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关于急冷塔液位调节阀开度过大的原因分析及对策

我国中原大化集团三聚氰胺一套装置采用的是意大利欧技公司的产品和技术。装置自从2000年开车以来急冷塔的液位调节阀一直正常稳定,从2007年6月份起,装置中急冷塔的出口液位调节阀开始经常性地在系统正常运行过程中出现阀位开度过大,而液位仍然不能很快降下来的现象。这种情况对于设备、系统都非常危险,如果处理不及时,很有可能导致系统停车。

三聚氰胺一套装置曾经专门针对这一问题多次减负荷,停车检查,但仪表、调节阀均未发现异常,重新开车后工况并没有得到很好的改善,系统维持运行。

1 原因分析

三聚氰胺装置急冷塔流程见图1。


图1 急冷塔流程示意图


2007年9月1日急冷塔液位较高,急冷塔的液位调节阀开度在90%以上,而液位却不能很快降下来。急冷塔当时工况为:底部温度为161.4℃,而出口管线上的温度为153℃,急冷水量为17500kg·h-1,温度为165℃,稀释水量为4836kg·h-1,温度为50℃。急冷塔底部与出口管线上的温度差正常情况下应该在2℃左右,但现在这两处的温度差已经达到8.4℃,而造成两处温差较大的原因有4个:

(1)有异物脱落堵塞急冷塔出口管道,使物料滞留。装置曾经发生过喷头脱落堵塞管道的事故。

(2)加在急冷塔底部的稀释水温度过低。导致稀释水温度过低的原因有3个:①蒸汽压力过低;②蒸汽管堵或阀门漏;③疏水器堵或不起作用。

(3)加在急冷塔底部的稀释水管道堵。在蒸汽压力正常的情况下,稀释水经过换热器后的出口温度应该是155℃,但在这次事故中仪表指示只有50℃,偏离正常温度105℃。经过确认仪表指示正常,现场温度表的指示与主控一致,而换热器上的蒸汽及疏水器工况良好,主控全开稀释水阀,流量指示不变,可以确定流量表所指示流量4836kg·h-1是假流量,至此也就说明了这次是因为稀释水管线堵,而造成的稀释水出口温度表指示过低。

(4)加在急冷塔上的急冷水和稀释水量过小。在系统加负荷时,一定要及时增加急冷水和稀释水的量;在急冷水和稀释水中氨含量高时,也要及时调整急冷水和稀释水的量。因为如果加在急冷塔上的急冷水、稀释水的量过小会使得从急冷塔出来的物料浓度过高,流速缓慢,物料长时间滞留在管道内,也会造成急冷塔底部与出口管线上的温差较大。急冷塔的出口与二氧化碳气塔入口的管线距离较长,物料逆流而上,全凭约20kg的压差来输送物料,如果管道内的物料浓度过高,轻则流速过慢,液位调节阀全开,液位也很难降下来,严重的话还会有堵塞管道的危险。

由此可见造成这次事故的原因是加在急冷塔底部的稀释水管线堵了,从而造成急冷塔底部出口物料浓度过高,阀位全开而液位也不能很快降下来的现象。

2 处理对策

经过拆阀处理,发现阀体及阀后管线有大量的结晶体,经过分析确认是三聚氰胺结晶。打开前切断阀有大量OAT(三聚氰胺的副产物)喷出,并没有稀释水流出,这说明稀释水管线堵塞。

经过对阀体及管线的堵塞清除,稀释水投用后,换热器出口的温度快速上升至135℃,急冷塔液位调节阀的开度由原来>90%逐渐恢复至正常开度,而急冷塔底部出口管线上的温度也上升至161.5℃,见表1。

表1 处理前后急冷塔工况数据对比


从表1可以看出,在负荷不变的情况下,急冷塔液位调节阀的开度已经趋于正常,急冷塔底部温度与出口管线上的温度差也基本上维持在2℃左右。这说明了急冷塔的工况良好,出口管道畅通。

3 防范措施

(1)稀释水的温度不能过低,在蒸汽压力正常的情况下,要保证加热蒸汽及疏水器工况良好;

(2)操作过程中要注意观察急冷塔底部温度与出口管线上的温度差的变化情况,以及液位调节阀的开度是否正常,防止因仪表等问题而导致事故发生;

(3)在操作过程中,要求操作人员严格按照操作规程操作,确保急冷水、稀释水的流量;

(4)要保证急冷水和稀释水的清洁,定期更换。

(5)要保证急冷塔液位调节阀的吹扫蒸汽投用(尤其是冬季)。急冷塔是三胺装置中最重要的设备之一,液位调节阀没有调节的余度,将直接威胁着系统的安全稳定。