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卡萨利氨合成废热锅炉内漏工艺处理措施及新型堵漏技术应用

[日期:2019-04-15] 来源:《中氮肥》2019年第2期  作者: [字体: ]

张金辉,郭志强,朱 

(贵州开阳化工有限公司,贵州 开阳550306

 

  [摘 要] 贵州开阳化工有限公司500 kt/a合成氨装置卡萨利氨合成塔与其出口废热锅炉采用直角膨胀短节的方式连接,20177月常规分析中发现此废热锅炉出口蒸汽冷凝液电导率、氨氮含量超标且有不凝气存在,判断废热锅炉出现内漏,废热锅炉带病维持运行3个月后,系统停车检修。氨合成系统与合成气压缩机联动置换与降温后,为保证检修作业的安全和保护氨合成催化剂,在氨合成塔出口与废热锅炉进口连接处加设特制工装,并在废热锅炉检修过程中采用了安全可靠的新型堵漏方案——桶形堵头堵漏法(有别于常规的锥形塞焊接堵漏法);检修后系统重启,氨合成催化剂活性未受影响,废热锅炉运行状况良好。

[关键词]  卡萨利氨合成系统;废热锅炉;内漏;置换与降温;催化剂保护;新型堵漏方案;桶形堵头

[中图分类号]  TQ113.26+6.3[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932201902-0027-03

 

贵州开阳化工有限公司500 kt/a合成氨装置氨合成系统采用瑞士卡萨利公司15.98 MPa低压氨合成工艺,氨合成塔出口第一换热器(废热锅炉)采用卡萨利公司生产的U形管式换热器(工艺气走管程,蒸汽/水走壳程,副产4.0 MPa饱和蒸汽),与卡萨利氨合成塔出口采用直角膨胀短节的方式进行连接。该废热锅炉换热面积为420.6 m2;管程材质为2.25Cr0.5Mn,工作压力15.5 MPa,工作温度448 ℃;壳程材质为16Mn,工作压力4.1 MPa,工作温度251.8 ℃。20177月,在常规分析中发现氨合成废热锅炉出口蒸汽冷凝液电导率、氨氮含量超标,且存在不凝气,水气比为14(体积比),判断废热锅炉发生了内漏。于是,车间将该废热锅炉列入检修计划,并制定了氨合成塔置换与催化剂保护方案及废热锅炉检修方案。

1  卡萨利氨合成系统停车后的置换与降温

氨合成废热锅炉带病维持运行3个月后,201710月系统停车对其进行检修。为节约检修时间,减少氮气用量,确保系统置换彻底,进一步提高氨合成催化剂的保护水平与作业人员的安全,此次停车检修采用卡萨利氨合成系统与合成气压缩机联动置换与降温的方式(如图1)。

1.1  合成气压缩机转为内循环状态

系统按计划停车,合成气压缩机切气,一段入口阀(SDV7150)、循环段入口阀(SDV7152)、三段出口阀(SDV7153)按程序自动关闭,其一段入口压力按程序降至2.2 MPa,防喘振阀(二回一防喘振FV7180与三回三防喘振FV7181)、氮气副线阀(SDV7151)全开,压缩机转速降至7 144 r/min运行,合成气压缩机转为内循环状态。

1.2  氨合成塔降压及氨分离器降液位

氨合成塔此时的压力在15.2 MPa左右,由氨合成塔塔后放空阀(HV7203)进行放空,将系统压力降至3.6 MPa左右,此时高压氨分离器与中压氨分离器的压差在0.1 MPa;开高压氨分离器到中压氨分离器的自调阀(LV7211)进行降液位[可以进行窜压带液操作,因为中压氨分离器的正常操作压力为3.6 MPa,此时窜压带液操作是安全的],高压氨分离器液位排空后,关闭高压氨分离器到中压氨分离器的自调阀(LV7211),并关闭手动截止阀;中压氨分离器也尽量降低液位和压力,为前系统的安全、有效隔绝提供进一步的保障。

1.3  氨合成系统置换与降温

确认净化系统与氨合成系统连接的工艺气大阀关闭后,开氨合成系统的精配氮气阀,引氮气到合成气压缩机入口阀前备用,此时合成气压缩机以最小转速7 144 r/min运行。慢慢开合成气压缩机一段入口电动阀(SDV7150)旁路引氮气,直至电动阀前后压差小于50 kPa后,开启电动阀并缓慢关闭旁路阀,检查并确认机组各项工艺指标正常;随后开合成气压缩机三段出口放空阀(PV7159)对合成气压缩机本体进行置换,此时要注意合成气压缩机的各项工艺指标(如各段出口压力、温度及轴振动、位移、转速等)是否在正常指标范围内,如果压力、温度上涨过快,可开一段入口放空阀(PV7155)降低合成气压缩机入口压力。合成气压缩机系统调节正常后,各段间出口进行取样分析,合格(NH3含量、H2含量均为0)后系统进行优化调节,此时合成气压缩机三段出口压力在3.8 MPa左右。

更多内容详见《中氮肥》2019年第2

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