中压冷凝器出口温度升高的原因及改造措施

    陕西华山化工集团尿素二车间的400 t/d尿素装置采用斯那姆-氨汽提法生产工艺：从低压分解器L103底部收集器来的尿素溶液在进入一段蒸发系统之前，先经过真空预浓缩器E113，经管程后收集在真空预浓缩器底部的收集器L104内，之后用尿素溶液泵P106送入蒸发部分的一段蒸发加热器，而离开真空预浓缩器顶部的气体进入一段真空冷凝器进行冷凝回收。经过真空预浓缩可预先节约一段蒸发加热器E114的低压蒸汽，并可将尿液浓度由70％提高到82％。

       真空预浓缩器是热量回收利用设备，其热源来自于高压、中压分解产生的气相被中压碳铵液吸收所产生的热量。此物料由壳侧进入真空预浓缩器换热后，去中压冷凝器E106进行冷凝，再进入中压吸收塔C101鼓泡段进行吸收。

       2009年2月以来，中压冷凝器出口温度逐渐升高，在管程循环冷却水调节阀全开的情况下，其出口温度仍高至85 ℃左右(正常温度为78 ℃)；中压前系统压力高，吸收负荷重，导致中压吸收塔难以操作；中压吸收塔底部温度偏高，给生产造成极大被动。为此，我们对高压系统合成塔温度、压力，氨汽提塔温度、汽提效率，中压分解器底部液位，中压冷凝器循环水量、水温、水压、循环水阀门，碳铵液槽V106浓度、组分等进行检查、分析，均正常。最后问题集中在真空预浓缩器E113上。

       通过对真空预浓缩器E113管、壳程出口温度与指标比对，发现E113管程出口温度为95～96 ℃，与设计指标102 ℃相差6～7 ℃，而壳程出口温度达113.5 ℃左右。经过综合分析后，确认是E113换热效果不好（E113为列管式换热器，内部装有列管，列管顶部装有套管）。造成真空预浓缩器E113换热效果差的原因，极有可能是套管上的进料孔过料不畅，从而导致列管物料分布不均，成膜性差。

       2009年3月系统大检修时，将真空预浓缩器上部的分离器V104的人孔拆开，检查真空预浓缩器列管上的套管，并将套管全部拆下，检查套管的进料孔，发现部分进料孔被污垢及杂物堵塞，部分进料孔未打通。采取了以下措施：清理套管进料孔内的污垢及杂物；重新打通套管上的进料孔，将进料孔的直径由2 mm扩大到3 mm，以增加进料孔的流通量。

       大检修结束后，真空预浓缩器E113投入运行，效果非常明显。

       (1)真空预浓缩器壳程出口温度由 113.5 ℃左右降低到107 ℃左右，管程出口尿液温度由97 ℃上升到102～103 ℃，换热效果得到明显提高。

   (2)中压冷凝器出口温度恢复正常，为78 ℃，TV9315阀开度仅30％左右；中压吸收塔操作稳定，底部温度正常。

   (3)吨尿素蒸汽消耗明显降低。由于真空预浓缩器E113换热效果提高，大大减轻了蒸发系统的负荷，节约了蒸汽（原来汽耗平均为830 kg/t，现降为660 kg/t），若尿素产量按15万 t/a计算，全年可节约蒸汽约25500 t，折合人民币约262万余元。经济效益非常显著。

   (4)成品尿素Ni含量明显降低。原Ni含量平均为0.22×10-6,现仅为0.18×10-6。Ni含量降低的原因是：由于真空预浓缩器E113换热效果好，降低了蒸发系统的负荷，尿素熔融液对蒸发一段分解加热器E114、二段分解加热器E115的冲刷腐蚀降低，从而成品尿素Ni含量降低。

       真空预浓缩器E113的检修、清理，不仅可稳定中压吸收系统的操作，同时，在节约蒸汽及减缓蒸发系统腐蚀方面都具有非常重要的作用。