尿素裝置蒸汽系統防凍技改

(青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816000)

1 概 述

化工生產中的主要熱源來自于蒸汽，對于每一個裝置而言，都有獨立的蒸汽系統。我廠18·30項目采用二氧化碳汽提法工藝，其高壓甲銨冷凝器為立式設備，而蒸汽系統也是裝置中一個重要的部分。

我廠地處格爾木察爾汗鹽湖，屬大陸高原氣候，少雨、多風、干旱，冬季漫長寒冷，年平均氣溫-4.2 ℃，差不多從10月份到第二年5月份都屬于冬季，夏季只有短短的兩個月；冬季時，平均氣溫可達-15～-25 ℃。在冬季尤其是遇到停車的情況下，尿素系統極易結晶堵塞，其防凍工作既是重點又是難點。

2 蒸汽系統簡介

尿素裝置使用四種壓力等級的蒸汽，具體情況如下。

(1)超高壓蒸汽，來自電廠，壓力4.0 MPa，溫度440 ℃；用于CO2壓縮機透平06JT0102。

(2)高壓蒸汽，該蒸汽來自合成氨裝置，壓力2.5 MPa，溫度224 ℃；用于高壓汽提塔06C0102，水解塔06E0108，水解塔06E0108 伴熱，中壓蒸汽及低壓蒸汽系統的補充蒸汽。

(3)中壓蒸汽，壓力0.88 MPa，溫度175 ℃；用于二段蒸發器06C0110 和合成系統伴熱。

(4)低壓蒸汽，壓力0.44 MPa，溫度147 ℃。低壓蒸汽產生于高壓甲銨冷凝器06C0103，并經低壓蒸汽汽包06F0112A/B 送往各用戶，剩余部分送出尿素界區。

用于高壓汽提塔06C0102的高壓蒸汽通過PV1203 進入高壓蒸汽飽和器 06F0119，06F0119壓力由PIC1203控制在1.7～2.1 MPa之間；06C0102 蒸汽冷凝液回到06F0119，06F0119冷凝液排至中壓蒸汽飽和器06F0120部分閃蒸減壓至0.88 MPa。

06F0120排至06F0112A/B的冷凝液部分閃蒸，壓力由0.88 MPa減至0.44 MPa。06F0120與高壓洗滌器06C0104 的高壓調溫水有一根平衡管線，作為其補水。PIC1213控制06F0112A/B允許的最低壓力，當壓力低于PIC1213設定值(0.4 MPa)時，來自合成氨的高壓蒸汽至06F0112A/B管線上的PV1213閥將打開；當PIC1213壓力超過其設定值，PV1213處于關閉狀態，PV1213設有副線以便開停車時用。

蒸汽冷凝液貯槽06F0103收集的冷凝液分別來自：06F0112A/B排放液，界區來的補充水(開停車)，蒸汽伴管和蒸汽夾套冷凝液管線，循環加熱器 06C0106 和一段蒸發器06C0109A殼側蒸汽冷凝液，閃蒸蒸汽冷凝器06C0118；蒸汽冷凝液總管冷凝液流入06F0103液面下，總管頂部蒸汽進入閃蒸蒸汽冷凝器06C0118 冷凝。06F0103頂部設有與06C0118殼側連接的平衡管線，06F0103設有溢流管。

中壓蒸汽和低壓蒸汽管網分成好多分支，作為0.88 MPa蒸汽或0.44 MPa蒸汽分配臺，去管線或設備做伴熱。

3 防凍工作的重要性

冬季如果搞不好防凍工作，最容易出現設備、管道凍壞的現象。比如在冬季停車時，設備、管道中的水排放不盡，致使許多的設備、管道、管件凍裂，導致高額的維修費用。

筆者先說一下我廠以往的停車過程中遇到的問題。比如由于斷原料氣故障而引起的排塔停車，所有系統都得停車排放處理，待系統處理完之后，蒸汽系統也得停。因為所有系統停車排放后，如果蒸汽系統不停，而此時高壓甲銨冷凝器相當于一個空設備，用0.44 MPa的蒸汽對其長時間加熱，勢必對設備和列管有較大的影響。

在過去的幾次停車當中，尤其是冬季，在蒸汽系統停車后，由于一些管線及設備所用的伴熱蒸汽都停用，結果使得幾臺重要的泵和好幾條公用工程管道凍壞，必須重購設備和管道，重新安裝，造成很大的經濟損失。

4 蒸汽系統防凍技改及操作方法

針對以上情況，我們對蒸汽系統做了一些改造，并制定了相應的操作方法。

4.1 尿素全系統停車后蒸汽系統的處理

4.1.1蒸汽系統的改造(圖1)

4.1.2操作方法

圖1 蒸汽系統改造示意圖

(注：截止閥1～5均為新增的，從2.5 MPa蒸汽網管引至中壓蒸汽和低壓蒸汽管網的兩條管線也為新配的。)

(1)將中壓蒸汽飽和器和低壓蒸汽飽和器泄壓。

(2)排放汽包內的冷凝液。

(3)關PV1201A、LV1201、PV1201B及其副線截止閥。

(4)關PV1213、HV1110、FV1211及其副線截止閥。

(5)確認汽包進汽和出汽、補液以及下液閥都關閉之后，將截止閥3、截止閥4、截止閥5關閉。

(6)緩慢打開截止閥1、截止閥2兩到三圈，將2.5 MPa蒸汽引入中、低壓蒸汽管網，投用所有伴管蒸汽。

4.2 蒸汽系統停車而引起全系統停車對蒸汽系統的處理

4.2.1蒸汽分配臺的改造(圖2)

4.2.2操作方法

圖2 蒸汽分配臺改造示意圖

(1)將蒸汽系統停車后，排放汽包內的冷凝液。

(2)將2.5 MPa蒸汽管的總截止閥關閉。

(3)將蒸汽分配臺上導淋打開，排盡積液后，關閉導淋，再將蒸汽分配臺的總閥關閉，開工廠空氣，吹盡所有伴管內的冷凝液；伴管處理完后，將伴管的截止閥關閉，將分配臺的總閥打開，使工廠空氣倒回到各管網和汽包內，打開管網的蒸汽導淋和汽包下液閥，吹盡汽包以及管網內的冷凝液。

(4)最后打開2.5 MPa蒸汽總管導淋，直到吹盡管內冷凝液。

5 日常的防凍工作

冬季對于運轉設備可能還要好點，就怕備用設備和管線的死角處，防凍工作是最難搞的。管理上應要求班組加強巡檢這些部位；循環水的回水是否通暢，循環水副線是否開啟，副線開度不要太大，有水流過就好。如果副線都開得太大，可能會影響循環水系統，以及對運轉設備用水的地方造成影響。

巡回檢查伴管的投用情況。

經常檢查導淋是否被凍。如果凍了，必須用蒸汽吹通。

導淋加強排放頻率。

設備低點排水，應特別注意檢查是否有管線凍裂，防止物料泄漏。

6 結 語

通過上述改造，避免了在蒸汽系統停車后設備、管道的伴熱因無法繼續投用而引起凍壞凍裂等，也避免了停車后因冷凝液排不盡而凍壞伴管等情況，降低了許多不必要的維修成本，為尿素裝置的穩定運行提供了可靠的保障。