雙加壓法稀硝酸裝置生產(chǎn)異常狀況及處理

程川川

（中國平煤神馬集團(tuán)尼龍科技有限公司，河南平頂山 467000）

0 引 言

中國平煤神馬集團(tuán)尼龍科技有限公司（簡稱神馬尼龍科技公司）270kt／a稀硝酸（濃度63.5%）裝置采用雙加壓法稀硝酸生產(chǎn)工藝，由賽鼎工程有限公司設(shè)計（EPC），自2015年底投運(yùn)以來，生產(chǎn)中出現(xiàn)不少問題，截至2019年底先后停車29次，其中，計劃停車11次，非計劃停車18次。多年來，神馬尼龍科技公司不斷解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，同時也積累了不少的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)稀硝酸裝置已轉(zhuǎn)入長周期、穩(wěn)定運(yùn)行階段。為了能更好地減少生產(chǎn)異常、保持正常生產(chǎn)，以下對近年來發(fā)生的典型生產(chǎn)異常狀況及其處理措施作一總結(jié)。

1 停車情況統(tǒng)計

神馬尼龍科技公司2015年底稀硝酸裝置投運(yùn)以來的開停車記錄見表1?？梢钥闯觯洪_車以來，18次的緊急停車中，工藝事故停車5次、占比17%，設(shè)備事故停車11次、占比38%，設(shè)備事故停車占比較高。

表1 稀硝酸裝置開停車記錄

2 設(shè)備事故停車及處理

2.1 反應(yīng)器進(jìn)口處法蘭墊片損壞而致停車

2016年11月28日18：27，氨轉(zhuǎn)化還原反應(yīng)器（R102）進(jìn)口處法蘭出現(xiàn)嘯叫；當(dāng)日18：40，現(xiàn)場進(jìn)行法蘭緊固，嘯叫聲減?。划?dāng)日20：25嘯叫聲再次增大，現(xiàn)場再次進(jìn)行法蘭緊固，緊固后氮氧化物仍有泄漏，考慮到法蘭金屬纏繞墊的V型薄鋼帶與填充料壓實(shí)后可能已經(jīng)出現(xiàn)變形和損壞，同時為防止高溫氣流對法蘭面造成破壞，車間決定停車處理。

處理措施：停車后對氨轉(zhuǎn)化還原反應(yīng)器進(jìn)口處法蘭墊片進(jìn)行更換，同時在開車時安排熱緊，處理后生產(chǎn)正常；此后，為防止類似事故再次發(fā)生而造成不必要的停車，車間先后在計劃停車期間分別對尾氣預(yù)熱器（E110）、氨轉(zhuǎn)化還原反應(yīng)器（R102）出口、尾氣透平（C103）進(jìn)口等處的墊片進(jìn)行了更換，迄今再未出現(xiàn)過類似問題。

2.2 氧化爐B氫氣管堵塞而致停車

2018年4月18日，氧化爐B（R101B）更換第4套鉑網(wǎng)，并于當(dāng)日17：15開車點(diǎn)火，大氫管手閥打開后發(fā)現(xiàn)氧化爐B點(diǎn)火大氫管不能引燃，經(jīng)過多次嘗試，并進(jìn)行反吹測試，確定氧化爐B大氫管堵塞；4月19日上午打開氧化爐B大蓋進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)大氫管接頭和連接器處堵塞；隨后取樣分析堵塞物為鐵氧化物。分析認(rèn)為，該堵塞部位中心孔徑φ15mm，由于系統(tǒng)原始開車時氫氣管線吹掃不徹底，造成大的焊渣等雜質(zhì)隨氣流進(jìn)入氫氣管線，后期由于大氫管線上閥門內(nèi)漏，造成氧化爐部分氣氨順著氫氣管線外泄，并與雜質(zhì)在聯(lián)接器附近發(fā)生反應(yīng)聚結(jié)成塊而堵塞大氫管，導(dǎo)致無法進(jìn)行氫氣點(diǎn)火。

處理措施：停車后切除堵塞段（要注意切除前臂管與鉑網(wǎng)之間的距離，避免因安裝尺寸過小導(dǎo)致大氫管旋轉(zhuǎn)后損壞鉑網(wǎng)），更換堵塞管線后，開車正常。

2.3 噴水減溫器堵塞而致緊急停車

2018年4月21日05：30，主控發(fā)現(xiàn)蒸汽過熱段溫度（TRCA-133）持續(xù)上漲，現(xiàn)場人員隨即聯(lián)系儀表人員對TRCA-133進(jìn)行校對，校對后確認(rèn)該儀表及相關(guān)調(diào)節(jié)閥閥位正常，而后TRCA-133仍持續(xù)上漲，且氧化爐B（R101B）溫度也同步持續(xù)上漲，現(xiàn)場打開蒸汽過熱段溫度調(diào)節(jié)閥（TV-133）旁路，R101B溫度不見下降。

處理措施：據(jù)上述現(xiàn)象判斷為R101B的噴水減溫器出現(xiàn)了問題，為確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，車間決定立即停車，停車后對噴水減溫器噴頭進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)有焊渣堵塞噴頭，清理后開車正常。噴水減溫器對蒸汽過熱器后高壓蒸汽溫度的調(diào)節(jié)具有重要意義，而噴水減溫器噴嘴遇到大顆粒雜質(zhì)很容易被堵塞，因此今后計劃停車期間應(yīng)重點(diǎn)對其進(jìn)行檢修與排查。

2.4 吸收塔排氯管線泄漏而致停車

2019年1月14日，吸收塔第4層排氯管線突然泄漏，由于泄漏量大，帶壓堵漏難度較大，同時為了防止稀硝酸對設(shè)備和管線造成腐蝕，車間決定立即停車處理。停車后對第4層排氯管線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)在管卡處，該管卡與排氯管線因長期振動摩擦而磨損，最終出現(xiàn)泄漏。

處理措施：停車后對排氯管線的管卡進(jìn)行加墊、緊固，同時消除管線共振，處理后至今運(yùn)行正常；此后，在計劃停車更換鉑網(wǎng)期間對所有排氯管線進(jìn)行統(tǒng)一更換，增加排氯管線根部閥，迄今再未發(fā)生過排氯管線泄漏。

2.5 空氣過濾室三級濾芯壓差高而致停車

2019年3月20日，空氣過濾器（F102）壓差突然持續(xù)升高，最高達(dá)到1.6kPa。稀硝酸裝置空氣過濾室設(shè)三級過濾，一、二級為濾袋式過濾，第三級為箱體式過濾，空氣過濾室壓差增高，過濾效率降低，空氣壓縮機(jī)進(jìn)口阻力增大，對F102的一、二、三級壓差進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)第三級濾芯壓差接近1.2kPa。分析認(rèn)為，空氣中顆粒物多，空氣量又大，造成F102濾芯負(fù)荷增大、壓差增高，加之F102長時間運(yùn)行，濾芯長時間使用，過濾效率逐漸降低，造成第三級濾芯堵塞而致系統(tǒng)壓差升高。

處理措施：為防止第三級濾芯因阻力增大破損而被吸入空氣壓縮機(jī)，危及機(jī)組安全運(yùn)行，車間決定立即停車處理，停車后更換F102的一、二、三級濾芯，系統(tǒng)重啟后F102壓差恢復(fù)正常；此后，制定濾芯更換專項(xiàng)計劃，防止正常生產(chǎn)中再次出現(xiàn)類似事件而造成不必要的停車。

2.6 空氣壓縮機(jī)軸承溫度過高而致停車

2019年12月19日，空氣壓縮機(jī)（C101）排氣側(cè)支撐軸承溫度持續(xù)升高且波動較大，波動值最大達(dá)15℃左右，軸承溫度偏離正常值30℃左右且達(dá)報警值，即將達(dá)到聯(lián)鎖跳車值，軸承溫度長期過高使其潤滑效果降低，易造成潤滑油積炭，導(dǎo)致軸及軸瓦磨損，有重大安全隱患。經(jīng)分析，C101軸承溫度持續(xù)升高是軸瓦積炭所致，軸溫升高又加劇軸瓦積炭，形成惡性循環(huán)。

處理措施：為保證空氣壓縮機(jī)與系統(tǒng)的安全，車間決定立即停車處理，停車后對C101軸承刮瓦，并檢查機(jī)組其他軸承，處理后，C101運(yùn)行正常；此后，要求C101運(yùn)行過程中密切關(guān)注潤滑油溫度，防止?jié)櫥蜏囟冗^高或劇烈波動而造成軸瓦積炭。

2.7 吸收塔盤管泄漏而致異常停車

2020年5月2日11：00，密閉循環(huán)水系統(tǒng)壓力異常升高，由0.47MPa突然增至0.70MPa，密閉循環(huán)水流量異常波動，氨壓出現(xiàn)同步增高，因懷疑是閥門故障，現(xiàn)場人員立即安排儀表人員對密閉循環(huán)水壓力調(diào)節(jié)閥（PV107）進(jìn)行調(diào)校，儀表調(diào)校后正常，現(xiàn)場隨即切換密閉循環(huán)水泵，切換后密閉循環(huán)水系統(tǒng)壓力及流量仍大幅波動；當(dāng)日11：45左右，密閉循環(huán)水系統(tǒng)安全閥啟跳，通過對安全閥啟跳泄漏的密閉循環(huán)水進(jìn)行pH檢測，呈酸性，判定是吸收塔盤管發(fā)生了泄漏；當(dāng)日11：50，氨壓波動導(dǎo)致氨空比高高聯(lián)鎖跳車。

處理措施：停車后，排凈吸收塔底部的硝酸，先啟動工藝水泵小流量進(jìn)行塔體降溫，之后打開吸收塔上、中、下人孔，在底部人孔架設(shè)風(fēng)機(jī)向外鼓風(fēng)，在吸收塔中部和上部人孔架設(shè)風(fēng)機(jī)向內(nèi)鼓風(fēng)，降溫約48h后，取樣分析合格，人員進(jìn)塔檢查，發(fā)現(xiàn)吸收塔第16層盤管腐蝕斷裂，隨即進(jìn)行臨時封堵，經(jīng)過5d的處理（包括吸收塔篩板、盤管檢查及后期每層塔板的人孔復(fù)位等），重啟后密閉循環(huán)水系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常。

3 工藝事故停車（含聯(lián)鎖跳車）及處理

3.1 氣氨流量波動達(dá)氨空比聯(lián)鎖值而致停車

2016年1月24日17：12，氣氨流量計導(dǎo)壓管堵塞，導(dǎo)致氣氨流量不穩(wěn)，氨空比劇烈波動達(dá)聯(lián)鎖值而致跳車。分析認(rèn)為，稀硝酸裝置初次投入運(yùn)行，管道吹掃不徹底，造成管道內(nèi)有雜質(zhì)存在，再加上前期氨空比波動較大，主控人員判斷錯誤，誤以為是氨過熱器（E103）氣氨溫度低引起氣氨帶液，于是對進(jìn)入E103的氣氨溫度進(jìn)行了人為干預(yù)調(diào)節(jié)，致使氨系統(tǒng)出現(xiàn)溫壓紊亂，從而加劇了氨空比的波動，最終導(dǎo)致系統(tǒng)跳車。

處理措施：停車后，對氨系統(tǒng)進(jìn)行徹底吹掃和清理，同時加強(qiáng)操作人員應(yīng)對氨系統(tǒng)異常情況的培訓(xùn)，重啟后系統(tǒng)運(yùn)行正常。

3.2 氨過熱器出口氣氨溫度低低聯(lián)鎖跳車

2016年4月5日16：00，氨過熱器（E103）出口氣氨溫度（TIA-135）低低聯(lián)鎖跳車，由于TIA-135溫度過低，造成氣氨帶液，帶液氣氨進(jìn)入氧化爐，造成氧化爐爐溫大幅波動。經(jīng)認(rèn)真排查，確認(rèn)是因?yàn)镋103低壓蒸汽溫度調(diào)節(jié)閥（TV-122）后疏水器卡死而造成積液，低壓蒸汽量嚴(yán)重不足而致E103出口氣氨溫度 （TRCA-122）過低，觸發(fā)TIA-135低低聯(lián)鎖跳車。

處理措施：停車后對E103低壓蒸汽溫度調(diào)節(jié)閥（TV-122）后疏水器進(jìn)行更換，對TV-122加裝閥后就地導(dǎo)淋，重啟后系統(tǒng)運(yùn)行正常，再未出現(xiàn)過類似問題。

3.3 SIS聯(lián)鎖停車

2018年5月13日22：25，鍋爐水流量（FISA-116）過低造成SIS聯(lián)鎖跳車。經(jīng)排查，是因?yàn)闊犭婂仩t跳車造成界外高壓蒸汽管網(wǎng)壓力瞬間降低，由于外送閥自調(diào)跟蹤不及時，稀硝酸裝置高壓蒸汽壓力瞬間降低，使氣液分離器（D109）蒸汽外送突然增大，鍋爐內(nèi)發(fā)生了閃蒸現(xiàn)象，鍋爐水流量突然降低，F(xiàn)ISA-116瞬時過低而致SIS聯(lián)鎖跳車。

處理措施：停車后通過與公司外管網(wǎng)管理部門進(jìn)行溝通協(xié)商，要求其在外管網(wǎng)出現(xiàn)異常操作和蒸汽管網(wǎng)壓力波動時要及時告知，以便稀硝酸裝置及時進(jìn)行跟蹤調(diào)節(jié)，重啟后系統(tǒng)運(yùn)行正常。

3.4 尾氣透平進(jìn)氣側(cè)軸振值達(dá)聯(lián)鎖值而致停車

2018年11月13日10：36，檢修人員在檢修尾氣透平期間，因未做好安全防護(hù)（未對尾氣透平的儀表線進(jìn)行安全隔離），且檢修過程中對該儀表線踩踏，觸發(fā)尾氣透平進(jìn)氣側(cè)軸振值（VT-6301X）瞬時達(dá)到（高高）聯(lián)鎖值，造成四合一機(jī)組跳車。

處理措施：停車后，對尾氣透平的儀表線進(jìn)行安全隔離，緊固儀表，并對延時聯(lián)鎖進(jìn)行修改——將延時聯(lián)鎖由1s修改為3s，重啟后四合一機(jī)組運(yùn)行正常。

4 晃電事故

2016年10月15日15：55，突發(fā)晃電，工藝人員發(fā)現(xiàn)鍋爐水循環(huán)泵（P102A）停運(yùn)，隨即啟動備用泵P102B，但在備用泵啟動后鍋爐水流量低低聯(lián)鎖動作，造成系統(tǒng)聯(lián)鎖跳車。經(jīng)分析，發(fā)生晃電后，備用泵P102B啟動，啟動后因鍋爐水流量低低聯(lián)鎖延時時間較短（延時3s），造成鍋爐水流量低低聯(lián)鎖跳車。

處理措施：停車后，在保證鍋爐系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，結(jié)合設(shè)計院提供的相關(guān)參數(shù)，修改鍋爐水流量低低聯(lián)鎖延時時長，經(jīng)多次聯(lián)鎖調(diào)試，將鍋爐水流量低低聯(lián)鎖延時時長調(diào)整為5s，系統(tǒng)正常開車，之后再未出現(xiàn)過類似的聯(lián)鎖跳車事故。

5 結(jié)束語

神馬尼龍科技公司270kt／a稀硝酸裝置2015年底開車以來，從試車至性能考核結(jié)束，儀表及SIS方面的問題基本暴露完畢且已基本得到解決，但后期運(yùn)行中設(shè)備、工藝方面各種異常狀況較為突出，特別是設(shè)備方面暴露出的問題較多，這是稀硝酸裝置未能實(shí)現(xiàn)長周期、穩(wěn)定運(yùn)行的癥結(jié)所在，這也就提醒我們設(shè)備的定期檢修及日常維護(hù)是至關(guān)重要的：應(yīng)根據(jù)開車以來各類設(shè)備故障，分設(shè)備建立“一臺一檔”，據(jù)各類設(shè)備歷年的運(yùn)行、檢修記錄，科學(xué)合理地安排檢修計劃，把重要設(shè)備（如稀硝酸泵、鍋爐水循環(huán)泵、鍋爐給水泵、機(jī)組油泵等）的檢修安排在計劃停車期間進(jìn)行，避免因設(shè)備問題而導(dǎo)致的停車事故；此外，如空濾室內(nèi)三級濾芯，由于不同地區(qū)的環(huán)境差異（空氣質(zhì)量有所不同），各裝置應(yīng)結(jié)合自身特點(diǎn)科學(xué)合理地安排濾芯的更換時間，并盡量安排在計劃停車期間，以減少停車次數(shù)。只要做好了上述各方面的工作，并抓好日常操作維護(hù)管理及工藝優(yōu)化等，就能有效避免類似事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)稀硝酸裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。