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【摘要】对锅炉给水电导率超高的原因进行分析,最后找出超高的原因并监护运行达一个月,监护运行工作取得圆满成功。
【关键词】锅炉给水;电导率;超高;泄漏;监护
1.装置说明
达州玖源化工有限公司是以普光气田的天然气为原料,从美国引进的二手合成氨和尿素设备,其中合成氨装置包括Farmland的转化系统和cytec的变换、CO2脱除、甲烷化、氨合成系统。合成氨采用的是kellogg工艺,其生产能力是年产40万吨合成氨,从美国拆迁至达州市工业园区内重建,部分设备由国内配套。尿素厂是Terra厂的年产45万吨尿素装置,采用Stamicarbon的CO2汽提法工艺。公用工程采用国内配套新建,其中循环水规模为20246M3/H,脱盐水为新增加一套160吨/小时的超滤加反渗透的化水装置,并利用原有的阴阳离子交换树脂老装置,满足本工程的需要。
2.装置工艺流程简要说明
合成氨装置由合成气制备、气体压缩及净化、氨合成及制冷、弛放气回收、蒸汽和供水等几部分组成。按工艺流程顺序可分为天然气脱硫、一段转化、二段转化、变换、甲烷化、氨合成及冷冻分类、弛放气回收和氨的贮运等工段。
尿素装置由压缩、循环、蒸发、造粒、工艺冷凝液处理等工序组成。按其生产流程可分为原料液氨和CO2的压缩、合成和汽提、循环、尿液蒸发与造粒、工艺冷凝液的处理等工段。
脱盐水采用的是超滤加反渗透加混床的工艺,老装置采用阴阳离子交换树脂的方法,空压站单独设置了一套空分装置,能力为200/550NM3/H的氧气和氮气,以满足开车需要,空压站还设置了两台仪表空气压缩机,为开车提供仪表空气。
3.锅炉给水系统简述
本装置的锅炉给水流程为:从公用工程来的脱盐水由脱盐水泵(401-J)经变换器锅炉给水换热器(106-C)和脱碳贫液换热器加热到100℃,然后进入除氧器上部(101-U)加入0.35Mp.a的蒸汽进行热力除氧,并在除氧器内加入联氨进行化学除氧,除氧后的水经过锅炉给水泵(104-JA/B)加压送出,分别经过一段炉锅炉给水预热器(EC-104)、甲烷化锅炉给水预热器(114-C)及合成气锅炉给水预热器(123-C)加热,最后送入汽包,产生10.0Mp.a的高压蒸汽,经合成气压缩机(103-JT)、空气压缩机(101-JT)、冰机(105-JT)做功冷凝后、冷凝液回到脱盐水装置回收。其流示意图如图一
4.问题的发现
2011年3月22日,发现给水电导率出现异常升高,123-C出口样3电导率从常规的5-10?s/cm上涨至24.4?s/cm,而样1电导率正常,遂取样3分析,发现其中的NH+比正常值0.4ppm高很多达1.58ppm。各样点氨离子分析数据如表一所示:
5.问题分析
根据生产流程和事故现象,对氨可能进入给水系统的途径进行分析。
5.1系统加入了过量的氨
在正常生产时,给水系统为了防止腐蚀,要求在除氧器(101-U)至汽包(101-F)之间的PH值控制在8.8-9.3,故在除氧器出口加入一定量的氨来实现,如果注入的氨太多,也可能发生123-C电导率超高。事实上当发现123-C出口电导率超高后,立即停止了注氨,电导率上涨的现象没有好转。
5.2低压蒸汽被污染
合成系统用低压蒸汽对工艺冷凝液进行气提,如果气提塔液位涨满,则完全有可能对低压蒸汽进行污染,事实上并未出现过涨满的情况。另外尿素用低压蒸汽被污染,通过到合成联通阀引起的合成低压蒸汽管网污染也是一种途径,立即关闭尿素装置到合成系统的联通阀,合成123-C出口电导率上涨不停,同时检测样2电导率无明显异常,从而排除低压蒸汽被污染后从除氧器进入锅炉给水的可能。
5.3锅炉给水换热器出现泄漏
在101-U到101-F之间有两台锅炉给水换热器123-C和114-C,但114-C工艺气侧的压力远远低压水侧,不可能是114-C漏入给水系统,唯一可能的是123-C出现了泄漏,从101-U、123-C、114-C出口氨分析数据看,123-C出口氨远高于114-C出口,且不断上涨,另外从机组真空抽气器取样分析,发现H2和CH4成分。由此可以断定123-C出现了泄漏引起给水系统电导率超高。
6.问题的处理
6.1合成氨工艺系统维护
123-C出现泄漏后,对合成氨安全生产构成极大的威胁,蒸汽品质急剧恶化,必须立即采取有效措施。鉴于5月安排的计划停休临近,经过分析和讨论,判断123-C的泄漏不是断管引起的,且泄漏量不是很大,是有条件进行监护运行的,因此上报集团公司备案后,公司决定对123-C进行有条件监护运行,并采取措施改善蒸汽品质。
123-C出现泄漏后,立即停止向系统注入氨。管路PH值仍维持在8.8-9.3,保证管路不被腐蚀,减少氨进入给水系统的量,蒸汽中氨含量远远超标,为改善蒸汽品质,把汽包的排污量由3-5t/h增加到7-8t/h,严格控制蒸汽中硅含量小于0.02ppm。123-C泄漏后大量氨、氢气、氮气漏入水侧并带人蒸汽中,大量不凝气体进入机组真空系统,真空系统曾一度恶化,直接危及机组安全运行,打开123-C水侧排气阀,排放掉部分不凝气体机组真空系统得到改善。为防止123-C泄漏突然曾大,增加了分析样点和分析频率,制定了严密的监护措施,为保护合成催化剂,为防止在紧急停车过程中123-C工艺气侧泄压过快,造成水进入合成塔,使催化剂中毒,制定了周全的紧急停车方案,确保万无一失。
6.2水处理系统的维护
由于123-C泄漏,返回一级脱盐水的蒸汽冷凝液电导率超标,使一级脱盐水水质急剧恶化,二级脱盐水混床树脂很快失效,混床再生频率增加,原有的用水平衡被打破,能否维持水平衡,对合成氨的正常生产至关重要。
装置在建设之时,为满足二期项目20kt/年三胺装置用水要求,从美国拆回来2×60t/h的老式阴阳树脂交换一级脱盐水已经调试完成备用。正常生产时,新脱盐水装置基本能满足装置的需要,老脱盐水装置基本不开,由于回到一级脱盐水的蒸汽冷凝液水质恶化,为保证混床再生周期,不得不部分排掉冷凝液,一级脱盐水不够部分由老脱盐水装置满负荷运行来保证,到后期123-C的泄漏增加,冷凝液的品质越来越差,不得不全部排放,合成系统减负荷运行,基本能满足用水平衡。
7.结束语
7.1 123-C泄漏主要对机组真空系统影响较大,大量不凝气进入真空系统,严重威胁到机组安全运行,必须在123-C出口管线上高点进行气体放空,减少气体进入汽包。
7.2 回收的蒸汽冷凝液由于水质恶化,脱盐水的平衡至关重要。
7.3 从发现123-C泄漏到计划停产一个月的时间内,大部分时间的生产负荷在90%以上,蒸汽中的氨含量虽高,但从停修结果来看,对机组未造成明显损伤,停修开车的情况看,各炉催化剂的活性未见明显异常,均能满足生产的需要,监护运行为装置的计划检修赢得了时间,也为公司创造了效验,说明监护运行的措施是有效的、成功的。
【关键词】锅炉给水;电导率;超高;泄漏;监护
1.装置说明
达州玖源化工有限公司是以普光气田的天然气为原料,从美国引进的二手合成氨和尿素设备,其中合成氨装置包括Farmland的转化系统和cytec的变换、CO2脱除、甲烷化、氨合成系统。合成氨采用的是kellogg工艺,其生产能力是年产40万吨合成氨,从美国拆迁至达州市工业园区内重建,部分设备由国内配套。尿素厂是Terra厂的年产45万吨尿素装置,采用Stamicarbon的CO2汽提法工艺。公用工程采用国内配套新建,其中循环水规模为20246M3/H,脱盐水为新增加一套160吨/小时的超滤加反渗透的化水装置,并利用原有的阴阳离子交换树脂老装置,满足本工程的需要。
2.装置工艺流程简要说明
合成氨装置由合成气制备、气体压缩及净化、氨合成及制冷、弛放气回收、蒸汽和供水等几部分组成。按工艺流程顺序可分为天然气脱硫、一段转化、二段转化、变换、甲烷化、氨合成及冷冻分类、弛放气回收和氨的贮运等工段。
尿素装置由压缩、循环、蒸发、造粒、工艺冷凝液处理等工序组成。按其生产流程可分为原料液氨和CO2的压缩、合成和汽提、循环、尿液蒸发与造粒、工艺冷凝液的处理等工段。
脱盐水采用的是超滤加反渗透加混床的工艺,老装置采用阴阳离子交换树脂的方法,空压站单独设置了一套空分装置,能力为200/550NM3/H的氧气和氮气,以满足开车需要,空压站还设置了两台仪表空气压缩机,为开车提供仪表空气。
3.锅炉给水系统简述
本装置的锅炉给水流程为:从公用工程来的脱盐水由脱盐水泵(401-J)经变换器锅炉给水换热器(106-C)和脱碳贫液换热器加热到100℃,然后进入除氧器上部(101-U)加入0.35Mp.a的蒸汽进行热力除氧,并在除氧器内加入联氨进行化学除氧,除氧后的水经过锅炉给水泵(104-JA/B)加压送出,分别经过一段炉锅炉给水预热器(EC-104)、甲烷化锅炉给水预热器(114-C)及合成气锅炉给水预热器(123-C)加热,最后送入汽包,产生10.0Mp.a的高压蒸汽,经合成气压缩机(103-JT)、空气压缩机(101-JT)、冰机(105-JT)做功冷凝后、冷凝液回到脱盐水装置回收。其流示意图如图一
4.问题的发现
2011年3月22日,发现给水电导率出现异常升高,123-C出口样3电导率从常规的5-10?s/cm上涨至24.4?s/cm,而样1电导率正常,遂取样3分析,发现其中的NH+比正常值0.4ppm高很多达1.58ppm。各样点氨离子分析数据如表一所示:
5.问题分析
根据生产流程和事故现象,对氨可能进入给水系统的途径进行分析。
5.1系统加入了过量的氨
在正常生产时,给水系统为了防止腐蚀,要求在除氧器(101-U)至汽包(101-F)之间的PH值控制在8.8-9.3,故在除氧器出口加入一定量的氨来实现,如果注入的氨太多,也可能发生123-C电导率超高。事实上当发现123-C出口电导率超高后,立即停止了注氨,电导率上涨的现象没有好转。
5.2低压蒸汽被污染
合成系统用低压蒸汽对工艺冷凝液进行气提,如果气提塔液位涨满,则完全有可能对低压蒸汽进行污染,事实上并未出现过涨满的情况。另外尿素用低压蒸汽被污染,通过到合成联通阀引起的合成低压蒸汽管网污染也是一种途径,立即关闭尿素装置到合成系统的联通阀,合成123-C出口电导率上涨不停,同时检测样2电导率无明显异常,从而排除低压蒸汽被污染后从除氧器进入锅炉给水的可能。
5.3锅炉给水换热器出现泄漏
在101-U到101-F之间有两台锅炉给水换热器123-C和114-C,但114-C工艺气侧的压力远远低压水侧,不可能是114-C漏入给水系统,唯一可能的是123-C出现了泄漏,从101-U、123-C、114-C出口氨分析数据看,123-C出口氨远高于114-C出口,且不断上涨,另外从机组真空抽气器取样分析,发现H2和CH4成分。由此可以断定123-C出现了泄漏引起给水系统电导率超高。
6.问题的处理
6.1合成氨工艺系统维护
123-C出现泄漏后,对合成氨安全生产构成极大的威胁,蒸汽品质急剧恶化,必须立即采取有效措施。鉴于5月安排的计划停休临近,经过分析和讨论,判断123-C的泄漏不是断管引起的,且泄漏量不是很大,是有条件进行监护运行的,因此上报集团公司备案后,公司决定对123-C进行有条件监护运行,并采取措施改善蒸汽品质。
123-C出现泄漏后,立即停止向系统注入氨。管路PH值仍维持在8.8-9.3,保证管路不被腐蚀,减少氨进入给水系统的量,蒸汽中氨含量远远超标,为改善蒸汽品质,把汽包的排污量由3-5t/h增加到7-8t/h,严格控制蒸汽中硅含量小于0.02ppm。123-C泄漏后大量氨、氢气、氮气漏入水侧并带人蒸汽中,大量不凝气体进入机组真空系统,真空系统曾一度恶化,直接危及机组安全运行,打开123-C水侧排气阀,排放掉部分不凝气体机组真空系统得到改善。为防止123-C泄漏突然曾大,增加了分析样点和分析频率,制定了严密的监护措施,为保护合成催化剂,为防止在紧急停车过程中123-C工艺气侧泄压过快,造成水进入合成塔,使催化剂中毒,制定了周全的紧急停车方案,确保万无一失。
6.2水处理系统的维护
由于123-C泄漏,返回一级脱盐水的蒸汽冷凝液电导率超标,使一级脱盐水水质急剧恶化,二级脱盐水混床树脂很快失效,混床再生频率增加,原有的用水平衡被打破,能否维持水平衡,对合成氨的正常生产至关重要。
装置在建设之时,为满足二期项目20kt/年三胺装置用水要求,从美国拆回来2×60t/h的老式阴阳树脂交换一级脱盐水已经调试完成备用。正常生产时,新脱盐水装置基本能满足装置的需要,老脱盐水装置基本不开,由于回到一级脱盐水的蒸汽冷凝液水质恶化,为保证混床再生周期,不得不部分排掉冷凝液,一级脱盐水不够部分由老脱盐水装置满负荷运行来保证,到后期123-C的泄漏增加,冷凝液的品质越来越差,不得不全部排放,合成系统减负荷运行,基本能满足用水平衡。
7.结束语
7.1 123-C泄漏主要对机组真空系统影响较大,大量不凝气进入真空系统,严重威胁到机组安全运行,必须在123-C出口管线上高点进行气体放空,减少气体进入汽包。
7.2 回收的蒸汽冷凝液由于水质恶化,脱盐水的平衡至关重要。
7.3 从发现123-C泄漏到计划停产一个月的时间内,大部分时间的生产负荷在90%以上,蒸汽中的氨含量虽高,但从停修结果来看,对机组未造成明显损伤,停修开车的情况看,各炉催化剂的活性未见明显异常,均能满足生产的需要,监护运行为装置的计划检修赢得了时间,也为公司创造了效验,说明监护运行的措施是有效的、成功的。