1 000 m3液氨球罐裝置安裝運(yùn)行總結(jié)

袁平華(山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)〔集團(tuán)〕有限責(zé)任公司臨猗分公司 山西臨猗044100)

1 000 m3液氨球罐裝置安裝運(yùn)行總結(jié)

袁平華
(山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)〔集團(tuán)〕有限責(zé)任公司臨猗分公司 山西臨猗044100)

山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司臨猗分公司二分廠原合成氨設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)240 kt液氨，由于近期甲醇市場(chǎng)低迷，且臨猗分公司甲醇生產(chǎn)成本高，集團(tuán)公司決定在凈化車間新增1臺(tái)變換爐，將甲醇裝置改造成氨醇聯(lián)產(chǎn)裝置。該裝置于2013年7月建成投產(chǎn)，日增產(chǎn)液氨300 t，年增產(chǎn)液氨近90 kt。原有的1臺(tái)1 000 m3液氨球罐于2013年4月到期，需全面檢測(cè)，且已不能滿足生產(chǎn)需要。為此，臨猗分公司決定新增1臺(tái)1 000 m3液氨球罐，以滿足生產(chǎn)需求。

1 液氨球罐裝置的設(shè)計(jì)

液氨球罐材質(zhì)為16MnR，三帶板，30塊球殼板(厚度為52 mm，Φ12 300 mm)，設(shè)計(jì)壓力為2.65 MPa，運(yùn)行壓力為2.50 MPa。設(shè)有1座氨氣

吸收塔(自制)回收氨放空氣，制成氨水；設(shè)集油器1臺(tái)(Φ500 mm×1 500 mm)，采用蒸汽加熱的方法，利用分餾原理，分離出液氨中的油性物質(zhì)，產(chǎn)生的氣氨經(jīng)冰機(jī)冷凝成液氨進(jìn)入液氨系統(tǒng)，油性物質(zhì)外排。液氨球罐裝置工藝流程見圖1。

圖1 液氨球罐裝置工藝流程

2 液氨球罐的焊接、檢測(cè)

液氨球罐的焊接采用直流電弧焊，使用J507焊條(直徑Φ4 mm)，由8名焊工同時(shí)推進(jìn)作業(yè)，焊前預(yù)熱溫度為150 ℃。無(wú)損檢測(cè)采用TOFD+磁粉，熱處理采用0#輕柴油，加熱溫度最高達(dá)580 ℃；水壓試驗(yàn)壓力為3.31 MPa。

2.1 球罐焊接

由于在冬季焊接時(shí)氣溫較低及雨雪干擾，導(dǎo)致焊接作業(yè)時(shí)斷時(shí)續(xù)，焊接質(zhì)量無(wú)法保證。為此，焊前預(yù)熱就顯得尤為重要，后熱也必須保證。焊前預(yù)熱采用氧氣乙炔加熱方法，但后熱比較麻煩，因?yàn)闆]有加熱帶，只能焊完以后再用火焰烤一下。球罐外面焊完以后，焊接轉(zhuǎn)入球罐里面，由于球罐人孔只有Φ500 mm，使用強(qiáng)力排風(fēng)機(jī)也不能使焊接產(chǎn)生的煙氣及時(shí)擴(kuò)散，為安全起見，8名焊工分成2組，日夜2班輪流作業(yè)，耗時(shí)7 d完成罐內(nèi)焊接。

2.2 球罐檢測(cè)

在采用超聲波檢測(cè)時(shí)，要求對(duì)檢測(cè)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，不合格的堅(jiān)決返修直到合格。在用超聲波衍射時(shí)差法(TOFD)第1次檢測(cè)完成后，觀察到有夾渣、氣孔和裂紋，組織施工人員進(jìn)行了第1次返修；再次檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)還有問題，聘請(qǐng)焊接專家進(jìn)行了實(shí)地檢測(cè)，當(dāng)場(chǎng)把有缺陷的焊縫刨開檢查，確認(rèn)焊接確實(shí)存在缺陷(有氣孔)，經(jīng)專家共同研究后同意安排人員再次進(jìn)行了返修直至檢測(cè)合格。

3 工藝閥門

液氨是危險(xiǎn)性介質(zhì)，因此閥門的啟閉必須迅速，原設(shè)計(jì)沒有考慮到此問題，仍采用氨截止閥。經(jīng)研究，決定改用不銹鋼球閥。球閥具有密封好、啟閉快的優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)生緊急情況時(shí)能快速反應(yīng)。最初采用Q41F- 150- 40p軟密封的球閥，但在按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥體進(jìn)行設(shè)計(jì)壓力的1.5倍加壓試漏時(shí)，閥體密封面有泄漏；閥門生產(chǎn)廠家建議把密封面的緊固螺栓上緊；螺栓緊固后，閥體不再泄漏，但啟閉有些困難，需要2～3人才能開啟。為此，決定全部更換此批次的閥門，采用Q41W- 150- 40p硬密封的球閥。此球閥閥體密封面由于采用金屬密封，耐壓強(qiáng)度大，不易發(fā)生外漏，且閥門啟閉輕松，投運(yùn)至今未發(fā)現(xiàn)問題。

4 安全閥及緊固件

安全閥安裝在球罐頂部，原設(shè)計(jì)安全閥為碳鋼材質(zhì)，后決定采用不銹鋼安全閥。因?yàn)榍蚬揄敳渴菤獍保瑴囟缺纫喊备?，故安全閥外部及放空管線沒有設(shè)保冷設(shè)施，閥體受潮容易腐蝕，會(huì)給球罐正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響；所有緊固件都采用不銹鋼雙頭螺栓代替原設(shè)計(jì)的碳鋼材質(zhì)，以保證法蘭連接處螺柱不被腐蝕，保證球罐運(yùn)行安全。

5 現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)

球罐有現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)傳2種液位計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)采用磁翻板液位計(jì)，長(zhǎng)度為12 m。由于運(yùn)輸問題，決定分為3段，中間用法蘭聯(lián)接。液位計(jì)完成安裝后，發(fā)現(xiàn)中間法蘭連接處無(wú)法讀數(shù)，原因是磁面板無(wú)法穿過(guò)法蘭(法蘭面太寬)；后經(jīng)變更設(shè)計(jì)，磁翻板液位計(jì)仍為3段，但中間為錯(cuò)開連接而不是直連，不影響液位讀數(shù)(圖2)。

圖2 磁翻板液位計(jì)結(jié)構(gòu)示意

投運(yùn)初期，發(fā)生磁翻板液位計(jì)不翻板、沒液位等問題。起初認(rèn)為是浮球密度大(液氨密度為650 kg/m3)而不上浮，更換浮球后無(wú)果，更換面板后仍無(wú)液位。后認(rèn)為是磁翻板磁性太弱，導(dǎo)致浮球上浮后翻板沒能及時(shí)翻轉(zhuǎn)，故加強(qiáng)了磁翻板的磁性。磁翻板磁性加強(qiáng)后，上面2段面板能翻轉(zhuǎn)，最下面的磁翻板沒有翻轉(zhuǎn)。后發(fā)現(xiàn)最下段浮球被吸在焊接在面板法蘭上的防靜電螺栓處不能上浮。將螺栓去掉后(完成后再補(bǔ)上)，浮球能夠上浮，磁翻板順利翻轉(zhuǎn)，液位顯示正常。

2014- 01- 03)