氯氣壓縮機冷卻器泄漏事故分析

李景旺，郝長青

（滄州聚隆化工有限公司，河北 滄州061000）

氯氣壓縮機是氯堿企業的關鍵設備，其作用是把經過干燥后的干氯氣加壓后送至氯氣液化或氯產品生產工序。氯氣經壓縮后溫度上升很快，如不及時把熱量轉移走，必然會影響下一級壓縮；若溫度超過500 ℃，氯氣會與鋼產生化學反應，從而損壞設備。因此，在每一級壓縮過程之間必須設置中間冷卻器。在中間冷卻器中，一般氯氣走殼程，冷卻水走管程。若管程泄漏，氯氣與水混合后反應生成鹽酸、次氯酸，會對碳鋼設備產生嚴重腐蝕，輕則損壞氯氣壓縮機等關鍵設備，重則可能造成液氯系統含水超標，嚴重影響后續裝置的安全生產。

滄州聚隆化工有限公司氯氣壓縮機型號為4VRZ 151-405-04G，進口壓力-9～-11 kPa；出口壓力0.3～0.5 MPa；含水≤50×10-6；流量2 990 Nm3/h，2010年投入使用。濕氯氣用99.99%硫酸為干燥介質，進行干燥，使氯氣含水≤50×10-6，然后通過氯氣壓縮機加壓、冷卻后，進入液氯工序。

1 事故經過

2018 年3 月某日凌晨5：10，該公司中控主操工發現氯氣含水指標開始出現波動，并且逐漸升高。雖然氯含水指標當時并沒有超出范圍，但是其含量逐漸上漲，也是不正?，F象。

首先檢查氯壓機換熱器檢漏孔，沒有發現泄漏痕跡；檢測循環水總管pH 值，沒有發現變化；又到氯壓機廠房檢測四段冷卻器，循環水壓力正常；淀粉試紙測試循環水沒有變色；檢查泡罩塔加酸量正常；洗滌塔液位正常；檢查氯含水分析儀，運行正常。但此時中控室顯示氯含水還在漲，只是漲幅較慢。

使用降低水壓的檢測方式進行檢驗時。中控室密切關注氯壓機四段冷卻器氯氣溫度變化的同時，把四段冷卻器循環冷卻水進口控制閥門逐個關小，再用試紙一一測試。在測試到第一段冷卻器循環水時，試紙變藍，其他冷卻器仍然無變化，當即判斷是第一段冷卻器發生泄漏。

2 原因分析

（1）設備老化換熱管腐蝕后出現漏點。該中間冷卻器是三類壓力容器，2009 年6 月制造，已經使用9 年。

（2）冷卻水壓力大于一段氯壓機氯氣壓力。冷卻水沿泄漏的換熱管進入氯氣系統，但漏點很小不易查找，造成氯氣含水緩慢升高。

（3）氯壓機在運行過程中，隨著負荷的減小，氯氣系統的壓力不足以維持系統的安全運行。這時殼程壓力逐漸減小，當殼程壓力小于管程壓力時，冷卻水就會通過換熱管微小漏點進入氯氣。

3 采取措施

（1）在一段冷卻水進口安裝DN100、1.6 MPa 的自動調節閥1 臺，使冷卻水壓力小于氯氣壓縮機氯氣壓力0.02～0.03 MPa。如果冷卻器泄漏，殼程的氯氣壓力大于管程冷卻水壓力，冷卻水不能進入氯氣壓縮機，使氯氣壓縮機得到保護。

（2）加強巡檢，每2 h 檢測一次冷卻水氯離子含量。冷卻器泄漏，氯氣進入冷卻水，冷卻水內氯離子升高，用淀粉試紙檢測，試紙成藍色。如果發現異常，立即采取措施。

（3）盡量采用雙管板結構，可防止殼程與管程流體介質混合。氯氣中間冷卻器應采用雙管板結構，只要換熱管質量好，即使管板與換熱管的連接部位泄漏，氯氣也不會與水混合而對設備產生強腐蝕。換熱管應采用優質鋼管，建議采用高壓鍋爐用無縫鋼管。

圖1 工藝設計排水示意圖

（4）在工藝設計上，對氯氣中間冷卻器采取常壓排水，換熱后的冷卻水先排到地下水池，再用泵打回冷卻塔冷卻，盡可能減小排水阻力，避免換熱列管突然泄漏時冷卻水進入氯氣系統，工藝設計排水示意圖見圖1。

（5）在條件許可、技術成熟的情況下，可安裝游離氯在線檢測裝置，一旦檢測到冷卻水中含游離氯，立刻報警，再通過分析檢測，如確定含有游離氯，立即緊急停車。

（6）定期風掃管道和設備，及時清理鐵銹和硫酸晶體，保持管道暢通。

（7）按照設備臺賬記錄情況，對于服役年久的設備、管道在停車后進行打壓試漏，對于不符合在線使用的設備進行更換。拆下的冷卻器管程打壓試漏，對泄漏換熱管兩端進行焊接封堵，壓力試驗合格后，將冷卻器清洗，再次進行壓力試驗，合格后，充氮氣密封保護，備用。

4 結語

氯氣壓縮機是氯堿企業的關鍵設備，主要作用是對氯氣進行加壓后，輸送至下一道工序。該設備有四段冷卻器，在本次事故中氯氣壓縮機一段冷卻器泄露后，冷卻水由管程進入殼程隨氯氣一同進入氯氣壓縮機，造成氯氣含水升高，三個多小時內由6×10-6升高到26×10-6。如果冷卻水泄漏量繼續加大，將造成氯壓機報警事故急停甚至對氯壓機直接造成損害，影響安全穩定生產；如果含水超標的氯氣進入液氯工序，水結冰將引起設備堵塞甚至爆炸事故，后果不堪設想。

氯氣含水升高的原因較為復雜，發生故障時，操作工和技術人員要冷靜對待，逐一摸索排查，才能盡快找到故障點，并采取最佳應對措施，及時避免重大事故的發生。