尿素系統(tǒng)冷凝液電導(dǎo)超標的原因分析

石殿雄

［甘肅劉化（集團）有限責任公司，甘肅永靖 731603］

尿素生產(chǎn)過程中需要使用大量的蒸汽，加熱分解蒸發(fā)增濃尿素溶液，使出尿塔的34%左右尿素溶液最后增濃至99.5%左右，送造粒得到顆粒尿素后包裝成產(chǎn)品尿素銷售。在加熱分解過程中，蒸汽被冷凝形成冷凝液，同時，為了防止結(jié)晶堵塞，尿液管線也需要用蒸汽作伴熱管或夾套進行加熱保溫，這部分蒸汽也會產(chǎn)生冷凝液。尿素生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的蒸汽冷凝液，全部回收送動力鍋爐生產(chǎn)蒸汽，循環(huán)使用以降低能耗。我公司年產(chǎn)300kt 尿素裝置為CO2汽提裝置，2010年2月投產(chǎn)，運行至2012年9月份，蒸汽冷凝液電導(dǎo)值超標。為了不影響動力鍋爐的正常運行，冷凝液全部就地排放，造成了大量的浪費。為此，對蒸汽冷凝液電導(dǎo)值超標的原因進行了分析和處理，現(xiàn)作一簡要的介紹，以供與同行們交流。

1 系統(tǒng)外部原因

該裝置使用的蒸汽來源有兩部分：一部分是動力鍋爐送來的4.5MPa的高壓蒸汽，經(jīng)減壓到2.4MPa，加入高壓除氧水減溫到220℃左右后進入系統(tǒng)；另一部分是合成氨車間轉(zhuǎn)化系統(tǒng)送來的2.4MPa的副產(chǎn)蒸汽。30尿素系統(tǒng)的解吸廢液被回收送到供水車間除氧崗位，經(jīng)除氧處理后用作高壓除氧水，部分作為高壓蒸汽的減溫水使用。若解吸系統(tǒng)發(fā)生波動，將較高NH3含量的解吸廢液送到除氧崗位，若進入30尿素系統(tǒng)的總管蒸汽受到污染，總管蒸汽冷凝液電導(dǎo)值會高于外送冷凝液的電導(dǎo)值。經(jīng)分析，蒸汽總管的電導(dǎo)值低于外送蒸汽冷凝液電導(dǎo)值，說明總管蒸汽沒有受到污染。

2 系統(tǒng)內(nèi)部原因

2.1 CO2 汽提塔泄漏

若CO2汽提塔發(fā)生泄漏，高壓的尿素混合液漏入蒸汽中，會使高壓蒸汽飽和器所產(chǎn)生的冷凝液受到污染，檢測電導(dǎo)值會高于外送冷凝液。經(jīng)分析，高壓蒸汽飽和器冷凝液電導(dǎo)值低于外送冷凝液電導(dǎo)值，排除CO2汽提塔發(fā)生泄漏的可能性。

2.2 高壓洗滌器換熱器泄漏

若高壓洗滌器換熱器發(fā)生泄漏，物料會漏入高調(diào)水中，高調(diào)水被污染，會造成高調(diào)水電導(dǎo)值超標。電導(dǎo)值超標的高調(diào)水會通過高調(diào)水與中壓蒸汽飽和器聯(lián)通管線進入汽包，使汽包內(nèi)的蒸汽和冷凝液受到污染，汽包冷凝液電導(dǎo)值超標。經(jīng)取樣分析，汽包冷凝液電導(dǎo)值低于外送冷凝液電導(dǎo)值，高壓洗滌器換熱器沒發(fā)生泄漏。

2.3 高壓甲銨冷凝器泄漏

高壓甲銨冷凝器用于副產(chǎn)低壓蒸汽。若高壓甲銨冷凝器發(fā)生泄漏，高壓的甲銨液會漏入低壓蒸汽中，使低壓蒸汽受到污染，蒸汽冷凝液電導(dǎo)值會超標。經(jīng)取樣分析，汽包冷凝液電導(dǎo)值低于外送冷凝液電導(dǎo)值，高壓甲銨冷凝器沒發(fā)生泄漏。

2.4 合成塔氣相安全閥夾套泄漏

合成塔氣相安全閥夾套保溫用中壓蒸汽保溫。若該閥夾套發(fā)生泄漏，高壓的NH3和CO2漏入夾套蒸汽中，會造成蒸汽冷凝液電導(dǎo)值超標，該冷凝液直接進入蒸汽冷凝液槽，使外送冷凝液電導(dǎo)值超標。從夾套回水取樣分析，其電導(dǎo)值低于外送冷凝液的電導(dǎo)值，合成塔氣相安全閥夾套未發(fā)生泄漏。

2.5 高壓洗滌器氣相夾套泄漏

高壓洗滌器氣相出口閥與調(diào)節(jié)閥中間管線，設(shè)置夾套保溫。若夾套發(fā)生泄漏，高壓的NH3和CO2漏入夾套蒸汽中，會造成蒸汽冷凝液中電導(dǎo)值超標，冷凝液進入蒸汽冷凝液槽，使外送冷凝液電導(dǎo)值超標。取樣分析，電導(dǎo)值低于外送冷凝液的電導(dǎo)值，高壓洗滌器氣相夾套未發(fā)生泄漏。

2.6 造粒管線夾套泄漏

若造粒管線夾套發(fā)生泄漏，熔融尿素漏入夾套蒸汽中，會造成蒸汽冷凝液電導(dǎo)值超標，進入蒸汽冷凝液槽，使外送冷凝液電導(dǎo)值超標。取樣分析，電導(dǎo)值低于外送冷凝液的電導(dǎo)值，造粒管線夾套未發(fā)生泄漏。

2.7 尿素熔融泵出口閥夾套泄漏

若尿素熔融泵出口閥夾套發(fā)生泄漏，同樣熔融尿素漏入夾套蒸汽中，會造成蒸汽冷凝液電導(dǎo)值超標，進入蒸汽冷凝液槽，使外送冷凝液電導(dǎo)值超標，取樣分析，電導(dǎo)值低于外送冷凝液的電導(dǎo)值，尿素熔融泵出口閥夾套未發(fā)生泄漏。

2.8 低甲冷液位槽氣相出口閥夾套泄漏

若低甲冷液位槽氣相出口閥夾套發(fā)生泄漏，氣相中的NH3和CO2漏入夾套蒸汽中，會造成蒸汽冷凝液中電導(dǎo)值超標，冷凝液進入蒸汽冷凝液槽，使外送冷凝液電導(dǎo)值超標。取樣分析，電導(dǎo)值低于外送冷凝液的電導(dǎo)值，說明不存在泄漏。

2.9 解吸回流閥夾套泄漏

由于解吸回流液中CO2濃度高，多次發(fā)生回流液管線上的夾套閥泄漏，使回流液漏入夾套保溫蒸汽中，造成蒸汽冷凝液電導(dǎo)值嚴重超標。因此，已將解吸回流液管線上的夾套蒸汽全部改為伴管蒸汽，解吸回流液管線夾套蒸汽停用，不存在回流液漏入的可能。

3 對蒸汽冷凝設(shè)備的分析

通過以上查找和定性分析，蒸汽系統(tǒng)均未發(fā)現(xiàn)泄漏。為此，對外送冷凝液進行定量分析，分析結(jié)果為，外送冷凝液中堿度指標為0.2～0.6mmol／L，分析值1.2mmol／L；硬度指標5μmol／L，分析值200μmol／L；NH＋4分析值5×10－6。從該分析結(jié)果不難看出，NH＋4含量低，與定性分析中未發(fā)現(xiàn)泄漏相吻合。堿度和硬度超標，則說明循環(huán)水漏入蒸汽冷凝液中。為此對蒸汽冷凝設(shè)備進行分析檢測，如下。

3.1 低壓蒸汽外送冷凝器

由于系統(tǒng)副產(chǎn)的剩余低壓蒸汽沒有用戶，為回收該部分蒸汽，新上一臺板式換熱器作為剩余低壓蒸汽的冷凝器，用循環(huán)水冷卻，將該部分剩余的低壓蒸汽冷凝成冷凝液回收。若該板式換熱器泄漏，循環(huán)水漏入蒸汽冷凝液中，冷凝液電導(dǎo)值會高于外送冷凝液的電導(dǎo)值。對該冷凝液進行定性分析，其電導(dǎo)值低于外送冷凝液電導(dǎo)值，該板式換熱器未發(fā)生泄漏。

3.2 蒸汽冷凝器泄漏

蒸汽冷凝器是用來冷凝蒸汽冷凝液槽中閃蒸產(chǎn)生的蒸汽和物料系統(tǒng)用作伴熱的伴管和夾套蒸汽回水所產(chǎn)生的蒸汽，冷凝成冷凝液加以回收，該冷凝器用循環(huán)水冷卻。由于該冷凝器冷凝回水無法采樣分析，于是將循環(huán)水上回水閥關(guān)閉，打開排放導(dǎo)淋，同時排放蒸汽冷凝液槽中的冷凝液，對外送冷凝液進行定性分析。冷凝液的電導(dǎo)值降低，由30μS／cm 左右降到20μS／cm 左右，確定該冷凝器泄漏。拆該冷凝器兩邊封頭發(fā)現(xiàn)，最上部有兩根列管管板焊縫裂，相鄰一根列管內(nèi)部裂，有大量的蒸汽噴出。將泄漏的三根列管全部封堵消漏，冷凝器投入運行，分析外送冷凝液電導(dǎo)值，降到外送冷凝液指標15μS／cm 以內(nèi)，冷凝液正常外送。

4 結(jié) 語

通過對本次外送冷凝液電導(dǎo)值超標的原因分析，使我認識到，冷凝液電導(dǎo)值超標，應(yīng)該進行定性和定量分析，然后針對分析結(jié)果查找原因。若堿度和硬度超標，應(yīng)從蒸汽冷凝系統(tǒng)查找分析原因。若NH＋4超標，從物料系統(tǒng)查找分析原因，將會收到事半功倍的效果。以上對蒸汽冷凝液電導(dǎo)值超標的原因分析，只是本人的認識，僅供同行們參考。