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2.高壓氨(甲銨)泵
高壓氨(甲銨)泵在運行中易發(fā)生的故障有出口壓力波動、出口流量波動、振動大、泄漏等,詳見表7—29。如高壓泵設(shè)計制造存在缺陷或操作不當(dāng),運行中還可能發(fā)生設(shè)備損壞事故。如1980年某化肥廠尿素車間,高壓氨泵運行中發(fā)生曲軸斷裂事故。第二天,備用泵軸位移報警,緊急停車。停車后,檢查曲軸柄上有長達(dá)440mm的裂紋。事故造成尿素裝置停工56天。事故原因:主要是材料缺陷和設(shè)計安全系數(shù)低。
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3,合成與汽提系統(tǒng)
合成與汽提系統(tǒng)生產(chǎn)運行的特點是:高壓、高溫、強腐蝕。生產(chǎn)運行中存在危險因素有設(shè)備腐蝕、泄漏;設(shè)備超壓、超溫;尾氣燃燒、爆炸等。
設(shè)備腐蝕事故常見的有因誤用或錯用了不耐腐蝕的材料而造成的腐蝕、泄漏。如某廠誤用碳鋼透鏡墊作高壓管道墊片;誤用普通不銹鋼作高壓洗滌器排放閥閥芯、閥桿。又如某廠安全閥透鏡墊誤用2Crl3材料。某廠高壓甲銨冷凝器在檢修焊接時錯用了焊條。上述均因腐蟲造成設(shè)備泄漏,裝置被迫停車檢修。
設(shè)備腐蝕事故常見的還有高壓設(shè)備內(nèi)襯因制造或局部材質(zhì)存在缺陷,產(chǎn)生的腐蝕穿孔,以及高壓設(shè)備管子與管板焊縫腐蝕產(chǎn)生的穿孔泄漏。如1980年某化工廠,尿素合成塔鈦內(nèi)時腐蝕穿孔,造成合成塔檢漏孔泄漏,被迫停車檢修。在尿素裝置投產(chǎn)初期,由于開、停車次數(shù)多,高壓設(shè)備、特別是高壓冷凝器及汽提塔發(fā)生管子腐蝕泄漏(多發(fā)生在管子與管板焊縫上)造成的設(shè)備事故,各裝置曾多次發(fā)生過。如1981年,某化肥廠一年中發(fā)生4次因高壓冷凝器列管泄漏,而造成裝置停車的事故,共堵管11根。
高壓設(shè)備的腐蝕與操作溫度有關(guān),隨著溫度上升,腐蝕速率會加快。因此設(shè)備超溫是十分危險的。生產(chǎn)中,易發(fā)生超溫的設(shè)備是高壓汽提塔,高壓汽提塔超溫不但造成腐蝕加速,而且會引起系統(tǒng)超壓、汽提效率下降,使生產(chǎn)無法正常運行。如1979年某化肥廠,因汽提管分布器小孔堵塞,而造成汽提塔超溫腐蝕。事故造成循環(huán)系統(tǒng)超壓運行、成品尿素中的鎳含量長期超高。
高壓設(shè)備的密封泄漏,也影響裝置安全運行。這種事故一般在裝置開停工較頻繁時易發(fā)生。如1977年至1979年三年間,有六套大型尿素裝置,共發(fā)生15次因高壓設(shè)備大蓋(人孔蓋)墊片泄漏,而造成的停車事故。
合成與汽提系統(tǒng)存在的主要危險因素及預(yù)防措施,見表7—30。
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4.循環(huán)與吸收系統(tǒng)
循環(huán)與吸收系統(tǒng)生產(chǎn)不正?,F(xiàn)象,常見的有結(jié)晶、堵塞和循環(huán)系統(tǒng)超壓。產(chǎn)生的主要原因及預(yù)防措施,見表7—31。
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5.蒸發(fā)與造粒系統(tǒng)
蒸發(fā)系統(tǒng)運行中常見故障有一、二段蒸發(fā)溫度及真空不正常,分離器分離效果差等。造粒系統(tǒng)常見故障有尿液中水分高或縮二脲含量高,尿素顆粒粘結(jié),造成粘塔等。其中,以二段蒸發(fā)器分離效果不好,造成分離器及出口管道堵塞,影響較大。如1977年某化肥廠,由于真空下降,尿素成品中含水量上升而停車。停車檢查二段分離器及出口管已堵塞,器內(nèi)清理出3噸多結(jié)晶堵塞物。此類事故曾在同類型的裝置中都不同程度的發(fā)生過,事故原因主要是二段分離器設(shè)計存在缺陷。
蒸發(fā)與造粒系統(tǒng)存在的危險因素及預(yù)防措施,見表7—32。
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6.氨水系統(tǒng)
氨水系統(tǒng)正常運行時,一般比較穩(wěn)定。若尿素裝置生產(chǎn)不正?;虬l(fā)生故障,有時會造成氨水中氨水濃度上升。氨水濃度過高,不但影響水解、解吸以及循環(huán)系統(tǒng)的正常運行,而且當(dāng)氨水濃度達(dá)到一定值時,其氣相組成有可能達(dá)到爆炸范圍,有發(fā)生爆炸的危險。氨水槽爆炸,在中型尿素裝置曾發(fā)生過。因此,生產(chǎn)中應(yīng)注意防范。生產(chǎn)中常見危險因素及預(yù)防措施,見表7—33。
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(五)設(shè)備防腐
尿素裝置除尿素—甲銨液對設(shè)備具有強腐蝕性外,二氧化碳?xì)怏w及循環(huán)冷卻水在一定的條件下也對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。此外,雙氧水及環(huán)境大氣還對設(shè)備發(fā)生氧化腐蝕。其中,對設(shè)備危害大,對生產(chǎn)影響大的還是尿素—甲銨液對高壓設(shè)備造成的腐蝕;其次,是二氧化碳壓縮機段間冷卻器受到的應(yīng)力腐蝕。
1.尿素設(shè)備腐蝕
從本文上述介紹的設(shè)備事故案例可以看出,尿素高壓設(shè)備發(fā)生的設(shè)備事故絕大多數(shù)與尿素—甲銨液腐蝕有關(guān)。腐蝕可造成高壓設(shè)備內(nèi)襯減薄或局部穿孔泄漏;腐蝕可造成設(shè)備焊縫泄漏。腐蝕不但損壞了設(shè)備,還造成裝置停車,影響了裝置安全運行。腐蝕也大大降低了設(shè)備的壽命。如某化肥廠中型尿素裝置,尿素合成塔僅使用7—8年就因腐蝕而整體報廢更換。
由于尿素裝置發(fā)生的設(shè)備腐蝕,特別是高壓設(shè)備發(fā)生的腐蝕,對設(shè)備的安全運行危害極大。因此,必須對設(shè)備的防腐蝕工作有十分嚴(yán)格的規(guī)定。為此,各廠都制訂了“尿素裝置設(shè)備防腐蝕管理規(guī)定”。在生產(chǎn)運行中,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行防腐規(guī)定,避免發(fā)生設(shè)備腐蝕事故。尿素設(shè)備腐蝕產(chǎn)生的原因及預(yù)防,見表7—34。
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2.冷換設(shè)備腐蝕
循環(huán)冷卻水對碳鋼水冷器及管道會產(chǎn)生腐蝕,腐蝕往往可造成水冷器泄漏。由于循環(huán)冷卻水中存在氯離子,氯離子對不銹鋼水冷器產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。尿素裝置冷換設(shè)備中,常見的腐蝕是二氧化碳壓縮機的段間冷卻器發(fā)生的應(yīng)力腐蝕,腐蝕造成管子裂紋。腐蝕事故往往造成停機堵管或停機更換段間冷卻器。其中,以三段冷卻器腐蝕尤為嚴(yán)重。裝置投產(chǎn)初期,多數(shù)廠曾頻繁發(fā)生過,造成裝置多次事故停車。損壞情況見表7—35。
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產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的原因和預(yù)防見表7—36。
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此外,雙氧水屬強氧化劑,其儲存、配制、輸送系統(tǒng)的設(shè)備(管線)應(yīng)采用耐腐蝕材料,防止發(fā)生設(shè)備腐蝕。
(六)裝置安全聯(lián)鎖及其作用
裝置運行中,會發(fā)生設(shè)備運行不正?;蚬に噮?shù)偏離指標(biāo)等不正常情況,如操作不當(dāng)往往會導(dǎo)致發(fā)生故障或事故。為確保裝置和設(shè)備的安全,裝置中設(shè)立了自動報警、自動聯(lián)鎖系統(tǒng)。
尿素裝置聯(lián)鎖系統(tǒng),主要設(shè)有二氧化碳壓縮—透乎機組停車聯(lián)鎖和高壓氨(甲銨)泵停車聯(lián)鎖。
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裝置聯(lián)鎖的作用是保護(hù)運轉(zhuǎn)設(shè)備的安全,防止設(shè)備損壞。但聯(lián)鎖的誤動作往往又會造成事故。如1977年至1979年三年間,6套大型尿素裝置(荷蘭大陸公司設(shè)計)曾發(fā)生6次高壓氨泵誤停車事故。事故原因是高壓氨泵潤滑油壓力低聯(lián)鎖開關(guān)因密封不好,發(fā)生氨腐蝕,使觸點短路所致。
為提高聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全可靠性,減少誤動作?,F(xiàn)在,大都采用安全緊急停車系統(tǒng)(ES0)或故障安全控制系統(tǒng)(FSC),并對現(xiàn)場的接點、電纜采取防腐、防火措施。