急冷塔液位調節閥開度過大的原因分析及對策
中原大化集團三聚氰胺一套裝置采用的是意大利歐技公司的產品和技術。裝置自從2000年開車以來急冷塔的液位調節閥一直正常穩定,從2007年6月份起,裝置中急冷塔的出口液位調節閥開始經常性地在系統正常運行過程中出現閥位開度過大,而液位仍然不能很快降下來的現象。這種情況對于設備、系統都非常危險,如果處理不及時,很有可能導致系統停車。
三聚氰胺一套裝置曾經專門針對這一問題多次減負荷,停車檢查,但儀表、閥門均未發現異常,重新開車后工況并沒有得到很好的改善,系統維持運行。
1 原因分析
三聚氰胺裝置急冷塔流程見圖1。

圖1 急冷塔流程示意圖
2007年9月1日急冷塔液位較高,急冷塔的液位調節閥開度在90%以上,而液位卻不能很快降下來。急冷塔當時工況為:底部溫度為161.4℃,而出口管線上的溫度為153℃,急冷水量為17500kg·h-1,溫度為165℃,稀釋水量為4836kg·h-1,溫度為50℃。急冷塔底部與出口管線上的溫度差正常情況下應該在2℃左右,但現在這兩處的溫度差已經達到8.4℃,而造成兩處溫差較大的原因有4個:
(1)有異物脫落堵塞急冷塔出口管道,使物料滯留。裝置曾經發生過噴頭脫落堵塞管道的事故。
(2)加在急冷塔底部的稀釋水溫度過低。導致稀釋水溫度過低的原因有3個:①蒸汽壓力過低;②蒸汽管堵或閥門漏;③疏水器堵或不起作用。
(3)加在急冷塔底部的稀釋水管道堵。在蒸汽壓力正常的情況下,稀釋水經過換熱器后的出口溫度應該是155℃,但在這次事故中儀表指示只有50℃,偏離正常溫度105℃。經過確認儀表指示正常,現場溫度表的指示與主控一致,而換熱器上的蒸汽及疏水器工況良好,主控全開稀釋水閥,流量指示不變,可以確定流量表所指示流量4836kg·h-1是假流量,至此也就說明了這次是因為稀釋水管線堵,而造成的稀釋水出口溫度表指示過低。
(4)加在急冷塔上的急冷水和稀釋水量過小。在系統加負荷時,一定要及時增加急冷水和稀釋水的量;在急冷水和稀釋水中氨含量高時,也要及時調整急冷水和稀釋水的量。因為如果加在急冷塔上的急冷水、稀釋水的量過小會使得從急冷塔出來的物料濃度過高,流速緩慢,物料長時間滯留在管道內,也會造成急冷塔底部與出口管線上的溫差較大。急冷塔的出口與二氧化碳氣塔入口的管線距離較長,物料逆流而上,全憑約20kg的壓差來輸送物料,如果管道內的物料濃度過高,輕則流速過慢,液位調節閥全開,液位也很難降下來,嚴重的話還會有堵塞管道的危險。
由此可見造成這次事故的原因是加在急冷塔底部的稀釋水管線堵了,從而造成急冷塔底部出口物料濃度過高,閥位全開而液位也不能很快降下來的現象。
2 處理對策
經過拆閥處理,發現閥體及閥后管線有大量的結晶體,經過分析確認是三聚氰胺結晶。打開前切斷閥有大量OAT(三聚氰胺的副產物)噴出,并沒有稀釋水流出,這說明稀釋水管線堵塞。
經過對閥體及管線的堵塞清除,稀釋水投用后,換熱器出口的溫度快速上升至135℃,急冷塔液位調節閥的開度由原來>90%逐漸恢復至正常開度,而急冷塔底部出口管線上的溫度也上升至161.5℃,見表1。
表1 處理前后急冷塔工況數據對比

從表1可以看出,在負荷不變的情況下,急冷塔液位調節閥的開度已經趨于正常,急冷塔底部溫度與出口管線上的溫度差也基本上維持在2℃左右。這說明了急冷塔的工況良好,出口管道暢通。
3 防范措施
(1)稀釋水的溫度不能過低,在蒸汽壓力正常的情況下,要保證加熱蒸汽及疏水器工況良好;
(2)操作過程中要注意觀察急冷塔底部溫度與出口管線上的溫度差的變化情況,以及液位調節閥的開度是否正常,防止因儀表等問題而導致事故發生;
(3)在操作過程中,要求操作人員嚴格按照操作規程操作,確保急冷水、稀釋水的流量;
(4)要保證急冷水和稀釋水的清潔,定期更換。
(5)要保證急冷塔液位調節閥的吹掃蒸汽投用(尤其是冬季)。急冷塔是三胺裝置中最重要的設備之一,液位調節閥沒有調節的余度,將直接威脅著系統的安全穩定。
經過處理后,直至發稿時,急冷塔的液位及液位調節閥都未再發生異常或波動。
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