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合成废热锅炉泄漏原因及采取措施

发布时间:2021-07-24 08:44:46 浏览数:

[摘要]分析合成废热锅炉泄漏的原因及对系统的危害,提出如何更好的控制进合成回路压力,从而优化操作,最大限度的提高氨产量。

[关键词]合成废热锅炉 合成气 压差 锅炉给水 氨产量

中图分类号:TF7文献标识码:A文章编号:1671-7597 (2008) 0120046-01

我公司合成氨装置合成废锅E42是意大利IND.MECC.B公司设计制造的。2006年12月16日,发现E67出口氢含量偏高。经拆开封头分析确认是合成废锅管束泄漏。

一、合成废热锅炉简介

(一)结构设计

合成废热锅炉E42是DEU卧式蒸汽发生器,管程介质为锅炉给水,壳程介质为合成气,内部换热管为U形管。

设备参数:

名称       壳程   管程

设计压力(Mp)   15.86   13.8

设计温度(℃)   495/477  359

操作压力(Mp)   14.69   13.1

操作温度(℃)   456/380  326.9/331

工作介质     合成气  锅炉给水

水压实验(Mp)   28.1   20.7

传热面积(m2)   158.3

保温(冷)厚度(mm) 硅渣棉190+硅酸铝30+矿渣棉160

设备总重量(kg)  27000

(二)工艺流程

除氧水经锅炉给水泵P-14A/B升压,一部分锅炉水经H-1对流段加热后,进入汽包V-7,另一部分锅炉给水经高变出口换热器E-11加热后与锅炉循环水泵P-1A/B/C出口水相混合。再经废热锅炉E-8、E-42、E-43、E-53加热,部分汽化后进入汽包V-7汽化,产生高压饱和蒸汽在H-1对流段吸收热量并达到过热(520℃)后被送至CT-2,自CT-2抽出的中压蒸汽直接输入SM总管,供各有关用户使用,V-7分离出的锅炉水再经P-1A/B/C进行强制循环。

二、泄漏原因

(一)运行时间较长

废热锅炉从安装使用到现在已有10年之久,设备内部结垢,传热不均匀,局部受热或长时间受腐蚀,导致管壁厚薄不均等。

(二)操作环境波动大

开停车过程中合成废热锅炉管程与壳程压差相差较大,且在开停车中升降压速率较快,长此以往使得设备泄漏。

(三)炉水品质

由于炉水中含有SiO2,经过长期运行,使得设备内部结垢,造成传热不好,其次是炉水PH值的控制,若控制不当,炉水偏酸性,对设备也有一定的腐蚀。

(四)氢腐蚀

在停车处理期间,降温速度过快,易发生氢腐蚀。

三、判断泄漏的依据

(一)E-67的氢含量突然增大并呈连续上涨趋势。

(二)E-42炉水PH及电导大幅上升,V-7锅炉水水质指标超标,透平冷凝液电导突升。

四、泄漏危害

(一)合成废热锅炉泄漏。在开停车时,如果V7压力高于合成回路压力,锅炉水进入合成废锅壳层, R6的床层温度下降,严重时烧结催化剂。

(二)在开停车时,如果合成气漏入蒸汽系统,会直接影响真空度,因为C4为抽气凝汽式气轮机驱动,真空度升高,会使的天然气压缩机不能正常运行。

(三)会使蒸汽冷凝液电导上升,冷凝液不能回收,造成浪费。

五、采取措施

(一)条件允许的情况下,可以进行全面停车检修,正常运行后:a保证合成压力≤15.1Mp,系统负荷≤95%b控制好冷冻回路的冷量大小c优化氢氮比,若是暂时不能停车检修,就要加强对E42,E67的氢含量分析,同时控制好泄漏的方向和漏量的大小。在开停车时保证合成气不漏入蒸汽系统以及锅炉水不漏入合成系统,控制好三者之间的压差就成为操作的重点。

开车时,保证锅炉水不漏入合成系统,在停车过程中,合成回路不宜泄压过快,应始终保证合成回路压力高于锅炉循环水压力2.0Mp,若不能保证,就通过N-80对合成系统充氮。

(二)高压蒸汽压力和合成回路压力的控制,有以下几方面:

1.对氢氮比的调节,合成反应方程:

3H2+N2=2NH3+54191.8kJ/mol

从方程中可以看到,理论氢氮比为3:1,实际操作中2.8:1最有利于合成反应向正方向进行,反应效果最好,更有利于控制好合成回路的压力,提高氨产量。

2.高压压力若是过高可以通过HV112和PV172A进行控制。

六、当出现E-42突然漏大的情况时,应做以下应急处理

(一)现场所有人员和相关人员应立即选择逃生道路返回中控室。

(二)系统立即做出停车处理。转化、净化和机组片区现场操作人员必须背空气呼吸器和穿防氨全防护服进入现场对重要的阀门进行处理。

(三)立即启动车间应急系统,按规定程序立即向119、120和总值班室、车间值班干部和车间领导报告。

(四)值班长立即派人员对相关危险路段和区域进行隔离警戒,并在主要路口对气防车、消防车进行引导。

(五)由两名操作人员立即背空气呼吸器和穿防氨全防护服进入现场关闭LV-154A/B。

从下表(调整后压差与氨产量情况)可以看到,高压系统与进合成塔之间压差越小,则合成废热锅炉出口温度越低,控制漏入合成系统的水量越少,产品氨纯度就越高,从操作的角度看,合成塔热点温度的稳定就使废热锅炉产气量稳定,有利于生产的稳定进行。

七、结论

操作期间,保证合成回路压力高于锅炉水压力,防止锅炉水漏入合成塔,使得合成触媒活性下降,从而降低了氨产量。同时合成回路压力也不宜过高,一旦合成气漏入锅炉水系统,将严重影响到炉水品质.尽量避免频繁加减负荷,开停车期间充泄压的速率不宜过快。

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