氨加熱器泄漏的原因分析與處理

毋喜變

（河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 濮陽(yáng) 457004）

氨加熱器泄漏的原因分析與處理

毋喜變

（河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 濮陽(yáng) 457004）

本文全面介紹了氨加熱器幾年來(lái)的運(yùn)行及檢修情況，對(duì)其泄漏進(jìn)行原因分析，找到處理措施，并提出改進(jìn)辦法。

氨加熱器；腐蝕；原因分析；處理措施

河南省中原大化集團(tuán)三聚氰胺裝置是引進(jìn)意大利歐技公司高壓法生產(chǎn)工藝，是國(guó)內(nèi)首套引進(jìn)高壓法生產(chǎn)技術(shù)，其工藝特點(diǎn)是在生產(chǎn)過(guò)程中不采用硅膠樹(shù)脂作為催化劑，使產(chǎn)品純度可達(dá)99.9%以上，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。裝置中氨加熱器屬于最重要的反應(yīng)工段，直接向三聚氰胺反應(yīng)器提供高純度的氨原料，這臺(tái)設(shè)備多次出現(xiàn)泄漏，每次出現(xiàn)列管泄漏就必須停車(chē)處理，嚴(yán)重影響了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行和公司的經(jīng)濟(jì)效益，是目前三聚氰胺生產(chǎn)中急需解決的問(wèn)題。

1 氨加熱器簡(jiǎn)介

1.1 工藝流程簡(jiǎn)介

從界區(qū)來(lái)的液氨，在液化閥LV31071控制下，進(jìn)入反應(yīng)器氨受槽V3104，然后由氨給料泵P3105 A/B升壓到9.0～9.5 MPa，經(jīng)加熱器E3103和氨過(guò)熱器E3104，逐步加熱到380℃，進(jìn)入反應(yīng)器R-3101，與熔融尿素在8.0 MPa 380℃的條件下發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成三聚氰胺。其工藝流程見(jiàn)圖1，工藝參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 E3103結(jié)構(gòu)及工藝流程簡(jiǎn)圖

表1 E3103工藝參數(shù)

1.2 設(shè)備簡(jiǎn)介

氨加熱器是由東方鍋爐公司生產(chǎn)的臥式U型管式換熱器，屬于三類(lèi)壓力容器，其設(shè)備結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1，各部件材質(zhì)為：殼體16 MnR、封頭16 MnR、管箱00Cr17Ni14Mo2、管板00Cr17Ni14Mo2、換熱管00Cr17Ni14Mo2、折流板0Cr17Ni9。

2 氨加熱器運(yùn)行經(jīng)過(guò)

E3103自2000年4月正式運(yùn)行以來(lái)，出現(xiàn)了多次的封頭泄漏和列管泄漏，在最初的一年內(nèi)就出現(xiàn)了好幾次列管泄漏，無(wú)奈于2001年8月整體更換管束，隨后的幾年內(nèi)設(shè)備運(yùn)行較為正常，只是出現(xiàn)過(guò)幾次封頭泄漏，2005年5月出現(xiàn)一次列管泄漏，停車(chē)處理后恢復(fù)正常。進(jìn)入2007年以后，該設(shè)備列管泄漏事故頻發(fā)，2007年7月5日泄漏一次，2007年9月17日泄漏一次，2007年10月29日再一次泄漏，堵了2根換熱管，回裝之后仍然泄漏，只好整體更換管束，5天后才得以恢復(fù)開(kāi)車(chē)。

3 泄漏原因分析

3.1 封頭泄漏原因

（1）密封槽內(nèi)有劃痕或凹坑點(diǎn)蝕。（2）密封墊尺寸不完全合適。（3）密封墊有損壞。（4）密封墊的緊力不夠均勻。

3.2 列管泄漏原因

（1）在工藝開(kāi)車(chē)過(guò)程中，加減負(fù)荷過(guò)快引起換熱管振動(dòng)，容易造成管板部位的管子切斷，造成泄漏。（2）在工藝開(kāi)車(chē)過(guò)程中，載荷及溫度經(jīng)常變化，換熱管受到應(yīng)變載荷的長(zhǎng)期作用，出現(xiàn)疲勞裂紋穿透管壁而泄漏。（3）高壓蒸汽進(jìn)口處，管內(nèi)是30℃的氨，管外是274℃的高壓蒸汽，換熱管在巨大的熱應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)的共同作用下，出現(xiàn)腐蝕性裂紋并迅速擴(kuò)展，造成泄漏，這一條是該設(shè)備泄漏的最主要原因。（4）由于介質(zhì)與金屬管之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成對(duì)管子的沖刷腐蝕，使管壁逐漸減薄。（5）管子與管板的連接是先脹后焊，連接處存在有脹接應(yīng)力和焊接應(yīng)力，造成脹焊區(qū)內(nèi)產(chǎn)生裂紋。（6）管子與管板的焊接存在質(zhì)量問(wèn)題。焊縫中存在有夾渣和氣孔造成裂紋和點(diǎn)蝕坑。

4 處理措施

（1）打開(kāi)換熱器封頭，確定泄漏管子的位置。（2）選用316 L材質(zhì)的棒料，加工成尺寸合適的楔狀堵頭。（3）將焊接部位打磨，把堵頭放進(jìn)管端，選用A022焊條施焊。（4）焊接后進(jìn)行著色檢驗(yàn)。（5）修復(fù)封頭密封槽，達(dá)到密封面無(wú)缺陷。（6）選用質(zhì)量合適的金屬包覆墊片。（7）回裝封頭時(shí)，各螺栓對(duì)角均勻緊固。（8）最后一次處理后，堵管已達(dá)6根，第一程換熱管數(shù)量是13根，達(dá)不到所需的換熱效果，抽出舊管束，更換上新的管束。

5 下一步改進(jìn)計(jì)劃

這臺(tái)換熱器運(yùn)行七年來(lái)，多次出現(xiàn)泄漏，已經(jīng)兩次更換管束，最主要的原因是溫差太大，下一步準(zhǔn)備從工藝上作一個(gè)大的技術(shù)改進(jìn)，把這臺(tái)換熱器改為兩臺(tái)換熱器，一臺(tái)預(yù)熱器，一臺(tái)加熱器，分步對(duì)氨進(jìn)行預(yù)熱和加熱，先用低壓蒸汽在預(yù)熱器里對(duì)氨進(jìn)行預(yù)熱，再用高壓蒸汽對(duì)氨進(jìn)行加熱。這樣就可大大減少溫差應(yīng)力對(duì)列管造成的破壞，從根本上消除氨加熱器的泄漏，為裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為企業(yè)創(chuàng)造好的經(jīng)濟(jì)效益。

book=2010,ebook=15

10．3969/j．issn．1008-1267．2010．01．014

TQ113.25+1.5

B

1008－1267（2010）01-0036－02

2009-01-04

毋喜變（1966～），女，河南沁陽(yáng)人，設(shè)備工程師。