二氧化碳吸收塔上段中部筒體現(xiàn)場更換方案

謝仁慶

(智勝化工股份有限公司福建永安366013)

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二氧化碳吸收塔上段中部筒體現(xiàn)場更換方案

謝仁慶

(智勝化工股份有限公司福建永安366013)

智勝化工股份有限公司(以下簡稱智勝公司)220 kt/a合成氨生產(chǎn)裝置采用本地無煙煤為原料，半水煤氣經(jīng)脫硫、變換、脫碳、精煉和合成等工序生產(chǎn)合成氨。二氧化碳吸收塔是MDEA法脫碳裝置中的一個重要設(shè)備，由于工藝介質(zhì)、工作壓力及溫度等因素的作用，該塔上段中部筒體局部發(fā)生了嚴重腐蝕。該吸收塔屬于塔器類大型設(shè)備，總高46 650 mm，存在著腐蝕隱患，嚴重威脅到生產(chǎn)的安全運行和操作控制。腐蝕發(fā)生后，一方面分析了裝置腐蝕的原因，并相應采取減緩腐蝕等補救措施；另一方面，報請福建省特種設(shè)備檢驗研究院重新復核該設(shè)備強度并監(jiān)督運行，利用生產(chǎn)系統(tǒng)大檢修的停車機會，對吸收塔進行修理或更換處理。2010年9月，智勝公司結(jié)合現(xiàn)場實際情況，優(yōu)化方案，統(tǒng)籌施工，創(chuàng)新性地采取“對半”切割、倒置組裝的工藝，高效、圓滿完成了吸收塔上段中部筒體的現(xiàn)場更換工作。

1　二氧化碳吸收塔主要技術(shù)參數(shù)

二氧化碳吸收塔主要技術(shù)參數(shù)見表1。

2　腐蝕情況及原因分析

2010年5月小修檢驗時，發(fā)現(xiàn)二氧化碳吸收塔上段中部筒體的內(nèi)壁呈塊狀腐蝕，面積較大、分布廣，但主要集中在長度約2 570 mm的中部筒體上。根據(jù)腐蝕面檢查，認為二氧化碳吸收塔中部筒體內(nèi)壁屬于沖刷腐蝕，即金屬表層的鈍化膜被沖刷后，堿性溶液(如碳酸根離子等)引起金屬材料的侵蝕性腐蝕。發(fā)生沖刷腐蝕的原因必然是工藝氣體、液體介質(zhì)的流速過快，或者是其流速、壓力發(fā)生較大的變化所致。

表1　二氧化碳吸收塔主要技術(shù)參數(shù)

3　二氧化碳吸收塔筒體現(xiàn)場更換方案

3.1修理作業(yè)的難點分析和方案優(yōu)化

針對該吸收塔出現(xiàn)的腐蝕狀況，智勝公司成立了修理項目組，針對腐蝕損壞可能造成的影響和修理施工難點制定出相應的措施。修理施工主要難點有以下幾個方面。

(1)該吸收塔屬于塔器類大型設(shè)備，腐蝕損壞的特征是腐蝕部位相對比較集中。經(jīng)進一步測厚檢查確認，除筒體外其余內(nèi)壁未發(fā)現(xiàn)異常腐蝕，而且該設(shè)備造價高，制造、安裝周期長，因此，適宜局部修理而不宜整臺設(shè)備更換。

(2)采取局部修理方案。由于待更換的筒體位于吸收塔上段，距塔底座高度約33 m，與塔頂部高差約13 m，因此，常規(guī)方法是將上段主體(腐蝕的筒體至塔頂?shù)娜?切割并吊裝至地面，待更換腐蝕的筒體后，再回位吊裝并施焊；但是，由于該設(shè)備外形尺寸大，上段筒體位置較高、質(zhì)量也大，吊裝更換時需用300 t以上的大吊車施工，吊裝難度很大，修理費用昂貴，常規(guī)的局部修理方案亦不可選。

(3)因為待更換的筒體長度為2 570 mm左右，而鋼板的寬度一般不大于2 000 mm。經(jīng)商定，擬采取局部修理的優(yōu)化方案，即以2個筒體對接而成(1 800 mm+770 mm)，實施“對半”切割、倒置組裝的工藝，并僅吊裝指定損壞筒體的方式進行更換。

(4)生產(chǎn)系統(tǒng)大檢修項目多、任務重、時間緊，必須統(tǒng)籌安排、合理施工，嚴格檢驗和驗收，確保安全、優(yōu)質(zhì)地完成該項目。

3.2修理方案的制定和實施

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，本著安全、節(jié)約的原則，采用僅吊裝更換指定損壞筒體的修理技術(shù)方案，并制定出項目的施工進度表，統(tǒng)籌安排施工，確保優(yōu)質(zhì)、安全完成筒體更換工作。

(1)制定創(chuàng)新性的組裝工藝：在吸收塔上段，指定更換的筒體外側(cè)預先焊固1個臨時性的雙桿對稱式支撐梁機構(gòu)用于支撐和定位，再分兩半更換筒體的方式施工。作業(yè)時，根據(jù)已預制的2件半筒體的縱向剖切線的方位，在原吸收塔筒體的指定高度位置，將相同方位的一半剖切并吊下，新預制的指定半筒體吊上后，其上、下兩端與原設(shè)備分別組對并施焊；另一件半筒體的作業(yè)步驟同前，但該件新的半筒體必須先倒置再組對，以避免出現(xiàn)十字焊接頭，最后施焊2個新的半筒體的縱向接頭(圖1)。施工中，使用1臺70 t 的運行式起重機吊裝，即完成了筒體更換作業(yè)。

圖1　吸收塔中部筒體修理組裝示意

(2)根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)大檢修的特點，修理項目組制定出施工的進度計劃橫道圖表，并嚴格實施，統(tǒng)籌安排、優(yōu)化合理施工，避免了與其他相關(guān)作業(yè)組的沖突。

(3)按壓力容器制造質(zhì)量控制體系運行，完善質(zhì)量控制文件，制定質(zhì)量控制點，應嚴格過程檢驗和竣工驗收，把好檢驗關(guān)，確保安全、優(yōu)質(zhì)地完成項目。

4　結(jié)語

該吸收塔修理項目的準備和施工過程中，智勝公司嚴格按照壓力容器制造質(zhì)量控制體系的要求，抓好各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，項目一次性驗收合格，成功實施了優(yōu)化方案，為公司節(jié)約了修理費用，也積累了較多的工程實踐經(jīng)驗。

2015- 04- 30)