氨加熱器泄漏的原因分析與處理

毋喜變

（河南省中原大化集團有限責任公司，河南 濮陽 457004）

氨加熱器泄漏的原因分析與處理

毋喜變

（河南省中原大化集團有限責任公司，河南 濮陽 457004）

本文全面介紹了氨加熱器幾年來的運行及檢修情況，對其泄漏進行原因分析，找到處理措施，并提出改進辦法。

氨加熱器；腐蝕；原因分析；處理措施

河南省中原大化集團三聚氰胺裝置是引進意大利歐技公司高壓法生產工藝，是國內首套引進高壓法生產技術，其工藝特點是在生產過程中不采用硅膠樹脂作為催化劑，使產品純度可達99.9%以上，產品質量優于國家標準。裝置中氨加熱器屬于最重要的反應工段，直接向三聚氰胺反應器提供高純度的氨原料，這臺設備多次出現泄漏，每次出現列管泄漏就必須停車處理，嚴重影響了裝置的穩定運行和公司的經濟效益，是目前三聚氰胺生產中急需解決的問題。

1 氨加熱器簡介

1.1 工藝流程簡介

從界區來的液氨，在液化閥LV31071控制下，進入反應器氨受槽V3104，然后由氨給料泵P3105 A/B升壓到9.0～9.5 MPa，經加熱器E3103和氨過熱器E3104，逐步加熱到380℃，進入反應器R-3101，與熔融尿素在8.0 MPa 380℃的條件下發生縮聚反應，生成三聚氰胺。其工藝流程見圖1，工藝參數見表1。

圖1 E3103結構及工藝流程簡圖

表1 E3103工藝參數

1.2 設備簡介

氨加熱器是由東方鍋爐公司生產的臥式U型管式換熱器，屬于三類壓力容器，其設備結構參見圖1，各部件材質為：殼體16 MnR、封頭16 MnR、管箱00Cr17Ni14Mo2、管板00Cr17Ni14Mo2、換熱管00Cr17Ni14Mo2、折流板0Cr17Ni9。

2 氨加熱器運行經過

E3103自2000年4月正式運行以來，出現了多次的封頭泄漏和列管泄漏，在最初的一年內就出現了好幾次列管泄漏，無奈于2001年8月整體更換管束，隨后的幾年內設備運行較為正常，只是出現過幾次封頭泄漏，2005年5月出現一次列管泄漏，停車處理后恢復正常。進入2007年以后，該設備列管泄漏事故頻發，2007年7月5日泄漏一次，2007年9月17日泄漏一次，2007年10月29日再一次泄漏，堵了2根換熱管，回裝之后仍然泄漏，只好整體更換管束，5天后才得以恢復開車。

3 泄漏原因分析

3.1 封頭泄漏原因

（1）密封槽內有劃痕或凹坑點蝕。（2）密封墊尺寸不完全合適。（3）密封墊有損壞。（4）密封墊的緊力不夠均勻。

3.2 列管泄漏原因

（1）在工藝開車過程中，加減負荷過快引起換熱管振動，容易造成管板部位的管子切斷，造成泄漏。（2）在工藝開車過程中，載荷及溫度經常變化，換熱管受到應變載荷的長期作用，出現疲勞裂紋穿透管壁而泄漏。（3）高壓蒸汽進口處，管內是30℃的氨，管外是274℃的高壓蒸汽，換熱管在巨大的熱應力和腐蝕性介質的共同作用下，出現腐蝕性裂紋并迅速擴展，造成泄漏，這一條是該設備泄漏的最主要原因。（4）由于介質與金屬管之間有相對運動，造成對管子的沖刷腐蝕，使管壁逐漸減薄。（5）管子與管板的連接是先脹后焊，連接處存在有脹接應力和焊接應力，造成脹焊區內產生裂紋。（6）管子與管板的焊接存在質量問題。焊縫中存在有夾渣和氣孔造成裂紋和點蝕坑。

4 處理措施

（1）打開換熱器封頭，確定泄漏管子的位置。（2）選用316 L材質的棒料，加工成尺寸合適的楔狀堵頭。（3）將焊接部位打磨，把堵頭放進管端，選用A022焊條施焊。（4）焊接后進行著色檢驗。（5）修復封頭密封槽，達到密封面無缺陷。（6）選用質量合適的金屬包覆墊片。（7）回裝封頭時，各螺栓對角均勻緊固。（8）最后一次處理后，堵管已達6根，第一程換熱管數量是13根，達不到所需的換熱效果，抽出舊管束，更換上新的管束。

5 下一步改進計劃

這臺換熱器運行七年來，多次出現泄漏，已經兩次更換管束，最主要的原因是溫差太大，下一步準備從工藝上作一個大的技術改進，把這臺換熱器改為兩臺換熱器，一臺預熱器，一臺加熱器，分步對氨進行預熱和加熱，先用低壓蒸汽在預熱器里對氨進行預熱，再用高壓蒸汽對氨進行加熱。這樣就可大大減少溫差應力對列管造成的破壞，從根本上消除氨加熱器的泄漏，為裝置的穩定生產打好堅實的基礎，為企業創造好的經濟效益。

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10．3969/j．issn．1008-1267．2010．01．014

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2009-01-04

毋喜變（1966～），女，河南沁陽人，設備工程師。