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氨预热器列管泄漏处理及原因分析

[日期:2019-02-18] 来源:《中氮肥》2019年第1期  作者: [字体: ]

王秀成,高青宇

(陕西渭河煤化工集团有限责任公司,陕西 渭南714000

 

      [摘  要] 陕西渭河煤化工集团有限责任公司ACES尿素装置(产能1 760 t/d)氨预热器为一台固定管板式列管换热器。2016813日氨预热器泄漏且壳程安全阀(SV107)启跳,系统紧急停车处理,在拆检过程中发现其蒸汽冷凝液防冲板设计及安装方面存在严重缺陷,采取堵管15根的临时处理措施后,其后运行中先后又出现过2次泄漏,采取了氨预热器监护运行并再堵管11根的处理措施。在发现蒸汽冷凝液防冲板存在设计及安装方面严重缺陷的同时,同步开始着手设备更换工作,在设计阶段即对新氨预热器进/出液对应布管方位以及排气、排液方位进行了调整,新设备安装时对排液、排气管线重新进行了配管。20175月尿素装置中修时,对氨预热器进行了整体更换,蒸汽冷凝液防冲板得以合理安装,防冲板起到有效防冲的作用,避免了换热管冲刷泄漏事故的再次发生。

[关键词]  氨预热器;泄漏;堵管;原因分析;蒸汽冷凝液防冲板;设备更换;经验教训

[中图分类号]  TQ441.41[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932201901-0036-02

 

1   

陕西渭河煤化工集团有限责任公司(简称渭化)1 760 t/d尿素装置,采用日本东洋工程公司的 ACES尿素工艺,于1995年建成投产。随着服役时间的不断延长,高压圈核心设备腐蚀严重且进入腐蚀加剧期,系统故障率逐年升高,其他设备也存在着诸多问题。

氨预热器是一台固定管板式列管换热器,换热管规格为φ16 mm×2.8 mm,换热管长度为6 000 mm,换热管材质为10#钢(软铁),共178根,其换热面积为50.9 m2;设计管程压力19.4 MPa、壳程压力0.4 MPa,管板、封头材质为20MnMoⅣ,壳体材质为Q345R。氨预热器位于尿素合成系统,采用蒸汽冷凝液(压力为0.1 MPa,其状态不稳定,可能存在气液混合状态)将氨给料泵(GA101A/B)送来的1040 ℃(压力为17.7 MPa)液氨加热到51.1 ℃,然后送入尿素合成塔(DC101)底部参与合成反应。原氨预热器由于服役时间较久,换热管角焊缝泄漏问题频出,严重影响尿素装置的长周期、稳定运行,于20146月安装投用了新氨预热器;20163月进行新氨预热器的首次检验,由于其前期运行状况良好,并未对其列管进行壁厚与缺陷检测;但在其后的20168月—20175月,氨预热器多次出现爆管泄漏事故,经分析,最终确认是其壳侧蒸汽冷凝液入口防冲板存在严重的设计及安装缺陷所致。

2  氨预热器列管历次泄漏经过及处理

20168130541,氨预热器发生泄漏,且壳程安全阀(SV107)启跳。尿素装置紧急停车检修,对氨预热器置换合格后,打开设备上、下封头,查漏发现靠近冷凝液进液管口最近的1根换热管爆管,当时分析爆管原因是换热管存在未检出的原始缺陷,投用后温度、压力的交变导致缺陷扩大乃至爆管。于是对泄漏换热管进行了堵管处理,如图1中的管①。

2016910307,氨预热器再次发生泄漏,安全阀(SV107)启跳。打开设备上、下封头,查漏发现靠近冷凝液进液管口最近的另1根换热管爆管,如图1中的管②。经分析,怀疑蒸汽冷凝液防冲板脱落,于是拆卸冷凝液入口切断阀(4″、150LB法兰闸阀),发现防冲板设计及安装方面存在严重缺陷,如图2所示。经商讨,我们计划更换设备,为了给更换设备赢得缓冲时间,决定先采取临时措施,除将泄漏换热管进行堵管以外,另外再堵管13根(如图1中圆形标记部分),至此共堵管15根。

201610月,氨预热器壳程蒸汽冷凝液系统关联系统冷凝液电导率升高,经排查,确认氨预热器再次出现泄漏,但泄漏量微小,我们对氨预热器进行监护运行。201611月借停车机会,打开设备上、下封头,查漏发现第2排列管出现泄漏,再次堵管11根(如图1中方形标记部分),至此共堵管26根。

201741日,氨预热器又出现泄漏,系统停车查漏发现,之前未发生泄漏而堵管的换热管出现了泄漏,泄漏原因为焊接质量问题。

3  原因分析

更多内容详见《中氮肥》2019年第1

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