循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題及處理

劉寧娟

（青海鹽湖股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000）

循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題及處理

劉寧娟

（青海鹽湖股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000）

對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了總結(jié)分析，提出了循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化措施，實(shí)現(xiàn)了尿素裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

循環(huán)水；冷卻器；全壓式高速排氣閥；封頭；制約

我車間年產(chǎn)33萬t尿素裝置采用傳統(tǒng)的斯太米卡邦（Stamicarbon）二氧化碳汽提法技術(shù)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為日產(chǎn)1 000t小顆粒尿素。尿素循環(huán)水系統(tǒng)由輔助公用工程動(dòng)裝置動(dòng)力車間送出，為了保證尿素裝置溫度、壓力處于正常運(yùn)行工況，其用于尿素裝置11臺(tái)冷卻器換熱的冷卻介質(zhì)，對(duì)工藝介質(zhì)進(jìn)行熱交換，其設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示：

表1 循環(huán)水設(shè)計(jì)參數(shù)

1 尿素裝置11臺(tái)冷卻器設(shè)備的主要作用

1）工藝?yán)淠豪鋮s器：其作用是水解解吸系統(tǒng)處理合格后的工藝廢水進(jìn)行冷卻，冷卻使溫度降到50℃后，送至熱電廠，作為鍋爐補(bǔ)水。

2）蒸汽冷凝液冷卻器：其作用是將蒸汽冷凝液溫度由80～90℃冷卻到40℃，作為4巴吸收塔上段的吸收液。

3）4巴吸收塔進(jìn)料冷卻器：主要是將4巴吸收塔給料泵送來的工藝液由56℃左右冷卻到40℃，作為吸收塔下段的吸收液。

4）閃蒸蒸汽冷卻器：主要是將裝置所有蒸汽用戶回收的冷凝液進(jìn)行冷卻回收利用。

5）低壓調(diào)溫水換熱器：將低壓甲銨冷凝器中氨和二氧化碳反應(yīng)放出的熱量移除，保證低壓系統(tǒng)溫度、壓力在工藝指標(biāo)內(nèi)運(yùn)行。

6）高壓調(diào)溫水換熱器：主要是將高壓洗滌器內(nèi)氨和二氧化碳的反應(yīng)熱通過循環(huán)水移除，保證高壓系統(tǒng)壓力、溫度正常運(yùn)行。

7）回流冷凝器：其作用是將解析塔內(nèi)解吸出來的氨進(jìn)行回收利用，利用循環(huán)水將氨和二氧化碳反應(yīng)的反應(yīng)熱移除，保證系統(tǒng)各參數(shù)的正常運(yùn)行。

8）一段蒸發(fā)表冷器、二段蒸發(fā)表冷器及二段蒸發(fā)后表冷器：其作用是用循環(huán)水將一段蒸發(fā)、二段蒸發(fā)分離器內(nèi)分離出來的氨和二氧化碳、水汽、甲銨液、尿液進(jìn)行冷凝，維持蒸發(fā)真空度。

9）4巴吸收塔塔底冷卻器：采用循環(huán)水將4巴吸收塔內(nèi)反應(yīng)的反應(yīng)熱移除，工藝液溫度由56℃左右降到40℃后，作為常壓吸收塔的吸收液。

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及原因分析

2.1 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

自試車以來，循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行極不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了尿素裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重制約尿素裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)。運(yùn)行過程中因循環(huán)水問題多次引起停車事故，對(duì)尿素裝置穩(wěn)定生產(chǎn)形成主要的制約因素。

（1）2012年試車以來，曾多次發(fā)生過循環(huán)水壓力過低，位于尿素框架七樓的4巴吸收塔塔底冷卻器工藝側(cè)的工藝介質(zhì)溫度無法降低，致使該工藝液到常壓吸收塔后不能將常壓吸收塔內(nèi)的氨和二氧化碳吸收完全，造成低壓系統(tǒng)超壓，從而使蒸發(fā)背壓，真空度達(dá)不到工藝指標(biāo)，尿素中水分含量增加，影響到尿素產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）2013年12月10日，由于合成氨裝置循環(huán)水用量增大，造成尿素循環(huán)水量不足，壓力過大，造成蒸發(fā)系統(tǒng)三臺(tái)表冷器缺循環(huán)水，蒸發(fā)系統(tǒng)超壓（壓力超過了150kPa），造成蒸發(fā)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，被迫高壓減負(fù)荷，蒸發(fā)短亭。

（3）尿素循環(huán)水進(jìn)入界區(qū)流量計(jì)顯示時(shí)有時(shí)無，影響對(duì)消耗的考核。

（4）2012年至2013年期間，由于動(dòng)力車間倒泵造成回流冷凝器上封頭墊片及3臺(tái)蒸發(fā)表冷器封頭墊片損壞多達(dá)20次，同時(shí)也多次造成高壓系統(tǒng)減負(fù)荷，蒸發(fā)系統(tǒng)停車。

2.2 原因分析

（1）原設(shè)計(jì)尿素所使用的循環(huán)水與VCM裝置、合成氨裝置、甲堿裝置、空分裝置及VCM/PVC冷凍站共用一根循環(huán)水管線。對(duì)尿素裝置而言，由于框架高，所以對(duì)循環(huán)水的壓力等級(jí)要求比較嚴(yán)格，一般設(shè)計(jì)壓力為0.4MPa。但目前，動(dòng)力車間的泵出口壓力0.4MPa，通過別的裝置后，待送到我們車間時(shí)的循環(huán)水壓力已降為0.3MPa左右。遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了尿素的工藝要求，尿素裝置涉及到循環(huán)水的地方，比如低壓以及蒸發(fā)等幾臺(tái)表冷器，由于循環(huán)水壓力低，循環(huán)水量低，造成換熱器冷卻量不足，導(dǎo)致低壓超壓，蒸發(fā)真空度提不起來，嚴(yán)重影響尿素的穩(wěn)定生產(chǎn)以及產(chǎn)品的質(zhì)量。

（2）在拆檢該流量計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水中所含細(xì)菌及藻類較多，循環(huán)水流量計(jì)采用的是阿牛巴流量計(jì)，其節(jié)流裝置上的小孔常常堵塞，致使循環(huán)水量顯示不準(zhǔn)確。

（3）動(dòng)力車間送來的循環(huán)水通過裝置較低的VCM車間和合成氨車間后，車間框架高處的冷卻器循環(huán)水到達(dá)不了，致使管路中惰氣排不凈。在倒泵時(shí)經(jīng)常由于惰氣排不凈，當(dāng)兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，流量增大，迫使氣體空間縮小，氣體被壓縮，壓力增大，從而將冷卻器的上最薄弱的封頭墊子沖開，迫使系統(tǒng)停車，嚴(yán)重影響裝置的正常、穩(wěn)定生產(chǎn)。

3 采取的改造措施

1）通過外操對(duì)同類裝置的廠家進(jìn)行考察和學(xué)習(xí)，這兩家都將尿素的循環(huán)水設(shè)置為獨(dú)立的循環(huán)水系統(tǒng)，并不與其他車間共用，這樣可以確保高質(zhì)量的循環(huán)水送到相對(duì)較高的尿素框架上。

根據(jù)我廠的實(shí)際情況，我廠PVC車間循環(huán)水從我裝置北面通過，然而我們廠的PVC車間已經(jīng)將循環(huán)水改為獨(dú)立的循環(huán)水系統(tǒng)，這樣他們?cè)械囊粭l循環(huán)水將會(huì)閑置下來，本著節(jié)省成本與維護(hù)穩(wěn)定生產(chǎn)的原則，我們可以將這條閑置的循環(huán)水管線利用起來，將原PVC的循環(huán)水管線引入尿素裝置，接到原上水管線閥后，加一個(gè)DN800的閘閥，控制上水。這對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行將得到很大的改善。這樣利舊既節(jié)省了成本，又維護(hù)了系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行必將得到很大的改善，具體改造改造所需材料見下表2。

表2 改造所需材料表

原循環(huán)水設(shè)計(jì)值總量Q＝4 794m3，CO2壓縮機(jī)所用循環(huán)水流量：06JT0102（壓縮機(jī)凝汽器冷卻器）所用Q1＝1 487m3，06J0102a/b/c（壓縮機(jī)段間冷卻器）所用Q2＝425m3，尿素裝置所用Q3＝2 882m3，原動(dòng)力車間送至PVC車間的循環(huán)水有三臺(tái)，每臺(tái)循環(huán)水泵打量為Q＝1 620m3，揚(yáng)程H＝51.2m。而我車間壓縮機(jī)在合成氨裝置，所用的循環(huán)水由合成氨管路提供。在開兩臺(tái)備一臺(tái)的情況下，足夠供應(yīng)尿素的循環(huán)水量。

2）將循環(huán)水流量計(jì)由阿牛巴形式的流量計(jì)改為不和介質(zhì)接觸的超聲波流量計(jì)，避免循環(huán)水中所帶雜物堵塞流量計(jì)節(jié)流裝置，影響了流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)壓力變送器顯示不準(zhǔn)或檢修時(shí)，可以將平?？刂屏髁拷?jīng)驗(yàn)值作為操作依據(jù)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3）將尿素框架七樓的4巴吸收塔塔底換熱器安裝位置由七樓改到框架五樓（原4巴吸收塔塔底換熱器安裝位置標(biāo)高為EL：138 100mm，其中EL：100 000mm為基準(zhǔn)面標(biāo)高，更改后的標(biāo)高為EL：128 500mm，即將換熱器位置下移了9 600mm）。

4）在循環(huán)水冷卻器封頭墊片容易損壞的回流冷凝器、一段蒸發(fā)表冷器、二段蒸發(fā)表冷器上增加了6臺(tái)全壓式高速排氣閥。當(dāng)動(dòng)力車間倒泵時(shí)，能及時(shí)將尿素裝置水冷器中未排凈的氣體排出，保證了設(shè)備的安全，同時(shí)也為生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證。

5）將循環(huán)水水質(zhì)作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的對(duì)象，當(dāng)循環(huán)水中雜質(zhì)、藻類、微生物含量高時(shí)，通知?jiǎng)恿囬g進(jìn)行處理。

4 取得的效果

通過2014年5月利用大檢修期間對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)上水管管網(wǎng)及全壓式高速排氣閥進(jìn)行改造后，經(jīng)過了半年多的運(yùn)行，取得了良好效果。徹底解決了循環(huán)水壓力低、量不足的瓶頸問題，尿素低壓系統(tǒng)超壓，蒸發(fā)真空度達(dá)不到問題也得以解決；加強(qiáng)車間的協(xié)調(diào)管理及操作人員的巡檢管理后，設(shè)備封頭墊片損壞事故得以解決，尿素產(chǎn)品中水分含量達(dá)到了優(yōu)級(jí)品。再?zèng)]有出現(xiàn)過因循環(huán)水問題導(dǎo)致高壓減量，低壓超壓，蒸發(fā)停車事故的發(fā)生，為尿素實(shí)現(xiàn)“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”的運(yùn)行提供了保障。

5 結(jié)束語

綜上所述，公用工程系統(tǒng)在尿素生產(chǎn)中起到的作用至關(guān)重要，并且不能忽視，只有保障了各個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝的穩(wěn)定，才能減少損失，給企業(yè)創(chuàng)造更大的利潤(rùn)。對(duì)尿素裝置循環(huán)水系統(tǒng)改造后，有效解決循環(huán)水壓力低造成冷凝量不足帶來的問題，對(duì)穩(wěn)定尿素工藝生產(chǎn)起到關(guān)鍵性作用。

The Problems Existing In The Circulating Water System Operation And Processing

Liu Ning-juan

The problems in the process of production run are summarized analysis，the circulating water system optimization measures are put forward，realize the stable operation of the urea process.

circulating water；Cooler；All the pressure type high-speed exhaust valve；head；restriction

TQ085.4

B

1003-6490（2016）08-0003-02

2016-07-30

劉寧娟（1983—），女，陜西戶縣人，工程師，主要從事工藝技術(shù)管理工作。