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變換系統(tǒng)中變冷激副線腐蝕泄漏的原因分析及整改措施

文檔作者：張宏耀龍傳光文檔來源：湖北宜化化工股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年04月28日
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小氮肥 第 40卷 第 6期 2012年 6月0 前言變換 系統(tǒng) 中變冷激 副線腐蝕 泄漏 的原 因分 析及 整 改措 施張宏耀 龍 傳光(湖北宜化化工股份有限公司 湖北宜昌443007)湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn)氨醇 450kt，尿素 650kt，共有 4套合成氨系統(tǒng)。近幾年 ，4套系統(tǒng)的變換 中變一段副線和二段副線在運(yùn)行 中都出現(xiàn)多次的腐蝕減薄 ，被迫停車處理。1 一段 副線隱患及處理(1)1變換系統(tǒng) ：2006年 3月 4日，發(fā)現(xiàn)副線管穿孑L 4mm左右 ，不停車帶壓包焊處理 ，處理合格。2007年大修時(shí) ，將該段副線管更換 。使用不到 1年 ，2008年 5月 1613又發(fā)生一段 副線泄漏 ，被迫停車。在泄漏處增設(shè)管卡 ，并進(jìn)行包焊處理 。2009年 4月 11日，該包焊處又被腐蝕穿孔 ，再次進(jìn)行帶壓包焊處理。2009年 6月大修 時(shí)，更換為改造后的三通 ，使用至今 。(2)2變換 系統(tǒng)：2007年 9月 26日，一段副線管穿孔泄漏 ，在線包焊處理 。2007年 11月 9日，一 段副線包焊處又被腐蝕穿孔 ，進(jìn)行系統(tǒng)降壓包焊處理。2008年 3月 25日大修 時(shí)，更換為改造后的三通 ，使用至今 。(3)3變換系統(tǒng) ：2005年大修 時(shí)，副線管更換五段 出口壓力由原來 7．O0MPa降至 5．80MPa；六段入 口壓力為 5．70MPa，阻力為 0．10MPa。特別是經(jīng)過本次改造五段出口壓力得到大幅度下降，大大降低壓縮機(jī)電耗。冷排布水均勻，冷卻效果明顯改善。二段入 口溫度由改造前 47cc降至33℃，二段出 口溫度 由改造前 152℃降至 135C《=；四段人 口溫度 由改造前 51cIC降至 35℃ ，四段 出 口溫度 由改造前 123℃降至 95℃ ；六段入 口溫度 由改造前 45℃ 降至 28℃，六段 出 口溫 度 由改造前5成 304不銹鋼。2006年 9月 14日，副線管下部彎頭出現(xiàn)裂紋 ，更換 了 1只 720mm的彎頭 ，并且在與泄漏點(diǎn)用預(yù)制夾 具包焊處理。2007年 6月25日，更換為改造后的三通 ，使用至今 。(4)4變換系統(tǒng) ：2006年 8月投 運(yùn)，2007年4月 3日發(fā)現(xiàn) 副線三 通處泄漏 ，在 線包焊 合格。2007年 6月 3日，管道出現(xiàn)縱 向裂紋 ，停 車后更換了管道。2008年 12月 5Et，更換 為改造后 的三通 ，使用至今 。4套變換系統(tǒng) 的中變一段副線 ，總共 出現(xiàn)過8次故 障。修理 或更換后 的使用 周期均 未超過2年 ，4套變換系統(tǒng)均是在最后一次改造了結(jié)構(gòu)和材質(zhì)后才至今未 出現(xiàn)故 障，使用 時(shí)問最長的已經(jīng)達(dá) 3年 多 ，最 短 的也 已達(dá) 15個(gè) 月 。2 二段冷激 副線 隱患及處理(1)1變換系統(tǒng) ：2008年 10月 8日，中變爐在更換催化劑時(shí)，將二段副線材質(zhì)更換為 304不銹鋼( 273mm×8mm)后 ，使用至今 。(2)2變換系統(tǒng) ：2006年 11月 19 日，發(fā) 現(xiàn)冷激副線 與 中變 爐 簡體 連 接 焊縫 出現(xiàn)砂 眼 泄漏 ，制作 了專用夾具進(jìn)行堵漏 ，并用 套管在漏點(diǎn)驢 、t驢134℃降至 120℃ ，壓縮機(jī)效率大幅提高 。六段 、七段改造后 ，若活塞環(huán)出現(xiàn)泄漏，氣體只能回到低壓段而不會(huì)進(jìn)入高壓段 ，徹底解決 了因活塞環(huán)泄漏導(dǎo)致氨合成氣 中微量高問題。油泵改造后 ，運(yùn)行至 2011年 9月 ，只開 1臺(tái)油泵 ，未發(fā)生過故障 ，保證 了壓縮機(jī)的長周期運(yùn)行。由于只開 1臺(tái)油泵(電機(jī)功率為 7．5kw)，比原運(yùn)行 2臺(tái) 5．5kW 油泵 ，可節(jié)約 3．5kW，改造效果明顯。(收到 修 改稿 日期 2012-02．10)萬方數(shù)據(jù)6部位作包焊處理。2008年 3月 24日大修時(shí) ，將副線管道更換為 304不銹鋼 133mm×4mm管道，使用至今。(3)3變換系統(tǒng) ：2007年 l0月 1913，發(fā)現(xiàn)材質(zhì)為 16MnR的中變二段副線泄漏，通過測厚 ，使用不到 1年，套管大部分壁厚從原始 12mm減薄到 1mm左右。變換系統(tǒng)立即停車進(jìn)行檢修。(4)4變換系統(tǒng) ：2007年 9月 5日，發(fā)現(xiàn)材質(zhì)為 16MnR的 中變二段副線泄漏 ，通過測厚，使用不到 1年 ，套管大部分壁厚從原始 12mm減薄到1mm左右。變換系統(tǒng)立即停車進(jìn)行 3d檢修 。3 中變一段 副線 、二段冷激副線的作用(1)中變一 段副線作 用：將 低溫 (130℃ 左右)飽和半水煤氣加入到經(jīng)過主熱交換器換熱后的高溫(370cc左右)半水煤氣 中，以便控制中變一 段熱點(diǎn)溫度 。(2)中變二段冷激副線作用 ：將低溫(130oC左右 )飽和半水煤氣加入到 中變爐二段爐 內(nèi)，以便控制中變爐二段熱點(diǎn)溫度。4 腐蝕泄漏原 因分析近 5年來 ，4套變換系統(tǒng) 中變一段副線 出現(xiàn)8次故障 ，其 中 4次故 障是 三通焊縫 腐蝕 ，2次故障 是 三 通 附 近 的副 線 管 腐 蝕 ，2次 故 障 是720mm的主管道腐蝕 、裂紋。故障均為副線或三通焊縫或三通周 圍的主管線腐蝕。近 5年來 ，4套變 換系 統(tǒng) 的中變 二段 副線 出現(xiàn) 3次 故障 ，均是角焊縫 和角焊縫 附近的副線管腐蝕 、管壁厚 度 減 薄而 泄 漏 。中變 一段副線 、二 段副線 的工 作溫度 均 為l30℃左右 ，工作介質(zhì)為半脫系統(tǒng) 的半水煤氣 ；中變一段副線與中變爐進(jìn) 口管交匯 ，中變爐進(jìn) 口管工作溫度為 370cC左右 ，當(dāng)中變一段副線 中的半水煤氣進(jìn)入中變爐進(jìn) 口管后 ，由于主管線溫度高達(dá) 370℃左右 ，介質(zhì) 中高濃 度的 Hs被加熱 到340℃以上 ，HS開始分解為 H 和單質(zhì)硫 ，此時(shí)表現(xiàn)為高溫硫腐蝕 ，所以造成 中變一段 副線及交匯處 的主管線腐蝕嚴(yán)重。中變二段副線與中變爐簡體中部交匯 ，中變爐內(nèi)部工作溫度為 450℃左右 ，當(dāng)中變二段副線 中的半水煤氣進(jìn)入 中變爐筒小 氮肥 第 4O卷 第 6期 2012年 6月體后 ，由于中變爐 內(nèi)部氣體溫度高達(dá) 450clC左右 ，介質(zhì)中高濃度的 H：s被加熱 到 426c【=以上 ，Hs快速分解為 H 和單質(zhì)硫 ，此時(shí)表現(xiàn)為高溫硫腐蝕 ，高溫硫?qū)饘俨牧系母g強(qiáng)，所以與中變爐交匯處的中變二段副線管腐蝕嚴(yán)重。5 改造措 施(1)中變一段副線改造前 、后簡圖見圖 1?！縄q材~7質(zhì)2030m4mXl4—1l． 窖 ，材腳!圖 1 中變一段副線改造前、后簡 圖改造前 ，進(jìn) 中變一段主管線為 720mm ×14mm，材質(zhì)是 16MnR，副線 管道為 377mm×10mm，材質(zhì) 是 20 。改造后 ，進(jìn) 中變一段主管線仍為 720mm×14mm，更換了一段長 1．4m、材質(zhì) 304不銹鋼的主管道 ；副線管道仍為 377mm×10mm，更換了一段長 1．0m 的 304 不銹鋼 的副線管，并在內(nèi)部設(shè)置了三通( 377mm×IOmm，材質(zhì)為304不銹鋼 ，長度 0．7m)。改造后 ，由于內(nèi)部設(shè)置了三通 ，低溫半水煤氣中的水在管道中部與高溫氣體混合，避免了壁流 ，且不銹鋼管耐腐蝕性強(qiáng) ；同時(shí)，加強(qiáng)半脫系統(tǒng)管理 ，出 口氣體 中 H2S質(zhì)量 濃度均 <0．050mg／L，氣體中的 H s質(zhì)量濃度 降低了 1倍 ，故改造后 中變一段副線壽命明顯延長。(2)中變二段冷激副線改造前與改造后對(duì) 比。改造前 ，中變二段冷激副線管道 (見圖 2)為273mm×8mm，20材質(zhì)。萬方數(shù)據(jù)小氮肥 第 4(】卷 第 6期 2012 魚水煤漿氣化裝 置動(dòng)設(shè) 備事故處理 與改造鄭(中石化齊魯分公 司O 前言中石化齊魯分公司氣化裝置采用美國 GE公司水煤漿加壓氣化技術(shù) ，氣化壓力 6．5MPa、氣化溫度 1350～1450oC，以煤為氣化原料生產(chǎn)粗煤氣。該裝置包括磨煤制漿 、水煤漿氣化 、合成氣冷卻及炭黑洗滌 、氣化爐排渣系統(tǒng) 、灰水處理系統(tǒng)等主要工藝單元 。2008年 10月 24日裝置開車 ，在3年多時(shí)間內(nèi)針對(duì)氣化裝置專用動(dòng)設(shè)備出現(xiàn) 的問題 ，進(jìn)行 了多項(xiàng) 技 術(shù)改造 。1 煤 (焦 )稱量給料機(jī)從動(dòng)滾筒軸頸斷裂技術(shù)參數(shù) 。JCG一800型 ，全封閉帶式 ，實(shí)際設(shè)定給料量 0—100t／h，帶寬 800mm，進(jìn)出料 口間距 5000mm，變頻調(diào)速。事故概述。2臺(tái)煤(焦)稱量給料機(jī) 自2008年星山東淄博 255400)710月運(yùn)行以來 ，在短短的 1年多時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)生了 6次從動(dòng)滾筒軸頸斷裂事故 。此 6次事故均發(fā)生在連續(xù)運(yùn)行 3個(gè)月左右 ，其 中2次為巡檢發(fā)現(xiàn) ，2次為報(bào)警顯示 。故障現(xiàn)象一：輸送帶跑偏 ，從動(dòng)滾筒與滾筒軸一邊產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并有摩擦痕跡 ，判斷滾筒軸與滾筒螺旋加強(qiáng)筋點(diǎn)焊部位開焊 ，停車檢修發(fā)現(xiàn)從動(dòng)滾筒軸斷裂 。故 障現(xiàn)象二 ：跑偏后故障停機(jī) ，無法啟動(dòng) ；拆卸檢查發(fā)現(xiàn) ，從動(dòng)滾筒軸頸斷裂。6次軸頸斷裂事故 ，斷裂位置幾乎相同，均處于接近中間部位。原 因分析。①軸與滾筒連接方式是軸上開螺旋槽 ，軸與滾筒螺旋加強(qiáng)筋點(diǎn)焊焊接 ，焊接質(zhì)量差或焊接造成軸局部變形、彎曲時(shí)，長時(shí)間受輸送帶剪切力作用而斷裂 ，制造質(zhì)量差是發(fā)生軸頸斷裂的直接原因。②輸送帶設(shè)計(jì)過長 ，給煤量大時(shí)從動(dòng)滾筒受到的拉力過大 ，并且受煤量調(diào)節(jié) 、輸送帶圖 2 中變 二 段 冷 激 副 線 結(jié) 構(gòu)改造后 ，中變二段冷激副線結(jié)構(gòu) 、規(guī)格未變 ，與中變爐筒體相連的副線管及套管變更為 304不銹鋼 。改造后 ，首先加強(qiáng)了半脫系統(tǒng)的管理 ，氣體中H2s質(zhì) 量 濃 度 從 0．075mg／L降 至0．050mg／L，加之 304不銹鋼耐腐蝕性強(qiáng) ，故改造后 中變二段冷激副線壽命明顯延長。6 預(yù) 防措施(1)加強(qiáng)半脫 系統(tǒng) 的管理 ，嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)脫硫后氣體中 H2s質(zhì)量濃度 <0．050mg／L的工藝指標(biāo) ，并且進(jìn)行嚴(yán)格 考核工藝指標(biāo) ，以減輕 Hs對(duì)設(shè)備管道的腐蝕 。(2)加強(qiáng)中變一段 副線 、中變二段冷激副線的排污管理 ，要求每小時(shí)最少排污 1次 ，崗位技術(shù)員每周至少親 自排污 1次，以確保排污管理的有效性 ，以避免發(fā)生壁流和腐蝕 。(3)每半年對(duì) 中變一段副線 、中變二段冷激副線角焊縫周 圍的管道測厚 1次 ，確保管道厚度減薄時(shí) ，能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和處理，避免發(fā)生壓力管道起火爆炸事故。(收稿 日期 2011．12-

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