中壓吸收塔塔盤泄漏故障原因分析和處理

張小雄

摘 要：本文對我公司一套尿素生產(chǎn)裝置中的中壓吸收塔塔盤泄漏故障原因從工藝和設(shè)備方面進(jìn)行分析，采取有效的處理解決了故障，收到良好效果。

關(guān)鍵詞：中壓吸收塔；塔盤變形；泄漏；滿焊

1.簡介

我公司八五計(jì)劃項(xiàng)目期間建設(shè)的一套日產(chǎn)400噸粒子尿素的生產(chǎn)裝置，采用斯納姆氨汽提工藝。該尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中，中壓吸收塔是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，中壓分解氣中的二氧化碳全部由該設(shè)備吸收返回合成塔，因此該設(shè)備運(yùn)行的好壞，直接影響尿素消耗和整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，該系統(tǒng)原始開車過程非常順利，僅用不到三天時(shí)間就生產(chǎn)處優(yōu)質(zhì)尿素。但是，在此后的生產(chǎn)過程中，各種問題接踵而來。主要問題在氨升壓泵（雙機(jī)封離心泵，入口壓力1.8MPa，出口壓力2.3 MPa），氣化頻繁，機(jī)械密封泄漏嚴(yán)重，中壓系統(tǒng)操作困難，經(jīng)多方查找，最后確定問題在中壓吸收塔，當(dāng)時(shí)中壓吸收塔頂部超溫，無法控制，系統(tǒng)被迫停車大檢修。

2.中壓吸收塔概述

中壓吸收塔是用于未反應(yīng)的氨的精餾和二氧化碳的吸收，是中壓系統(tǒng)的重要設(shè)備，塔高9000mm，直徑950mm，容積6061MPa，工作溫度頂部45℃，底部75℃。此塔屬于泡罩塔，氛圍四層塔盤，煤層16個(gè)泡罩。因甲胺易結(jié)晶，故塔盤上設(shè)有三個(gè)沖洗水管。企業(yè)相混合的進(jìn)口在塔底部，上面均勻分布有小支管。塔盤部分高度為600*3=1800mm，材質(zhì)為316L.

3.故障原因分析

停車后打開人孔進(jìn)入塔內(nèi)檢查，塔底情況良好，而塔盤自下而上變形嚴(yán)重，塔盤周圍的勾頭螺栓脫落，塔盤向上鼓起，嚴(yán)重影響了精餾效果。

檢查后對原始開車過程和塔盤故障現(xiàn)象分析，得出以下結(jié)論：

工藝問題：原始開車過程中，人員操作經(jīng)驗(yàn)不足，在高壓放中壓過程中速度過快，流量過大，造成塔盤上下壓差過大，引起塔盤變形。

設(shè)備問題：塔盤太薄，厚度只有3mm，不能承受過大壓力。塔盤與塔體的連接，使用M10勾頭螺栓，螺栓強(qiáng)度不夠，受力易變形，不能將塔盤牢固的固定在塔體上。

塔盤分塊太多，導(dǎo)致密封點(diǎn)太多，密封困難。煤層塔盤由砌塊組成，除塔盤平面下的兩塊堰板外，主要起密封作用的有五塊。塔盤與塔體、塔盤與塔盤間的密封使用格爾公司產(chǎn)10mm寬的聚四氟乙烯軟密封帶密封。勾頭螺栓和塔盤固定共39條也需要密封。

產(chǎn)生后果：二氧化碳?xì)怏w因?yàn)椴荒芡耆晃斩细Z，中壓吸收塔頂部溫度居高不下，氣液相組分均達(dá)不到工藝指標(biāo)，后系統(tǒng)負(fù)荷加重，操作困難。二氧化碳上竄后進(jìn)入氨冷器，與氨反應(yīng)生成甲胺，堵塞氨升壓泵的入口過濾器，造成該泵氣化，引起高壓氨泵因入口壓力過低而跳車，全系統(tǒng)緊急停車。并且甲胺還與氨升壓泵的機(jī)械密封的零件發(fā)生反應(yīng)，使機(jī)械密封失效，泄漏嚴(yán)重。

4.塔盤泄漏的處理

當(dāng)時(shí)，有些同類型尿素生產(chǎn)廠家也遇到同樣的問題，他們采取的檢修方法是將四層塔盤都滿焊于塔內(nèi)，一勞永逸。但存在的問題就是一旦塔盤部分出現(xiàn)問題，將無法檢修。除非是將塔盤從塔體上割下，這樣會(huì)很麻煩，而且需要很長時(shí)間。

我們采取的解決方法是，自下而上，將第一層塔盤滿焊在塔體上，因?yàn)檫@一層受到的壓力最大，滿焊既可以保證強(qiáng)度又可以保證密封，塔盤以下的分布器和進(jìn)口管，可以從下人孔進(jìn)入來檢修。

第二層塔盤，除中間的4#塔盤以外，其他的都焊在塔體上。這樣保證了塔盤的強(qiáng)度，不易變形。如果最下面一層塔盤有問題，也可以通過拆開4#塔盤來檢修。

第三層塔盤，只將1#塔盤與塔體焊接，2#、3#、4#三塊塔盤焊為一個(gè)整體，可拆裝，這樣可以留有更大的空間進(jìn)行下面兩層的檢修。

第四層塔盤，只將2#、3#、4#塔盤焊為一體，主要是為了便于下三層的檢修。

效果：

工藝生產(chǎn)穩(wěn)定性大幅提高，再也沒有因中壓吸收塔的設(shè)備問題造成生產(chǎn)被動(dòng)停車，完全達(dá)到了工藝生產(chǎn)要求。大大提高了系統(tǒng)長周期運(yùn)行的周期。

同時(shí)，設(shè)備檢修的工作量和檢修難度也大大降低，工期大大縮短，從拆人孔通風(fēng)置換到檢修完成最多需要三天，檢修質(zhì)量也能夠保證。

近些年來，除每次大檢修打開檢查外，塔盤未做過其他檢查，吸收塔的工況一直很穩(wěn)定，改造效果非常好。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王濤玉.中國化工貿(mào)易，2011年第11期