循環(huán)水系統(tǒng)運行中存在的問題及改造措施

譚曉龍，劉寧娟

(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司 青海格爾木 816000)

循環(huán)水系統(tǒng)運行中存在的問題及改造措施

譚曉龍，劉寧娟

(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司 青海格爾木 816000)

由于循環(huán)水系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，造成尿素裝置蒸發(fā)系統(tǒng)真空度達不到工藝指標要求、蒸發(fā)表冷器封頭墊片大量損壞、流量計中節(jié)流小孔經(jīng)常被堵塞，嚴重影響了尿素裝置的穩(wěn)定運行和產品質量。針對存在的問題采取了一系列整改措施，尿素裝置再未出現(xiàn)因循環(huán)水問題而導致高壓系統(tǒng)減量運行、低壓系統(tǒng)超壓、蒸發(fā)系統(tǒng)停車的事故。

尿素 循環(huán)水 改造措施

青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司化肥廠(以下簡稱青海鹽湖化肥廠)330 kt/a尿素裝置采用Stamicarbon公司的二氧化碳汽提法生產技術，設計生產能力為1 000 t/d小顆粒尿素。來自動力車間的循環(huán)水與尿素裝置11臺冷卻器中的工藝介質進行熱交換，保證了尿素裝置溫度、壓力處于正常運行工況。循環(huán)水設計參數(shù)見表1。

表1 循環(huán)水設計參數(shù)

項 目設計值設計壓力/MPa0.4設計溫度/℃28設計濁度/(mg·L-1)≤20氯離子/(mg·L-1)≤300污垢系數(shù)/(m2·K·W-1)3.44×10-4流量/(m3·h-1)4794

1 運行中存在的問題及原因分析

1.1 運行中存在的問題

(1)自2012年試車以來，曾多次出現(xiàn)循環(huán)水壓力過低的問題，位于尿素框架七樓的吸收塔塔底冷卻器工藝側的工藝介質溫度無法降低，該工藝液無法將常壓吸收塔內的氨和二氧化碳吸收完全，造成低壓系統(tǒng)超壓，從而使蒸發(fā)系統(tǒng)真空度達不到工藝指標要求，尿素產品的含水量增大。

(2)2013年12月10日，由于合成氨裝置循環(huán)水用量增大，造成尿素裝置循環(huán)水量不足，蒸發(fā)系統(tǒng)3臺表冷器缺循環(huán)水，蒸發(fā)系統(tǒng)因壓力超過150 kPa而無法正常運行，高壓系統(tǒng)減負荷運行，蒸發(fā)系統(tǒng)短停。

(3)尿素裝置中的循環(huán)水流量計(阿牛巴流量計)顯示不正常，影響對消耗的考核。

(4)2012年至2013年，由于動力車間倒泵造成回流冷凝器上封頭墊片及3臺蒸發(fā)表冷器封頭墊片損壞多達20次，同時也多次造成高壓系統(tǒng)減負荷運行，蒸發(fā)系統(tǒng)停車。

1.2 原因分析

(1)原設計尿素裝置使用的循環(huán)水與氯乙烯(VCM)裝置、合成氨裝置、碳酸鉀裝置、空分裝置及VCM和聚氯乙烯(PVC)冷凍站共用1根循環(huán)水管線。對于尿素裝置而言，由于框架高，對循環(huán)水的壓力等級要求比較嚴格，一般設計壓力為0.4 MPa。但動力車間循環(huán)水泵出口壓力為0.4 MPa，循環(huán)水經(jīng)其他裝置送至尿素裝置時，其壓力已降至0.3 MPa左右，無法滿足工藝要求。

(2)在拆檢尿素界區(qū)的循環(huán)水流量計時，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水中所含細菌及藻類較多，阿牛巴流量計中節(jié)流小孔經(jīng)常被堵塞，致使循環(huán)水流量顯示不準確。

(3)來自動力車間的循環(huán)水經(jīng)VCM裝置和合成氨裝置后，無法到達尿素裝置框架高處的冷卻器，致使管路中惰性氣體無法排凈。在進行倒泵而需2臺泵同時運行時，由于流量增大，未排凈的惰性氣體被壓縮，壓力增大，從而將冷卻器上最薄弱的封頭墊片沖開，迫使系統(tǒng)停車。

2 改造措施

(1)通過對其他企業(yè)同類裝置的考察，發(fā)現(xiàn)與尿素裝置配套的循環(huán)水系統(tǒng)均為單獨設置，可以確保高質量的循環(huán)水送至相對較高的尿素框架上。

青海鹽湖化肥廠PVC裝置的循環(huán)水從尿素裝置的北面通過，且已改造為獨立的循環(huán)水系統(tǒng)，原有的循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)閑置，因此，可以將該閑置的循環(huán)水管線引入尿素裝置，既節(jié)省了改造費用，又可使尿素裝置的穩(wěn)定運行得到極大改善。

原有尿素裝置循環(huán)水系統(tǒng)設計的總流量為4 794 m3/h，CO2壓縮機所需循環(huán)水流量包括壓縮機凝汽器冷卻器1 487 m3/h和壓縮機段間冷卻器(3臺)425 m3/h，尿素裝置所需循環(huán)水流量2 882 m3/h。原動力車間配置3臺循環(huán)水泵向PVC裝置送水，每臺泵打量1 620 m3/h，揚程51.2 m。因尿素裝置的CO2壓縮機設置在合成氨裝置中，所需循環(huán)水由合成氨管線提供，在循環(huán)水泵2開1備的情況下，提供的循環(huán)水量完全可滿足尿素裝置的要求。

(2)將阿牛巴流量計改為不與介質接觸的的超聲波流量計，避免了循環(huán)水中夾帶的雜物堵塞流量計節(jié)流裝置。同時，當循環(huán)水系統(tǒng)壓力變送器顯示不準或需檢修時，以日?？刂屏髁拷?jīng)驗值作為操作依據(jù)，可保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

(3)吸收塔塔底換熱器安裝位置由框架七樓下移至五樓，即換熱器位置下移了9 600 mm。

(4)在封頭墊片容易損壞的回流冷凝器、一段蒸發(fā)表冷器、二段蒸發(fā)表冷器上增設6只全壓式高速排氣閥，當動力車間倒泵時，可及時將尿素裝置水冷器中未排凈的氣體排出。

(5)將循環(huán)水水質作為重點監(jiān)測對象，當循環(huán)水中雜質、藻類和微生物含量偏高時，及時通知動力車間進行處理。

3 改造效果

2014年5月，利用大檢修機會對循環(huán)水系統(tǒng)上水管管網(wǎng)進行了改造，并在相關設備上配置全壓式高速排氣閥。改造后經(jīng)半年多的運行，徹底解決了循環(huán)水壓力低和流量不足的瓶頸問題，尿素裝置低壓系統(tǒng)超壓、蒸發(fā)系統(tǒng)真空度達不到指標要求的問題得以解決；同時，加強巡檢管理，設備封頭墊片損壞事故得以解決，尿素產品水分含量達到了優(yōu)級品要求。改造后，再未出現(xiàn)因循環(huán)水問題而導致高壓系統(tǒng)減量運行、低壓系統(tǒng)超壓、蒸發(fā)系統(tǒng)停車的事故，為尿素裝置實現(xiàn)“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”的運行提供了保障。

Problems in Operation of Circulating Water System and Renovation Measures

TAN Xiaolong, LIU Ningjuan

(Chemical Branch of Qinghai Salt Lake Industry Co., Ltd. Qinghai Golmud 816000)

Because of unstable operation of circulating water system, vacuum degree of evaporation system of urea unit does not meet the requirement of technology index, cooler head gasket of evaporimeter is damaged in large number, and throttle orifice of flowmeter is blocked very often, seriously affecting the stable operation of urea unit and quality of product. In connection with existing problems,a series countermeasures are taken, ever since no accident of urea unit caused by circulating water problem appears again such as high pressure system to run in capacity reduction condition, excess pressure occurred in low pressure system, evaporation system shutdown.

urea circulating water renovation measure

譚曉龍(1983—)，男，助理工程師，現(xiàn)任青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司化肥廠一車間副主任；315790830@qq.com。

TQ441.41

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1006- 7779(2016)06- 0034- 02

2015- 06- 16)