管线焊缝泄漏;循环气压缩机;入口导叶断裂;稀油站润滑油温控阀故障;一级密封气增压泵出口阀泄漏;原因分析;应对措施

[中图分类号]TQ221.1+1   [文献标志码]B   [文章编号]1004-9932202501-0057-05

 

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伊犁新天煤化工有限责任公司(简称新天煤化)20×108 m3/a煤制天然气装置甲烷化系统采用英国戴维甲烷化工艺,甲烷化系统分为AB 两个系列。自20173月原始开车以来,甲烷化系统发生过甲烷化B系列补充甲烷化分离罐入口管线焊缝砂眼泄漏、甲烷化A系列循环气压缩机入口导叶叶片齐根断裂、甲烷化B系列循环气压缩机稀油站润滑油温控阀故障、甲烷化B系列循环气压缩机一级密封气增压泵出口阀泄漏等运行事故。为此,新天煤化甲烷化技术团队不断攻坚克难,分析问题原因,寻求解决措施,通过优化操作和实施整改(或防范)措施,使问题得到解决,为系统相关问题的处理积累了经验,为甲烷化系统的安、稳、长、满、优运行奠定了基础。以下对有关情况作一介绍。

1  B系列补充甲烷化分离罐入口管线焊缝泄漏

1.1  事故经过及当期处理情况

20198518:05,巡检人员发现甲烷化B系列补充甲烷化分离罐入口管线保温层下方出现不间断的水滴,立即汇报车间领导和相关技术人员,经现场查看并拆除保温层后,确认漏点位于补充甲烷化分离罐入口管线焊缝下部,泄漏量较小。据泄漏情况,初步判断是焊缝砂眼所致,决定采取带压堵漏方法消漏。8520:30,在落实好各项安全措施后开始对砂眼进行带压堵漏——使用防爆轴流风机吹扫作业区域,以氩气作为动力源,采用风镐捻打的方式对漏点进行堵漏,尝试多次,但堵漏不成功;经公司领导和技术人员共同确认,泄漏处漏量不大,可用氮气对泄漏处进行保护,做好警戒隔离并增加巡检、检测频次,维持系统负荷稳定,观察运行,同时决定请带压堵漏公司技术负责人到现场共同会诊并实施堵漏。8618:10,带压堵漏公司技术负责人到场,落实好各项安全措施后继续实施带压堵漏,堵漏作业尝试多次均不成功,分析评估带压堵漏成功的概率不高,且系统继续运行可能会致泄漏处漏量增大,经研究决定,甲烷化B系列停车消漏。

20198705:00,停车安全保护措施均到位,开始修复工作。检修人员现场检查发现,补充甲烷化分离罐入口管线焊缝处厚度减薄较为明显,使用角磨机对泄漏焊缝(经查图纸,该处设计为堆焊6 mm的不锈钢)下方进行切割,发现内部为内衬套结构,内衬套结构使得接管由一个整体变成两层结构;将减薄的部分Φ300 mm×30 mm筒体割掉,对不锈钢内衬套与外筒体下部1/3实施密封焊,防止冲蚀,且割除的筒体部分堆焊填补至与原筒体同样厚度,经超声波检测正常后,用150 mm宽的补强护套整圈进行补强焊接。

1.2  原因分析

补充甲烷化分离罐入口短管处,设计图纸中明确其施工工艺为不锈钢304堆焊,而设备制造厂家在未经设计方和业主同意的情况下擅自将堆焊工艺改成了内衬套,且未向施工安装单位交代施工过程中要将内筒体与接管进行封焊,致使安装单位在焊接管线与设备短管连接时并未对内衬套进行二次封焊。另外,补充甲烷化分离罐入口管线内工艺气在前端换热器温降较大,工艺气在补充甲烷化分离罐入口管线内形成气液两相流,系统运行过程中气液两相流对短管内壁与衬套夹层长期的冲蚀作用致使焊缝处厚度逐渐减薄,进而发展为泄漏。

1.3  暴露出的问题及整改措施

1.3.1  暴露出的问题

1)设备入厂验收把关不严,没有及时发现设备制造厂家未按设计要求制造设备,设备在入厂前就存在安全隐患,属于“带病”投运。

2)设备安装过程中质量把控不严,隐蔽工程验收不到位,没有及时发现施工安装单位在焊接管线与设备短管连接时并未对内衬套进行二次封焊的隐患。

3)风险辨识不到位,对气液两相流管线运行中的冲刷侵蚀作用可能造成的管壁减薄、进而发展成介质泄漏的风险认识不足、措施不力。

4)设备管理不到位,检修策划存在缺项,没有对气液两相流设备进行定期壁厚检测并建立台账。

1.3.2  整改措施

1)将补充甲烷化分离罐入口管线入口短管处内衬套与外筒体下部1/3密封焊,并用补强护套整圈进行补强焊接,这是当前采取的临时处理措施。

更多内容详见《中氮肥》2025年第1

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