尿素合成塔泄漏事故分析及處理

陳曉林（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

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尿素合成塔泄漏事故分析及處理

陳曉林
（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

摘 要：在尿素生產(chǎn)的過(guò)程中，尿素合成塔是重要的生產(chǎn)設(shè)備。一旦合成塔出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)尿素生產(chǎn)裝置的安全、高效和穩(wěn)定運(yùn)行受到影響。所以，出現(xiàn)泄漏事故后，設(shè)備維護(hù)管理人員還要做好泄漏原因的分析，以便尋求科學(xué)的處理措施進(jìn)行事故的處理。基于這種認(rèn)識(shí)，在對(duì)尿素合成塔結(jié)構(gòu)展開(kāi)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)一種尿素合成塔泄漏事故的原因和處理問(wèn)題展開(kāi)了分析，從而為關(guān)注這一話(huà)題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：尿素合成塔；泄漏事故；處理

在工業(yè)生產(chǎn)中，尿素合成塔的造價(jià)較高，并且具有安裝復(fù)雜和制造周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。而經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，塔內(nèi)也容易出現(xiàn)腐蝕泄漏問(wèn)題。如果沒(méi)能做好泄漏事故的處理，就會(huì)給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，有必要對(duì)尿素合成塔泄漏事故分析及處理問(wèn)題展開(kāi)探討，從而更好地開(kāi)展尿素合成塔的日常維護(hù)管理工作。

1　尿素合成塔結(jié)構(gòu)分析

從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，尿素合成塔是由上下封頭、多個(gè)筒節(jié)、出料管和進(jìn)料管構(gòu)成，而筒節(jié)采取的則是多層包扎結(jié)構(gòu)。在各個(gè)筒節(jié)中，耐腐蝕層襯里、不銹鋼盲層和碳鋼層板將按照由內(nèi)向外的持續(xù)分布。由于尿素合成塔內(nèi)含有大量的氨、二氧化碳、水和尿素介質(zhì)，所以容易形成具有較強(qiáng)腐蝕性的甲胺溶液。該溶液的濃度越高，對(duì)設(shè)備的腐蝕也會(huì)越強(qiáng)。就目前來(lái)看，尿素合成塔遭受的腐蝕形式有封頭針孔腐蝕、出液管線(xiàn)部件腐蝕、襯里焊縫腐蝕、封頭冷凝腐蝕和環(huán)隙沖刷腐蝕等等［1］。而這些腐蝕問(wèn)題的出現(xiàn)，都會(huì)導(dǎo)致尿素合成塔發(fā)生泄漏事故。

2　尿素合成塔泄漏事故分析

2.1泄漏事故描述

某公司在生產(chǎn)中使用了尿素合成塔裝置，該裝置的封頭緊固螺栓為載絲，材質(zhì)為SCM3，使用液壓拉伸器緊固。而該合成塔及時(shí)在高溫高壓環(huán)境中的密封性能也良好，并且使用了具有耐腐蝕性能的齒形墊，投產(chǎn)的幾年時(shí)間里一直保持良好運(yùn)行狀態(tài)。但在今年初，該合成塔上封頭在北側(cè)偏東位置形成扇形面?zhèn)嚷⑶野橛休p微“刺刺”聲。為避免設(shè)備出現(xiàn)大面積泄漏，并且確保人員安全，則需要裝置的該次泄漏事故展開(kāi)分析。

2.2事故原因分析

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，該合成塔封頭螺栓共有5組，每組有4個(gè)螺栓，在進(jìn)行螺栓緊固的過(guò)程中，需要分5步完成螺栓的緊固作業(yè)。但由于每組螺栓的狀況并不相同，使用液壓拉伸器進(jìn)行螺栓的統(tǒng)一緊固就會(huì)導(dǎo)致泄壓后的螺母螺紋變形。在這種情況下，螺栓拉緊力受到了一定的影響，從而導(dǎo)致裝置存在密封不嚴(yán)的安全隱患。其次，在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，受到操作壓力和操作溫度等工作調(diào)經(jīng)的影響，尿素合成塔的墊片容易出現(xiàn)塑性變形問(wèn)題。而墊片產(chǎn)生形變，則會(huì)導(dǎo)致螺栓拉力和墊片比壓下降。當(dāng)墊片的變形量經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的積累后，則會(huì)導(dǎo)致墊片泄漏問(wèn)題的發(fā)生。此外，分析合成塔泄漏事故原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，泄漏也可能是由墊片或密封面本身的缺陷導(dǎo)致的。因?yàn)椋绻趬|片或密封面存在缺陷的情況下，高壓介質(zhì)將隨之泄漏［2］。但在一般的情況下，該類(lèi)泄漏問(wèn)題會(huì)在設(shè)備運(yùn)行初期出現(xiàn)。但從設(shè)備運(yùn)行時(shí)間上來(lái)看，設(shè)備在最初運(yùn)行的幾年時(shí)間里并未出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題，所以可以排除墊片或密封面存在缺陷的假設(shè)。綜合以上幾點(diǎn)，考慮到設(shè)備泄漏點(diǎn)處在封頭北側(cè)偏東的位置，并且泄漏量并不大。同時(shí)，由于泄漏位置為扇形面，并且處在3個(gè)螺栓之間，因此可以認(rèn)為泄漏事故是由螺栓預(yù)緊力不足導(dǎo)致。

3　尿素合成塔泄漏問(wèn)題的處理

自設(shè)備運(yùn)行以來(lái)，在使用壓力拉伸器進(jìn)行合成塔封頭緊固時(shí)，緊固油壓都為100MPa。但實(shí)際上，由于經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，設(shè)備螺栓的實(shí)際緊固油壓已經(jīng)提高到105MPa。為確保帶壓緊固安全，還要先進(jìn)行螺栓能夠承受的最大預(yù)緊力的計(jì)算，然后進(jìn)行拉伸器油壓的推斷。具體來(lái)講，就是使用p油壓=S螺Kσe/ S拉的公式進(jìn)行油壓的計(jì)算。式中，p油壓=指的是拉伸器油壓，S螺為螺栓有效橫截面積，σe為螺栓屈服強(qiáng)度，S拉為拉伸器油缸承壓面積，K為安全系數(shù)［3］。通過(guò)計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，拉伸器油壓不能夠超過(guò)154.1MPa。而通過(guò)降低合成塔操作壓力，則可以使螺栓的預(yù)緊力得到降低，繼而使合成塔的安全裕度得到增加。所以，可以從漏點(diǎn)兩邊對(duì)稱(chēng)向漏點(diǎn)部位緊固，而油壓則可以從105MPa開(kāi)始增加。在這一過(guò)程中，需要按照每輪5MPa的數(shù)值進(jìn)行油壓的增加。而每次完成一輪緊固，還需要對(duì)合成塔的漏量進(jìn)行觀察。最終，當(dāng)油壓達(dá)到125MPa后，合成塔漏點(diǎn)最終得到了緊固。

4　結(jié)束語(yǔ)

總而言之，一旦遭遇尿素合成塔泄漏事故，維護(hù)管理人員還應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)泄漏情況進(jìn)行泄漏原因的判斷。而在找到真正的泄漏原因后，維護(hù)管理人員則可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行漏點(diǎn)的處理。因此，相信本文對(duì)尿素合成塔泄漏事故分析

及處理問(wèn)題展開(kāi)的探討，可以為相關(guān)工作的開(kāi)展提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 劉志勇.氨汽提法尿素合成塔泄漏的維護(hù)及處理［J］.化肥設(shè)計(jì)，2014，（01）：44-47.

［2］ 常亮.尿素合成塔封頭泄漏原因分析及處理［J］.大氮肥，2014，（05）：310-311+318.

［3］ 王春茂，祝衛(wèi)國(guó)，袁濤，等.尿素合成塔典型泄漏形式及其檢驗(yàn)應(yīng)對(duì)策略［J］.化工設(shè)備與管道，2011，（02）：63-64.

Abstract：In the process of urea production，urea synthetic tower is an important production equipment.Once in synthetic tower leakage problems，will lead to the safety of the urea production plant，efficient and stable operation.So，Leak after the accident，equipment maintenance personnel need to get the analysis of leakage causes，in order to seek the scientific measures for the handling of the accident.Based on this understanding，this article analyses of urea synthesis tower structure on the basis of the leakage of urea is a kind of the cause of the accident analysis and deal with the problem，so as to provide reference for the people who pay attention to the subject.

Key words：urea synthesis tower；leakage accident；deal with

Urea Synthetic Tower Leakage Accident Analysis and Processing

Chen Xiao-lin

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ441.41

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1003–6490（2016）02–0001–02

收稿日期：2016–01–10

作者簡(jiǎn)介：陳曉林（1986—），男，黑龍江哈爾濱人，工程師，主要從事尿素工藝生產(chǎn)工作。