浅谈尿素装置水冷换热器的管理

浅谈尿素装置水冷换热器的管理

王  斌，孙现荣，江经坤

（河南能源化工集团中原大化公司，河南 濮阳457004）

［摘  要］斯纳姆尿素装置中水冷换热器较多，针对CO₂压缩机段间冷却器、中压甲铵冷凝器、小机泵换热器出现的问题，分析其原因，提出相应的处理和改造措施，并对水冷换热器的日常管理方法作了介绍。

［关键词］斯纳姆尿素装置；CO₂压缩机段间冷却器；中压甲铵冷凝器；小机泵换热器；改造；日常管理

［中图分类号］TQ 441.41 ［文献标志码］ B  ［文章编号］1004-9932（2015）03-0053-02

河南能源化工集团中原大化公司尿素装置是国内第一套从意大利引进的斯纳姆氨汽提法尿素装置，设计生产能力为1 760 t/d，1990年5月5日投产。斯纳姆尿素装置中水冷换热器较多，其水冷换热器的正常运行与否直接影响到尿素装置的稳定运行，现就装置水冷换热器出现的问题与处理及管理作一介绍。

1 CO₂压缩机段间冷却器泄漏

E119是CO₂压缩机二段出口U形管冷却器，换热面积155.1 m²，操作压力为壳程0.494 MPa、管程0.208～0.205 MPa；操作温度为壳程32～42 ℃、管程198～42 ℃。其主要作用是将CO₂压缩机二段出口气温度降至工艺要求的温度，以降低压缩机功耗。

2014年4月21日开始，F08103和F09201出现偏差（偏差值≤1×10⁶ m³/h）。进入5月以后，F08103与F09201偏差增大。针对此情况，开始对CO₂气体系统、换热器、管线、阀门逐步进行排查。发现E119循环水进口pH为8.27，出口pH为6.66，判定E119泄漏。

2014年5月30日，尿素装置计划停车，对E119进行查漏堵焊。E119封头拆除，由于E119为U形管冷却器，因此用定制“十”字槽钢架压紧E119管板，壳侧加循环水，检测列管泄漏情况，共发现15根列管泄漏，对其进行堵焊。堵焊后，壳侧加循环水试漏，未发现有列管明显泄漏。重新开车后，从CO₂流量和进出口循环水pH判断，E119仍有泄漏。6月5日，合成装置因设备故障停车，尿素装置停车检修，对E119进行查漏并堵漏。

1.1 原因分析

   （1）U形管存在制造缺陷或残留焊接应力，开停车过程中由于温度变化较大，使换热管产生应力变形。

（2）泄漏集中在CO₂进口侧上部管束，这是由于工艺气进口侧温度高，加剧了Cl^-对U形管的应力腐蚀。

（3）E119使用年限长，U形管外管壁表面光洁度大幅降低，易造成沉积物和微生物粘泥大量积存，导致局部区域Cl^-含量大幅上升，加剧了U形管的腐蚀。

1.2 处理措施

（1） E119封头拆除后，用定制压盘压紧管板，E119壳侧引循环水，对换热管进行查漏。共查出有不同程度泄漏现象的列管47根，都集中在换热器上部4排，加上之前堵焊过的18根列管，共需堵焊列管65根。

   （2）E119共有列管288根，若泄漏列管全部堵焊，将超过换热器总管数的20%，正常生产时，E119将无法达到工艺要求的换热效果。因合成装置计划停车时间较长，经研究，决定对上部4排共76根列管全部进行堵焊，再并联1台换热器E119B，其换热面积为100 m²。装置开车后，CO₂压缩机运行平稳，其运行参数也无异常现象，E119循环水进出口pH见表1。

更多内容请见《中氮肥》2015年第3期