蒸發系統二段分離器下料問題及處理措施

黃海明 王雪妮 王志良

(陜西陜化化工集團有限公司陜化華縣714100)

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蒸發系統二段分離器下料問題及處理措施

黃海明 王雪妮 王志良

(陜西陜化化工集團有限公司陜化華縣714100)

陜西陜化工集團有限公司尿素系統采用水溶液全循環工藝，于1972年建成投產，年產110 kt尿素；經多次改造，生產能力不斷提高，達到年產180 kt尿素。2008年9月，由于該工藝系統技術落后、生產成本較高被迫停運，后采用GXZH高壓圈節能增產工藝專利技術進行改造，使該套尿素裝置生產能力增至年產270 kt尿素，消耗指標大幅降低，從而擴大了生產規模，降低了成本，提升了經濟效益。

1 蒸發工藝流程

蒸發系統二段分離器排出的尿液被減壓至約0.066 MPa(絕壓)后進入閃蒸槽，出閃蒸槽的尿液被減壓至0.034 MPa(絕壓)后進入真空預濃縮器，尿液經熱能回收段濃度被提高至約85.0%(質量分數，下同)，然后排往一段蒸發加熱器，在0.033 MPa(絕壓)下尿液被加熱至約130 ℃，濃度被提高至約96.0%；然后去二段蒸發加熱器，在0.003 3 MPa(絕壓)壓力下尿液被加熱至約140 ℃，濃度被提高至約99.7%，再經熔融泵打至造粒塔的造粒噴頭造粒，成品尿素經皮帶輸送至包裝工段。

2 存在的問題及處理措施

自2012年5月系統改造開車以來，蒸發系統二段分離器下液多次出現滿液現象，也因此出現了幾次事故，主要是由于存在熔融泵填料、H8視鏡、熔融泵進口視鏡等泄漏問題。因為當時操作人員業務知識及經驗不足，導致處理不及時且有不當，多次造成二段分離器氣相夾帶尿液至二表槽，造成二循一冷、二循二冷補液堵塞以及以二表液為密封水的一甲泵、二甲泵密封水中斷，進而系統被迫停車。此后一甲泵改用冷凝液作為密封水，防止此類事故發生造成一甲泵損壞，進而對高、中、低壓系統產生較大影響。

2015年12月30日13：15，尿素裝置因前系統鍋爐問題停車，車間消除系統缺陷，并對長時間高負荷運行的蒸發系統進行熱洗處理，查找蒸發系統漏點。熱洗完畢后，發現H8視鏡下溫度套筒旁保溫夾套上有一孔洞漏水，將保溫蒸汽及回水閥關閉后仍漏水，懷疑H8視鏡下料管有漏點進而從夾套孔洞中漏出，隨后將二段分離器下料管排凈后未再漏水，進而證實H8視鏡下料管確實有漏點。為此，從夾套漏點處割開一部分，走水至二段分離器，發現是H8視鏡下溫度套筒與下料管到連接處焊縫泄漏，排水補焊后走水再未漏水，隨后對夾套進行修補；后開蒸汽及回水閥發現保溫夾套溫度未升高，懷疑夾套保溫管堵塞，因急于開車未對夾套保溫進行徹底檢查。

2015年12月30日22：40，系統投料開車，蒸發系統運行平穩。2015年12月31日12：00起，蒸發系統二段分離器下液H8視鏡一直滿液位，第1次分析尿素成品中縮二脲質量分數為1.93×10-6，并呈增長趨勢。懷疑是熔融泵填料泄漏，緊固后未得到好轉，隨后倒熔融泵，情況依舊未得到好轉；現場檢查發現H8視鏡液位滿，而熔融泵進口視鏡液位卻能拉低，懷疑是H8視鏡至熔融泵進口視鏡存在泄漏點，于是對二段分離器下料管各法蘭及視鏡邊緣用玻璃膠密封，依舊毫無效果。隨后懷疑H8視鏡至熔融泵前視鏡間有雜物夾雜其中，進而影響尿液流通量，即停運蒸發系統，準備對H8視鏡及熔融泵前視鏡進行拆除，工藝處理完成后，先對熔融泵前視鏡進行拆除，并用膠皮管向管道中捅，至斜管與立管彎頭處未發現有額外阻力，遂決定繼續拆除三樓H8視鏡檢查立管段，卻因尿液槽溢流被迫中止，系統減至雙機最低量5 000 m3/h(標態)，蒸發系統補料運行；至2016年1月1日8：15白班后，系統停車處理查找

原因。此次停車，經討論懷疑二段分離器下料管有阻力或夾套再漏，決定拆除保溫，拆開夾套進行檢查，將蒸發系統走滿水后，發現二樓彎頭處保溫棉內側有許多尿素黏結，而彎管處夾套連接管上有一孔洞，并發現保溫管中有尿素殘留。為此，決定直接更換二段分離器下料管，并制作伴管保溫。實施過程中，發現H8視鏡處夾套連接管以及平管與立管連接處夾套被尿素堵住，電焊切割下后發現二分離下料至H8視鏡上管線無異常，而H8視鏡以下立管部分被抽變形，嚴重影響尿液流通量，H8視鏡上部尿液難以被及時輸送至造粒噴頭，停留時間大大增加，導致尿素成品中縮二脲含量較高，造成產品不合格。

管道更換為316L材質及重新制作的伴管保溫完畢后，通過試漏及對H8下料管伴管進行增添保溫棉后，蒸發系統全副線造粒，拉低尿液槽液位。同時，高壓圈進行沖洗連通，并進行系統投料開車；待系統加量至9 500 m3/h(標態)后，蒸發系統主線引料，待預濃縮溫度下降時，補料切出打循環。加至15 000 m3/h(標態)時，蒸發系統恢復正常，問題得以解決。

3 結語

該蒸發系統二段分離器下料管原材質為304L，管徑為DN125 mm，變形段剛好在H8視鏡以下部分，通過截斷發現，變形部分厚度約為3.0 mm，通徑相當于DN65 mm管道。經討論、分析，原因：①由于二樓彎頭處被積聚的尿液堵塞，溫度套筒漏出的水將套筒至彎頭處夾套間充滿，系統生產時，蒸發溫度波動到140 ℃左右時，此空間水被加熱而所余空間不足，產生的壓力過大，造成該段管道變形；②可能是材質制造有問題。

二段分離器下料管改為伴管保溫后，系統大幅減量時，蒸發系統波動較大，易出現斷料問題，二段分離器下料管容易不暢。計劃2016年3月大檢修改回夾套保溫，以減少系統波動造成的蒸發系統斷料問題。

2016- 03- 04)