雙加壓法稀硝酸裝置生產異常狀況及處理

程川川

（中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司，河南平頂山 467000）

0 引 言

中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司（簡稱神馬尼龍科技公司）270kt／a稀硝酸（濃度63.5%）裝置采用雙加壓法稀硝酸生產工藝，由賽鼎工程有限公司設計（EPC），自2015年底投運以來，生產中出現不少問題，截至2019年底先后停車29次，其中，計劃停車11次，非計劃停車18次。多年來，神馬尼龍科技公司不斷解決生產中出現的問題，同時也積累了不少的經驗，現稀硝酸裝置已轉入長周期、穩定運行階段。為了能更好地減少生產異常、保持正常生產，以下對近年來發生的典型生產異常狀況及其處理措施作一總結。

1 停車情況統計

神馬尼龍科技公司2015年底稀硝酸裝置投運以來的開停車記錄見表1。可以看出：開車以來，18次的緊急停車中，工藝事故停車5次、占比17%，設備事故停車11次、占比38%，設備事故停車占比較高。

表1 稀硝酸裝置開停車記錄

2 設備事故停車及處理

2.1 反應器進口處法蘭墊片損壞而致停車

2016年11月28日18：27，氨轉化還原反應器（R102）進口處法蘭出現嘯叫；當日18：40，現場進行法蘭緊固，嘯叫聲減小；當日20：25嘯叫聲再次增大，現場再次進行法蘭緊固，緊固后氮氧化物仍有泄漏，考慮到法蘭金屬纏繞墊的V型薄鋼帶與填充料壓實后可能已經出現變形和損壞，同時為防止高溫氣流對法蘭面造成破壞，車間決定停車處理。

處理措施：停車后對氨轉化還原反應器進口處法蘭墊片進行更換，同時在開車時安排熱緊，處理后生產正常；此后，為防止類似事故再次發生而造成不必要的停車，車間先后在計劃停車期間分別對尾氣預熱器（E110）、氨轉化還原反應器（R102）出口、尾氣透平（C103）進口等處的墊片進行了更換，迄今再未出現過類似問題。

2.2 氧化爐B氫氣管堵塞而致停車

2018年4月18日，氧化爐B（R101B）更換第4套鉑網，并于當日17：15開車點火，大氫管手閥打開后發現氧化爐B點火大氫管不能引燃，經過多次嘗試，并進行反吹測試，確定氧化爐B大氫管堵塞；4月19日上午打開氧化爐B大蓋進行檢查，發現大氫管接頭和連接器處堵塞；隨后取樣分析堵塞物為鐵氧化物。分析認為，該堵塞部位中心孔徑φ15mm，由于系統原始開車時氫氣管線吹掃不徹底，造成大的焊渣等雜質隨氣流進入氫氣管線，后期由于大氫管線上閥門內漏，造成氧化爐部分氣氨順著氫氣管線外泄，并與雜質在聯接器附近發生反應聚結成塊而堵塞大氫管，導致無法進行氫氣點火。

處理措施：停車后切除堵塞段（要注意切除前臂管與鉑網之間的距離，避免因安裝尺寸過小導致大氫管旋轉后損壞鉑網），更換堵塞管線后，開車正常。

2.3 噴水減溫器堵塞而致緊急停車

2018年4月21日05：30，主控發現蒸汽過熱段溫度（TRCA-133）持續上漲，現場人員隨即聯系儀表人員對TRCA-133進行校對，校對后確認該儀表及相關調節閥閥位正常，而后TRCA-133仍持續上漲，且氧化爐B（R101B）溫度也同步持續上漲，現場打開蒸汽過熱段溫度調節閥（TV-133）旁路，R101B溫度不見下降。

處理措施：據上述現象判斷為R101B的噴水減溫器出現了問題，為確保系統安全、穩定運行，車間決定立即停車，停車后對噴水減溫器噴頭進行清理，發現有焊渣堵塞噴頭，清理后開車正常。噴水減溫器對蒸汽過熱器后高壓蒸汽溫度的調節具有重要意義，而噴水減溫器噴嘴遇到大顆粒雜質很容易被堵塞，因此今后計劃停車期間應重點對其進行檢修與排查。

2.4 吸收塔排氯管線泄漏而致停車

2019年1月14日，吸收塔第4層排氯管線突然泄漏，由于泄漏量大，帶壓堵漏難度較大，同時為了防止稀硝酸對設備和管線造成腐蝕，車間決定立即停車處理。停車后對第4層排氯管線進行檢查，發現漏點在管卡處，該管卡與排氯管線因長期振動摩擦而磨損，最終出現泄漏。

處理措施：停車后對排氯管線的管卡進行加墊、緊固，同時消除管線共振，處理后至今運行正常；此后，在計劃停車更換鉑網期間對所有排氯管線進行統一更換，增加排氯管線根部閥，迄今再未發生過排氯管線泄漏。

2.5 空氣過濾室三級濾芯壓差高而致停車

2019年3月20日，空氣過濾器（F102）壓差突然持續升高，最高達到1.6kPa。稀硝酸裝置空氣過濾室設三級過濾，一、二級為濾袋式過濾，第三級為箱體式過濾，空氣過濾室壓差增高，過濾效率降低，空氣壓縮機進口阻力增大，對F102的一、二、三級壓差進行測量，發現第三級濾芯壓差接近1.2kPa。分析認為，空氣中顆粒物多，空氣量又大，造成F102濾芯負荷增大、壓差增高，加之F102長時間運行，濾芯長時間使用，過濾效率逐漸降低，造成第三級濾芯堵塞而致系統壓差升高。

處理措施：為防止第三級濾芯因阻力增大破損而被吸入空氣壓縮機，危及機組安全運行，車間決定立即停車處理，停車后更換F102的一、二、三級濾芯，系統重啟后F102壓差恢復正常；此后，制定濾芯更換專項計劃，防止正常生產中再次出現類似事件而造成不必要的停車。

2.6 空氣壓縮機軸承溫度過高而致停車

2019年12月19日，空氣壓縮機（C101）排氣側支撐軸承溫度持續升高且波動較大，波動值最大達15℃左右，軸承溫度偏離正常值30℃左右且達報警值，即將達到聯鎖跳車值，軸承溫度長期過高使其潤滑效果降低，易造成潤滑油積炭，導致軸及軸瓦磨損，有重大安全隱患。經分析，C101軸承溫度持續升高是軸瓦積炭所致，軸溫升高又加劇軸瓦積炭，形成惡性循環。

處理措施：為保證空氣壓縮機與系統的安全，車間決定立即停車處理，停車后對C101軸承刮瓦，并檢查機組其他軸承，處理后，C101運行正常；此后，要求C101運行過程中密切關注潤滑油溫度，防止潤滑油溫度過高或劇烈波動而造成軸瓦積炭。

2.7 吸收塔盤管泄漏而致異常停車

2020年5月2日11：00，密閉循環水系統壓力異常升高，由0.47MPa突然增至0.70MPa，密閉循環水流量異常波動，氨壓出現同步增高，因懷疑是閥門故障，現場人員立即安排儀表人員對密閉循環水壓力調節閥（PV107）進行調校，儀表調校后正常，現場隨即切換密閉循環水泵，切換后密閉循環水系統壓力及流量仍大幅波動；當日11：45左右，密閉循環水系統安全閥啟跳，通過對安全閥啟跳泄漏的密閉循環水進行pH檢測，呈酸性，判定是吸收塔盤管發生了泄漏；當日11：50，氨壓波動導致氨空比高高聯鎖跳車。

處理措施：停車后，排凈吸收塔底部的硝酸，先啟動工藝水泵小流量進行塔體降溫，之后打開吸收塔上、中、下人孔，在底部人孔架設風機向外鼓風，在吸收塔中部和上部人孔架設風機向內鼓風，降溫約48h后，取樣分析合格，人員進塔檢查，發現吸收塔第16層盤管腐蝕斷裂，隨即進行臨時封堵，經過5d的處理（包括吸收塔篩板、盤管檢查及后期每層塔板的人孔復位等），重啟后密閉循環水系統壓力恢復正常。

3 工藝事故停車（含聯鎖跳車）及處理

3.1 氣氨流量波動達氨空比聯鎖值而致停車

2016年1月24日17：12，氣氨流量計導壓管堵塞，導致氣氨流量不穩，氨空比劇烈波動達聯鎖值而致跳車。分析認為，稀硝酸裝置初次投入運行，管道吹掃不徹底，造成管道內有雜質存在，再加上前期氨空比波動較大，主控人員判斷錯誤，誤以為是氨過熱器（E103）氣氨溫度低引起氣氨帶液，于是對進入E103的氣氨溫度進行了人為干預調節，致使氨系統出現溫壓紊亂，從而加劇了氨空比的波動，最終導致系統跳車。

處理措施：停車后，對氨系統進行徹底吹掃和清理，同時加強操作人員應對氨系統異常情況的培訓，重啟后系統運行正常。

3.2 氨過熱器出口氣氨溫度低低聯鎖跳車

2016年4月5日16：00，氨過熱器（E103）出口氣氨溫度（TIA-135）低低聯鎖跳車，由于TIA-135溫度過低，造成氣氨帶液，帶液氣氨進入氧化爐，造成氧化爐爐溫大幅波動。經認真排查，確認是因為E103低壓蒸汽溫度調節閥（TV-122）后疏水器卡死而造成積液，低壓蒸汽量嚴重不足而致E103出口氣氨溫度 （TRCA-122）過低，觸發TIA-135低低聯鎖跳車。

處理措施：停車后對E103低壓蒸汽溫度調節閥（TV-122）后疏水器進行更換，對TV-122加裝閥后就地導淋，重啟后系統運行正常，再未出現過類似問題。

3.3 SIS聯鎖停車

2018年5月13日22：25，鍋爐水流量（FISA-116）過低造成SIS聯鎖跳車。經排查，是因為熱電鍋爐跳車造成界外高壓蒸汽管網壓力瞬間降低，由于外送閥自調跟蹤不及時，稀硝酸裝置高壓蒸汽壓力瞬間降低，使氣液分離器（D109）蒸汽外送突然增大，鍋爐內發生了閃蒸現象，鍋爐水流量突然降低，FISA-116瞬時過低而致SIS聯鎖跳車。

處理措施：停車后通過與公司外管網管理部門進行溝通協商，要求其在外管網出現異常操作和蒸汽管網壓力波動時要及時告知，以便稀硝酸裝置及時進行跟蹤調節，重啟后系統運行正常。

3.4 尾氣透平進氣側軸振值達聯鎖值而致停車

2018年11月13日10：36，檢修人員在檢修尾氣透平期間，因未做好安全防護（未對尾氣透平的儀表線進行安全隔離），且檢修過程中對該儀表線踩踏，觸發尾氣透平進氣側軸振值（VT-6301X）瞬時達到（高高）聯鎖值，造成四合一機組跳車。

處理措施：停車后，對尾氣透平的儀表線進行安全隔離，緊固儀表，并對延時聯鎖進行修改——將延時聯鎖由1s修改為3s，重啟后四合一機組運行正常。

4 晃電事故

2016年10月15日15：55，突發晃電，工藝人員發現鍋爐水循環泵（P102A）停運，隨即啟動備用泵P102B，但在備用泵啟動后鍋爐水流量低低聯鎖動作，造成系統聯鎖跳車。經分析，發生晃電后，備用泵P102B啟動，啟動后因鍋爐水流量低低聯鎖延時時間較短（延時3s），造成鍋爐水流量低低聯鎖跳車。

處理措施：停車后，在保證鍋爐系統安全、穩定運行的前提下，結合設計院提供的相關參數，修改鍋爐水流量低低聯鎖延時時長，經多次聯鎖調試，將鍋爐水流量低低聯鎖延時時長調整為5s，系統正常開車，之后再未出現過類似的聯鎖跳車事故。

5 結束語

神馬尼龍科技公司270kt／a稀硝酸裝置2015年底開車以來，從試車至性能考核結束，儀表及SIS方面的問題基本暴露完畢且已基本得到解決，但后期運行中設備、工藝方面各種異常狀況較為突出，特別是設備方面暴露出的問題較多，這是稀硝酸裝置未能實現長周期、穩定運行的癥結所在，這也就提醒我們設備的定期檢修及日常維護是至關重要的：應根據開車以來各類設備故障，分設備建立“一臺一檔”，據各類設備歷年的運行、檢修記錄，科學合理地安排檢修計劃，把重要設備（如稀硝酸泵、鍋爐水循環泵、鍋爐給水泵、機組油泵等）的檢修安排在計劃停車期間進行，避免因設備問題而導致的停車事故；此外，如空濾室內三級濾芯，由于不同地區的環境差異（空氣質量有所不同），各裝置應結合自身特點科學合理地安排濾芯的更換時間，并盡量安排在計劃停車期間，以減少停車次數。只要做好了上述各方面的工作，并抓好日常操作維護管理及工藝優化等，就能有效避免類似事故的發生，實現稀硝酸裝置的安全、穩定運行。