1 000 m3液氨球罐裝置安裝運行總結

袁平華(山西陽煤豐喜肥業〔集團〕有限責任公司臨猗分公司 山西臨猗044100)

1 000 m3液氨球罐裝置安裝運行總結

袁平華
(山西陽煤豐喜肥業〔集團〕有限責任公司臨猗分公司 山西臨猗044100)

山西陽煤豐喜肥業(集團)有限責任公司臨猗分公司二分廠原合成氨設計能力為年產240 kt液氨，由于近期甲醇市場低迷，且臨猗分公司甲醇生產成本高，集團公司決定在凈化車間新增1臺變換爐，將甲醇裝置改造成氨醇聯產裝置。該裝置于2013年7月建成投產，日增產液氨300 t，年增產液氨近90 kt。原有的1臺1 000 m3液氨球罐于2013年4月到期，需全面檢測，且已不能滿足生產需要。為此，臨猗分公司決定新增1臺1 000 m3液氨球罐，以滿足生產需求。

1 液氨球罐裝置的設計

液氨球罐材質為16MnR，三帶板，30塊球殼板(厚度為52 mm，Φ12 300 mm)，設計壓力為2.65 MPa，運行壓力為2.50 MPa。設有1座氨氣

吸收塔(自制)回收氨放空氣，制成氨水；設集油器1臺(Φ500 mm×1 500 mm)，采用蒸汽加熱的方法，利用分餾原理，分離出液氨中的油性物質，產生的氣氨經冰機冷凝成液氨進入液氨系統，油性物質外排。液氨球罐裝置工藝流程見圖1。

圖1 液氨球罐裝置工藝流程

2 液氨球罐的焊接、檢測

液氨球罐的焊接采用直流電弧焊，使用J507焊條(直徑Φ4 mm)，由8名焊工同時推進作業，焊前預熱溫度為150 ℃。無損檢測采用TOFD+磁粉，熱處理采用0#輕柴油，加熱溫度最高達580 ℃；水壓試驗壓力為3.31 MPa。

2.1 球罐焊接

由于在冬季焊接時氣溫較低及雨雪干擾，導致焊接作業時斷時續，焊接質量無法保證。為此，焊前預熱就顯得尤為重要，后熱也必須保證。焊前預熱采用氧氣乙炔加熱方法，但后熱比較麻煩，因為沒有加熱帶，只能焊完以后再用火焰烤一下。球罐外面焊完以后，焊接轉入球罐里面，由于球罐人孔只有Φ500 mm，使用強力排風機也不能使焊接產生的煙氣及時擴散，為安全起見，8名焊工分成2組，日夜2班輪流作業，耗時7 d完成罐內焊接。

2.2 球罐檢測

在采用超聲波檢測時，要求對檢測質量嚴格把關，不合格的堅決返修直到合格。在用超聲波衍射時差法(TOFD)第1次檢測完成后，觀察到有夾渣、氣孔和裂紋，組織施工人員進行了第1次返修；再次檢測后，發現還有問題，聘請焊接專家進行了實地檢測，當場把有缺陷的焊縫刨開檢查，確認焊接確實存在缺陷(有氣孔)，經專家共同研究后同意安排人員再次進行了返修直至檢測合格。

3 工藝閥門

液氨是危險性介質，因此閥門的啟閉必須迅速，原設計沒有考慮到此問題，仍采用氨截止閥。經研究，決定改用不銹鋼球閥。球閥具有密封好、啟閉快的優點，在發生緊急情況時能快速反應。最初采用Q41F- 150- 40p軟密封的球閥，但在按國家標準對閥體進行設計壓力的1.5倍加壓試漏時，閥體密封面有泄漏；閥門生產廠家建議把密封面的緊固螺栓上緊；螺栓緊固后，閥體不再泄漏，但啟閉有些困難，需要2～3人才能開啟。為此，決定全部更換此批次的閥門，采用Q41W- 150- 40p硬密封的球閥。此球閥閥體密封面由于采用金屬密封，耐壓強度大，不易發生外漏，且閥門啟閉輕松，投運至今未發現問題。

4 安全閥及緊固件

安全閥安裝在球罐頂部，原設計安全閥為碳鋼材質，后決定采用不銹鋼安全閥。因為球罐頂部是氣氨，溫度比液氨高，故安全閥外部及放空管線沒有設保冷設施，閥體受潮容易腐蝕，會給球罐正常運行帶來不利影響；所有緊固件都采用不銹鋼雙頭螺栓代替原設計的碳鋼材質，以保證法蘭連接處螺柱不被腐蝕，保證球罐運行安全。

5 現場液位計

球罐有現場和遠傳2種液位計，現場采用磁翻板液位計，長度為12 m。由于運輸問題，決定分為3段，中間用法蘭聯接。液位計完成安裝后，發現中間法蘭連接處無法讀數，原因是磁面板無法穿過法蘭(法蘭面太寬)；后經變更設計，磁翻板液位計仍為3段，但中間為錯開連接而不是直連，不影響液位讀數(圖2)。

圖2 磁翻板液位計結構示意

投運初期，發生磁翻板液位計不翻板、沒液位等問題。起初認為是浮球密度大(液氨密度為650 kg/m3)而不上浮，更換浮球后無果，更換面板后仍無液位。后認為是磁翻板磁性太弱，導致浮球上浮后翻板沒能及時翻轉，故加強了磁翻板的磁性。磁翻板磁性加強后，上面2段面板能翻轉，最下面的磁翻板沒有翻轉。后發現最下段浮球被吸在焊接在面板法蘭上的防靜電螺栓處不能上浮。將螺栓去掉后(完成后再補上)，浮球能夠上浮，磁翻板順利翻轉，液位顯示正常。

2014- 01- 03)