蒸發(fā)系統(tǒng)二段分離器下料問題及處理措施

黃海明 王雪妮 王志良

(陜西陜化化工集團有限公司陜化華縣714100)

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蒸發(fā)系統(tǒng)二段分離器下料問題及處理措施

黃海明 王雪妮 王志良

(陜西陜化化工集團有限公司陜化華縣714100)

陜西陜化工集團有限公司尿素系統(tǒng)采用水溶液全循環(huán)工藝，于1972年建成投產(chǎn)，年產(chǎn)110 kt尿素；經(jīng)多次改造，生產(chǎn)能力不斷提高，達到年產(chǎn)180 kt尿素。2008年9月，由于該工藝系統(tǒng)技術(shù)落后、生產(chǎn)成本較高被迫停運，后采用GXZH高壓圈節(jié)能增產(chǎn)工藝專利技術(shù)進行改造，使該套尿素裝置生產(chǎn)能力增至年產(chǎn)270 kt尿素，消耗指標大幅降低，從而擴大了生產(chǎn)規(guī)模，降低了成本，提升了經(jīng)濟效益。

1 蒸發(fā)工藝流程

蒸發(fā)系統(tǒng)二段分離器排出的尿液被減壓至約0.066 MPa(絕壓)后進入閃蒸槽，出閃蒸槽的尿液被減壓至0.034 MPa(絕壓)后進入真空預(yù)濃縮器，尿液經(jīng)熱能回收段濃度被提高至約85.0%(質(zhì)量分數(shù)，下同)，然后排往一段蒸發(fā)加熱器，在0.033 MPa(絕壓)下尿液被加熱至約130 ℃，濃度被提高至約96.0%；然后去二段蒸發(fā)加熱器，在0.003 3 MPa(絕壓)壓力下尿液被加熱至約140 ℃，濃度被提高至約99.7%，再經(jīng)熔融泵打至造粒塔的造粒噴頭造粒，成品尿素經(jīng)皮帶輸送至包裝工段。

2 存在的問題及處理措施

自2012年5月系統(tǒng)改造開車以來，蒸發(fā)系統(tǒng)二段分離器下液多次出現(xiàn)滿液現(xiàn)象，也因此出現(xiàn)了幾次事故，主要是由于存在熔融泵填料、H8視鏡、熔融泵進口視鏡等泄漏問題。因為當時操作人員業(yè)務(wù)知識及經(jīng)驗不足，導(dǎo)致處理不及時且有不當，多次造成二段分離器氣相夾帶尿液至二表槽，造成二循一冷、二循二冷補液堵塞以及以二表液為密封水的一甲泵、二甲泵密封水中斷，進而系統(tǒng)被迫停車。此后一甲泵改用冷凝液作為密封水，防止此類事故發(fā)生造成一甲泵損壞，進而對高、中、低壓系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。

2015年12月30日13：15，尿素裝置因前系統(tǒng)鍋爐問題停車，車間消除系統(tǒng)缺陷，并對長時間高負荷運行的蒸發(fā)系統(tǒng)進行熱洗處理，查找蒸發(fā)系統(tǒng)漏點。熱洗完畢后，發(fā)現(xiàn)H8視鏡下溫度套筒旁保溫夾套上有一孔洞漏水，將保溫蒸汽及回水閥關(guān)閉后仍漏水，懷疑H8視鏡下料管有漏點進而從夾套孔洞中漏出，隨后將二段分離器下料管排凈后未再漏水，進而證實H8視鏡下料管確實有漏點。為此，從夾套漏點處割開一部分，走水至二段分離器，發(fā)現(xiàn)是H8視鏡下溫度套筒與下料管到連接處焊縫泄漏，排水補焊后走水再未漏水，隨后對夾套進行修補；后開蒸汽及回水閥發(fā)現(xiàn)保溫夾套溫度未升高，懷疑夾套保溫管堵塞，因急于開車未對夾套保溫進行徹底檢查。

2015年12月30日22：40，系統(tǒng)投料開車，蒸發(fā)系統(tǒng)運行平穩(wěn)。2015年12月31日12：00起，蒸發(fā)系統(tǒng)二段分離器下液H8視鏡一直滿液位，第1次分析尿素成品中縮二脲質(zhì)量分數(shù)為1.93×10-6，并呈增長趨勢。懷疑是熔融泵填料泄漏，緊固后未得到好轉(zhuǎn)，隨后倒熔融泵，情況依舊未得到好轉(zhuǎn)；現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)H8視鏡液位滿，而熔融泵進口視鏡液位卻能拉低，懷疑是H8視鏡至熔融泵進口視鏡存在泄漏點，于是對二段分離器下料管各法蘭及視鏡邊緣用玻璃膠密封，依舊毫無效果。隨后懷疑H8視鏡至熔融泵前視鏡間有雜物夾雜其中，進而影響尿液流通量，即停運蒸發(fā)系統(tǒng)，準備對H8視鏡及熔融泵前視鏡進行拆除，工藝處理完成后，先對熔融泵前視鏡進行拆除，并用膠皮管向管道中捅，至斜管與立管彎頭處未發(fā)現(xiàn)有額外阻力，遂決定繼續(xù)拆除三樓H8視鏡檢查立管段，卻因尿液槽溢流被迫中止，系統(tǒng)減至雙機最低量5 000 m3/h(標態(tài))，蒸發(fā)系統(tǒng)補料運行；至2016年1月1日8：15白班后，系統(tǒng)停車處理查找

原因。此次停車，經(jīng)討論懷疑二段分離器下料管有阻力或夾套再漏，決定拆除保溫，拆開夾套進行檢查，將蒸發(fā)系統(tǒng)走滿水后，發(fā)現(xiàn)二樓彎頭處保溫棉內(nèi)側(cè)有許多尿素黏結(jié)，而彎管處夾套連接管上有一孔洞，并發(fā)現(xiàn)保溫管中有尿素殘留。為此，決定直接更換二段分離器下料管，并制作伴管保溫。實施過程中，發(fā)現(xiàn)H8視鏡處夾套連接管以及平管與立管連接處夾套被尿素堵住，電焊切割下后發(fā)現(xiàn)二分離下料至H8視鏡上管線無異常，而H8視鏡以下立管部分被抽變形，嚴重影響尿液流通量，H8視鏡上部尿液難以被及時輸送至造粒噴頭，停留時間大大增加，導(dǎo)致尿素成品中縮二脲含量較高，造成產(chǎn)品不合格。

管道更換為316L材質(zhì)及重新制作的伴管保溫完畢后，通過試漏及對H8下料管伴管進行增添保溫棉后，蒸發(fā)系統(tǒng)全副線造粒，拉低尿液槽液位。同時，高壓圈進行沖洗連通，并進行系統(tǒng)投料開車；待系統(tǒng)加量至9 500 m3/h(標態(tài))后，蒸發(fā)系統(tǒng)主線引料，待預(yù)濃縮溫度下降時，補料切出打循環(huán)。加至15 000 m3/h(標態(tài))時，蒸發(fā)系統(tǒng)恢復(fù)正常，問題得以解決。

3 結(jié)語

該蒸發(fā)系統(tǒng)二段分離器下料管原材質(zhì)為304L，管徑為DN125 mm，變形段剛好在H8視鏡以下部分，通過截斷發(fā)現(xiàn)，變形部分厚度約為3.0 mm，通徑相當于DN65 mm管道。經(jīng)討論、分析，原因：①由于二樓彎頭處被積聚的尿液堵塞，溫度套筒漏出的水將套筒至彎頭處夾套間充滿，系統(tǒng)生產(chǎn)時，蒸發(fā)溫度波動到140 ℃左右時，此空間水被加熱而所余空間不足，產(chǎn)生的壓力過大，造成該段管道變形；②可能是材質(zhì)制造有問題。

二段分離器下料管改為伴管保溫后，系統(tǒng)大幅減量時，蒸發(fā)系統(tǒng)波動較大，易出現(xiàn)斷料問題，二段分離器下料管容易不暢。計劃2016年3月大檢修改回夾套保溫，以減少系統(tǒng)波動造成的蒸發(fā)系統(tǒng)斷料問題。

2016- 03- 04)