硝酸裝置氨蒸發器泄漏的不停產處理

(河南神馬尼龍化工公司 ， 河南 平頂山 467000)

1 工藝描述及設備參數

1.1 工藝描述

公司硝酸裝置年產硝酸10.5萬t，采用國內先進的雙加壓法生產技術。硝酸裝置中，壓力1.3 MPa左右的液氨被送入兩臺氨蒸發器E101A/B(如圖1所示)，被蒸發為氣氨，其中約80%的液氨在蒸發器A中，被循環于蒸發器A和吸收塔冷卻器E113上部之間的密閉循環水熱量所蒸發。剩余的液氨在蒸發器B中用來自高壓反應水冷器E111換熱后的循環冷卻水所蒸發，用PV101A/B控制蒸發壓力在0.52 MPa。

雙加壓法硝酸裝置設置了兩臺臥式列管蒸發器E101A/B，正常是蒸發器A的蒸發量為系統負荷的80%，蒸發器B的蒸發器為系統負荷的20%，在開車階段由于吸收塔沒有熱量放出，上部循環的密閉循環水溫度比較低，無法使蒸發器A的蒸發量滿足裝置開車需要的80%負荷，為了滿足開車需要的氣氨，蒸發器B(使用界區32 ℃的循環水蒸發)的蒸發量必須滿足系統負荷的80%，供裝置開車使用。

1.2 設備參數

氨蒸發器設備參數如表1所示。

圖1 氨系統工藝流程圖

表1 氨蒸發器設備參數

2 泄漏現象及原因分析

在正常生產中，工藝人員對裝置現場進行例行巡檢，日常作業時發現氨蒸發器B循環冷卻水回水pH值為10～11，顯示堿性，而其他使用循環水設備的回水pH值為中性，由此判斷氨蒸發器列管泄漏，有液氨泄漏入循環水中。因廠區氨蒸發器B蒸發液氨使用30 ℃左右循環水，公用工程中循環水是露天循環冷卻，且多個裝置共用，導致循環水較臟且氯離子含量較高，液氨在蒸發器殼程，循環水在管程，而蒸發器列管是碳鋼材質，長時間生產運行會使列管，特別是焊縫處腐蝕嚴重，最終導致液氨漏入循環水。

3 不停產處理過程

3.1 泄漏設備氨蒸發器B切出系統

氧化主控人員通過適當降低入氧化爐原料氣氨空比值，進而控制氧化爐溫度，避免因爐溫降低過快，汽包產氣量不足而影響汽輪機的穩定運行；機組主控人員通過交替降低機組的轉速以及關小空壓機的靜葉來降低機組的負荷。在降負荷的過程中，一定要緩慢進行，機組主控觀察防喘振工況點，嚴防機組喘振，直至裝置負荷降到80%，即一次空氣量為42 000 m3/h左右，二次空氣量2 600 m3/h左右。在系統降負荷的過程中，氧化系統與機組緊密配合，防止出現意外。

主控關閉氨蒸發器B液氨進口閥LV103，通知現場人員關閉液氨進口閥的前、后截止閥，確認旁路閥關閉；關閉氨蒸發器A去氨蒸發器B的液氨切斷閥HV101及其前后截止閥，停止向氨蒸發器B進氨。

開大氨蒸發器A液氨進口閥LV101，保持氨蒸發器A的液位控制在60%以上。

在氨蒸發器B的壓力PIC101(為PT101遠傳顯示)降低時，通過開大循環水回水閥PV101B增大蒸發器B的蒸發量，控制PIC101的壓力，同時降低蒸發器B的液位。

通知現場人員關小吸收塔T101底部1～11層的循環水回水閥，使T101內部的反應熱上移，來提高密閉循環水的溫度，提高氨蒸發器A的蒸發量。

待氨蒸發器B液位降至10%以下，通知現場人員緩慢關閉蒸發器B的出口閥，此時PIC101的壓力顯示只是蒸發器B的內部壓力，主控人員不再作為參考值，應重點觀察氣氨壓力PIC102的變化，同時注意氧化爐的溫度維持在820 ℃左右。

當氣氨壓力PIC102(為PV102后PT102遠傳壓力顯示)降低至0.38 MPa時，壓力難以為繼，氧化爐溫度持續下降，通知現場打開密閉循環水(用于蒸發氨蒸發器A中的液氨)的中壓蒸汽閥門，提高密閉系統的溫度，加大氨蒸發器A的蒸發量，來彌補停用氨蒸發器B造成氣氨量的不足(接通密閉的中壓蒸汽后，要注意密閉的壓力升高，及時開導淋泄壓，避免壓力升高使安全閥起跳)。

主控用氣氨壓力調節閥PV102控制氣氨壓力在0.38 MPa左右，注意氨空比值變化情況，爐溫盡量不要低于800 ℃。主控人員注意吸收塔的反應熱上移情況，如果氨壓持續上升，通過提升裝置負荷來穩定氣氨壓力PIC102在0.47 MPa以及氧化爐溫度在860 ℃。

當氣氨壓力PIC102的壓力持續上升時，可以關小密閉系統的中壓蒸汽閥閥門，通過減少進入密閉中壓蒸汽量來控制蒸發器A的蒸發量，進而維持氣氨壓力。

將氨蒸發器B去輔助氨蒸發器之間的閥門打開，將殘存液氨排入輔助氨蒸發器E102內，投用低壓蒸汽進行蒸發，也可以用此提高氨壓，當輔助氨蒸發器液位不再上升時，說明氨蒸發器B內的液氨已經排凈，關閉氨蒸發器B去輔助氨蒸發器E102之間的兩道閥門。

工藝人員佩戴勞保防護用品，打開氨蒸發器B安全閥旁路，對與系統隔絕的氨蒸發器B進行充氮氣置換，反復多次置換并安排分析人員對設備內部進行可燃氣體及有毒有害氣體分析，直至分析合格，停止氮氣置換，并泄壓至常壓。配合檢修將氨蒸發器B與液氨氣氨管線連接的閥門后法蘭加裝盲板，并編號。

3.2 設備檢修

工藝人員確認設備內部無壓力，且氣體分析合格后，通知檢修人員打開設備封頭，然后由工藝人員打開氮氣閥門關閉安全閥旁路閥，保持氨蒸發器內部壓力0.5 MPa左右，然后用肥皂水試漏，確認泄漏列管位置，做好標記后關閉氮氣閥門，并泄壓。檢修人員根據標記對泄漏的列管進行封堵，然后充氮氣試漏，直至正常再進行設備回裝，設備回裝完場后對現場所有管線閥門進行確認狀態，拆除盲板。

3.3 設備檢修后投入運行

在整個檢修的過程中，PIC102的壓力降低，為保證氧化爐溫度≥810 ℃，系統及時降低負荷。現場打開安全閥的旁路閥，關閉LV103的后導淋閥，開LV103的前、后截止閥，確認LV103的旁路閥關閉，打開HV101的前、后截止閥，確認E101B至輔助氨蒸發器間的兩道排污閥關閉。主控打開LV103開始向氨蒸發器B進行充氨，置換至少10 min以上，關閉安全閥的旁路閥，氨蒸發器B的液位控制在30%左右。

在建立氨蒸發器B液位時，如果PIC101的壓力升高過快，可聯系現場通過開安全閥的旁路閥來控制。當氨蒸發器B的壓力在0.52 MPa左右，液位在30%左右時，通知現場進行投用氨蒸發器B：通知現場緩慢打開氨蒸發器B氣氨出口閥，主控人員通過控制PIC101B的開度來控制PIC101的壓力，同時要嚴格控制好PIC102的壓力及氨空比值，在氧化各主要工藝指標波動不大的情況下，直至現場人員將氨蒸發器B氣氨出口閥全開。

在投用的過程中，當PIC102壓力上升時，及時通知現場開大T101底部循環水流量，控制吸收塔內的反應熱上移。PIC102壓力繼續上升，通知現場關閉密閉系統的中壓蒸汽，降低氨蒸發器A的蒸發量，維持氨系統的壓力穩定。主控繼續通過控制PV101B的開度來控制PIC101的壓力在0.52 MPa左右，氨蒸發器B完全投用后，將各工藝指標控制在正常值。氨系統穩定后，壓縮機組與氧化吸收主控人員配合提升裝置負荷。裝置滿負荷穩定運行后，將氨蒸發器B液位高聯鎖投用。

4 結語

在裝置設備泄漏時，我們能夠快速分析出泄漏的原因，從設備管線材質入手，根據工藝實際情況綜合考慮，準確判斷出泄漏的大概部位，為后續檢修工作提供重要依據；更重要的是在裝置不停產的情況下，快速對設備切出檢修，這種大膽嘗試也是行業內首列，不僅減少了對公用工程的污染，也避免了因裝置停產設備檢修所造成的經濟損失。