尿素裝置危險因素分析及其防范措施

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　　2．高壓氨(甲銨)泵

　　高壓氨(甲銨)泵在運行中易發生的故障有出口壓力波動、出口流量波動、振動大、泄漏等，詳見表7—29。如高壓泵設計制造存在缺陷或操作不當，運行中還可能發生設備損壞事故。如1980年某化肥廠尿素車間，高壓氨泵運行中發生曲軸斷裂事故。第二天，備用泵軸位移報警，緊急停車。停車后，檢查曲軸柄上有長達440mm的裂紋。事故造成尿素裝置停工56天。事故原因：主要是材料缺陷和設計安全系數低。

　　3，合成與汽提系統

　　合成與汽提系統生產運行的特點是：高壓、高溫、強腐蝕。生產運行中存在危險因素有設備腐蝕、泄漏；設備超壓、超溫；尾氣燃燒、爆炸等。

　　設備腐蝕事故常見的有因誤用或錯用了不耐腐蝕的材料而造成的腐蝕、泄漏。如某廠誤用碳鋼透鏡墊作高壓管道墊片；誤用普通不銹鋼作高壓洗滌器排放閥閥芯、閥桿。又如某廠安全閥透鏡墊誤用2Crl3材料。某廠高壓甲銨冷凝器在檢修焊接時錯用了焊條。上述均因腐蟲造成設備泄漏，裝置被迫停車檢修。

　　設備腐蝕事故常見的還有高壓設備內襯因制造或局部材質存在缺陷，產生的腐蝕穿孔，以及高壓設備管子與管板焊縫腐蝕產生的穿孔泄漏。如1980年某化工廠，尿素合成塔鈦內時腐蝕穿孔，造成合成塔檢漏孔泄漏，被迫停車檢修。在尿素裝置投產初期，由于開、停車次數多，高壓設備、特別是高壓冷凝器及汽提塔發生管子腐蝕泄漏(多發生在管子與管板焊縫上)造成的設備事故，各裝置曾多次發生過。如1981年，某化肥廠一年中發生4次因高壓冷凝器列管泄漏，而造成裝置停車的事故，共堵管11根。

　　高壓設備的腐蝕與操作溫度有關，隨著溫度上升，腐蝕速率會加快。因此設備超溫是十分危險的。生產中，易發生超溫的設備是高壓汽提塔，高壓汽提塔超溫不但造成腐蝕加速，而且會引起系統超壓、汽提效率下降，使生產無法正常運行。如1979年某化肥廠，因汽提管分布器小孔堵塞，而造成汽提塔超溫腐蝕。事故造成循環系統超壓運行、成品尿素中的鎳含量長期超高。

　　高壓設備的密封泄漏，也影響裝置安全運行。這種事故一般在裝置開停工較頻繁時易發生。如1977年至1979年三年間，有六套大型尿素裝置，共發生15次因高壓設備大蓋(人孔蓋)墊片泄漏，而造成的停車事故。

　　合成與汽提系統存在的主要危險因素及預防措施，見表7—30。

　　4．循環與吸收系統

　　循環與吸收系統生產不正常現象，常見的有結晶、堵塞和循環系統超壓。產生的主要原因及預防措施，見表7—31。

　　5．蒸發與造粒系統

　　蒸發系統運行中常見故障有一、二段蒸發溫度及真空不正常，分離器分離效果差等。造粒系統常見故障有尿液中水分高或縮二脲含量高，尿素顆粒粘結，造成粘塔等。其中，以二段蒸發器分離效果不好，造成分離器及出口管道堵塞，影響較大。如1977年某化肥廠，由于真空下降，尿素成品中含水量上升而停車。停車檢查二段分離器及出口管已堵塞，器內清理出3噸多結晶堵塞物。此類事故曾在同類型的裝置中都不同程度的發生過，事故原因主要是二段分離器設計存在缺陷。

　　蒸發與造粒系統存在的危險因素及預防措施，見表7—32。

　　6．氨水系統

　　氨水系統正常運行時，一般比較穩定。若尿素裝置生產不正常或發生故障，有時會造成氨水中氨水濃度上升。氨水濃度過高，不但影響水解、解吸以及循環系統的正常運行，而且當氨水濃度達到一定值時，其氣相組成有可能達到爆炸范圍，有發生爆炸的危險。氨水槽爆炸，在中型尿素裝置曾發生過。因此，生產中應注意防范。生產中常見危險因素及預防措施，見表7—33。

　　(五)設備防腐

　　尿素裝置除尿素—甲銨液對設備具有強腐蝕性外，二氧化碳氣體及循環冷卻水在一定的條件下也對設備產生腐蝕。此外，雙氧水及環境大氣還對設備發生氧化腐蝕。其中，對設備危害大，對生產影響大的還是尿素—甲銨液對高壓設備造成的腐蝕；其次，是二氧化碳壓縮機段間冷卻器受到的應力腐蝕。

　　1．尿素設備腐蝕

　　從本文上述介紹的設備事故案例可以看出，尿素高壓設備發生的設備事故絕大多數與尿素—甲銨液腐蝕有關。腐蝕可造成高壓設備內襯減薄或局部穿孔泄漏；腐蝕可造成設備焊縫泄漏。腐蝕不但損壞了設備，還造成裝置停車，影響了裝置安全運行。腐蝕也大大降低了設備的壽命。如某化肥廠中型尿素裝置，尿素合成塔僅使用7—8年就因腐蝕而整體報廢更換。

　　由于尿素裝置發生的設備腐蝕，特別是高壓設備發生的腐蝕，對設備的安全運行危害極大。因此，必須對設備的防腐蝕工作有十分嚴格的規定。為此，各廠都制訂了“尿素裝置設備防腐蝕管理規定”。在生產運行中，應嚴格執行防腐規定，避免發生設備腐蝕事故。尿素設備腐蝕產生的原因及預防，見表7—34。

　　2．冷換設備腐蝕

　　循環冷卻水對碳鋼水冷器及管道會產生腐蝕，腐蝕往往可造成水冷器泄漏。由于循環冷卻水中存在氯離子，氯離子對不銹鋼水冷器產生應力腐蝕。尿素裝置冷換設備中，常見的腐蝕是二氧化碳壓縮機的段間冷卻器發生的應力腐蝕，腐蝕造成管子裂紋。腐蝕事故往往造成停機堵管或停機更換段間冷卻器。其中，以三段冷卻器腐蝕尤為嚴重。裝置投產初期，多數廠曾頻繁發生過，造成裝置多次事故停車。損壞情況見表7—35。