循環水系統運行中存在的問題及處理

劉寧娟

（青海鹽湖股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000）

循環水系統運行中存在的問題及處理

劉寧娟

（青海鹽湖股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816000）

對生產運行過程中出現的問題進行了總結分析，提出了循環水系統的優化措施，實現了尿素裝置的穩定運行。

循環水；冷卻器；全壓式高速排氣閥；封頭；制約

我車間年產33萬t尿素裝置采用傳統的斯太米卡邦（Stamicarbon）二氧化碳汽提法技術，設計生產能力為日產1 000t小顆粒尿素。尿素循環水系統由輔助公用工程動裝置動力車間送出，為了保證尿素裝置溫度、壓力處于正常運行工況，其用于尿素裝置11臺冷卻器換熱的冷卻介質，對工藝介質進行熱交換，其設計參數如表1所示：

表1 循環水設計參數

1 尿素裝置11臺冷卻器設備的主要作用

1）工藝冷凝液冷卻器：其作用是水解解吸系統處理合格后的工藝廢水進行冷卻，冷卻使溫度降到50℃后，送至熱電廠，作為鍋爐補水。

2）蒸汽冷凝液冷卻器：其作用是將蒸汽冷凝液溫度由80～90℃冷卻到40℃，作為4巴吸收塔上段的吸收液。

3）4巴吸收塔進料冷卻器：主要是將4巴吸收塔給料泵送來的工藝液由56℃左右冷卻到40℃，作為吸收塔下段的吸收液。

4）閃蒸蒸汽冷卻器：主要是將裝置所有蒸汽用戶回收的冷凝液進行冷卻回收利用。

5）低壓調溫水換熱器：將低壓甲銨冷凝器中氨和二氧化碳反應放出的熱量移除，保證低壓系統溫度、壓力在工藝指標內運行。

6）高壓調溫水換熱器：主要是將高壓洗滌器內氨和二氧化碳的反應熱通過循環水移除，保證高壓系統壓力、溫度正常運行。

7）回流冷凝器：其作用是將解析塔內解吸出來的氨進行回收利用，利用循環水將氨和二氧化碳反應的反應熱移除，保證系統各參數的正常運行。

8）一段蒸發表冷器、二段蒸發表冷器及二段蒸發后表冷器：其作用是用循環水將一段蒸發、二段蒸發分離器內分離出來的氨和二氧化碳、水汽、甲銨液、尿液進行冷凝，維持蒸發真空度。

9）4巴吸收塔塔底冷卻器：采用循環水將4巴吸收塔內反應的反應熱移除，工藝液溫度由56℃左右降到40℃后，作為常壓吸收塔的吸收液。

2 運行中出現的問題及原因分析

2.1 運行中出現的問題

自試車以來，循環水系統運行極不穩定，嚴重影響了尿素裝置的穩定運行，嚴重制約尿素裝置的穩定生產。運行過程中因循環水問題多次引起停車事故，對尿素裝置穩定生產形成主要的制約因素。

（1）2012年試車以來，曾多次發生過循環水壓力過低，位于尿素框架七樓的4巴吸收塔塔底冷卻器工藝側的工藝介質溫度無法降低，致使該工藝液到常壓吸收塔后不能將常壓吸收塔內的氨和二氧化碳吸收完全，造成低壓系統超壓，從而使蒸發背壓，真空度達不到工藝指標，尿素中水分含量增加，影響到尿素產品質量。

（2）2013年12月10日，由于合成氨裝置循環水用量增大，造成尿素循環水量不足，壓力過大，造成蒸發系統三臺表冷器缺循環水，蒸發系統超壓（壓力超過了150kPa），造成蒸發系統無法正常運行，被迫高壓減負荷，蒸發短亭。

（3）尿素循環水進入界區流量計顯示時有時無，影響對消耗的考核。

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

2.2 原因分析

（1）原設計尿素所使用的循環水與VCM裝置、合成氨裝置、甲堿裝置、空分裝置及VCM/PVC冷凍站共用一根循環水管線。對尿素裝置而言，由于框架高，所以對循環水的壓力等級要求比較嚴格，一般設計壓力為0.4MPa。但目前，動力車間的泵出口壓力0.4MPa，通過別的裝置后，待送到我們車間時的循環水壓力已降為0.3MPa左右。遠遠滿足不了尿素的工藝要求，尿素裝置涉及到循環水的地方，比如低壓以及蒸發等幾臺表冷器，由于循環水壓力低，循環水量低，造成換熱器冷卻量不足，導致低壓超壓，蒸發真空度提不起來，嚴重影響尿素的穩定生產以及產品的質量。

（2）在拆檢該流量計時，發現循環水中所含細菌及藻類較多，循環水流量計采用的是阿牛巴流量計，其節流裝置上的小孔常常堵塞，致使循環水量顯示不準確。

（3）動力車間送來的循環水通過裝置較低的VCM車間和合成氨車間后，車間框架高處的冷卻器循環水到達不了，致使管路中惰氣排不凈。在倒泵時經常由于惰氣排不凈，當兩臺泵同時運行時，流量增大，迫使氣體空間縮小，氣體被壓縮，壓力增大，從而將冷卻器的上最薄弱的封頭墊子沖開，迫使系統停車，嚴重影響裝置的正常、穩定生產。

3 采取的改造措施

1）通過外操對同類裝置的廠家進行考察和學習，這兩家都將尿素的循環水設置為獨立的循環水系統，并不與其他車間共用，這樣可以確保高質量的循環水送到相對較高的尿素框架上。

根據我廠的實際情況，我廠PVC車間循環水從我裝置北面通過，然而我們廠的PVC車間已經將循環水改為獨立的循環水系統，這樣他們原有的一條循環水將會閑置下來，本著節省成本與維護穩定生產的原則，我們可以將這條閑置的循環水管線利用起來，將原PVC的循環水管線引入尿素裝置，接到原上水管線閥后，加一個DN800的閘閥，控制上水。這對系統穩定運行將得到很大的改善。這樣利舊既節省了成本，又維護了系統，對系統穩定運行必將得到很大的改善，具體改造改造所需材料見下表2。

表2 改造所需材料表

原循環水設計值總量Q＝4 794m3，CO2壓縮機所用循環水流量：06JT0102（壓縮機凝汽器冷卻器）所用Q1＝1 487m3，06J0102a/b/c（壓縮機段間冷卻器）所用Q2＝425m3，尿素裝置所用Q3＝2 882m3，原動力車間送至PVC車間的循環水有三臺，每臺循環水泵打量為Q＝1 620m3，揚程H＝51.2m。而我車間壓縮機在合成氨裝置，所用的循環水由合成氨管路提供。在開兩臺備一臺的情況下，足夠供應尿素的循環水量。

2）將循環水流量計由阿牛巴形式的流量計改為不和介質接觸的超聲波流量計，避免循環水中所帶雜物堵塞流量計節流裝置，影響了流量測量的準確性。同時當循環水系統壓力變送器顯示不準或檢修時，可以將平常控制流量經驗值作為操作依據，保證了系統的穩定運行。

3）將尿素框架七樓的4巴吸收塔塔底換熱器安裝位置由七樓改到框架五樓（原4巴吸收塔塔底換熱器安裝位置標高為EL：138 100mm，其中EL：100 000mm為基準面標高，更改后的標高為EL：128 500mm，即將換熱器位置下移了9 600mm）。

4）在循環水冷卻器封頭墊片容易損壞的回流冷凝器、一段蒸發表冷器、二段蒸發表冷器上增加了6臺全壓式高速排氣閥。當動力車間倒泵時，能及時將尿素裝置水冷器中未排凈的氣體排出，保證了設備的安全，同時也為生產的穩定運行提供了保證。

5）將循環水水質作為重點監測的對象，當循環水中雜質、藻類、微生物含量高時，通知動力車間進行處理。

4 取得的效果

通過2014年5月利用大檢修期間對循環水系統上水管管網及全壓式高速排氣閥進行改造后，經過了半年多的運行，取得了良好效果。徹底解決了循環水壓力低、量不足的瓶頸問題，尿素低壓系統超壓，蒸發真空度達不到問題也得以解決；加強車間的協調管理及操作人員的巡檢管理后，設備封頭墊片損壞事故得以解決，尿素產品中水分含量達到了優級品。再沒有出現過因循環水問題導致高壓減量，低壓超壓，蒸發停車事故的發生，為尿素實現“安、穩、長、滿、優”的運行提供了保障。

5 結束語

綜上所述，公用工程系統在尿素生產中起到的作用至關重要，并且不能忽視，只有保障了各個系統的正常運行，才能實現整個工藝的穩定，才能減少損失，給企業創造更大的利潤。對尿素裝置循環水系統改造后，有效解決循環水壓力低造成冷凝量不足帶來的問題，對穩定尿素工藝生產起到關鍵性作用。

The Problems Existing In The Circulating Water System Operation And Processing

Liu Ning-juan

The problems in the process of production run are summarized analysis，the circulating water system optimization measures are put forward，realize the stable operation of the urea process.

circulating water；Cooler；All the pressure type high-speed exhaust valve；head；restriction

TQ085.4

B

1003-6490（2016）08-0003-02

2016-07-30

劉寧娟（1983—），女，陜西戶縣人，工程師，主要從事工藝技術管理工作。