氨红外分析检测尿素合成塔泄漏
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维普资讯
２０ ０６年 第 ２期
川 化
３ １
氨 红 外 分 析 检 测 尿 素 合 成 塔 泄 漏
原 息中 汪 家铬 信 心
摘 要 尿寒合 成塔 塔体泄漏检测是保证其安全运行的一个重要环节， 前采用的蒸汽检漏法由 目
于存在种 种弊端 ， 已不能适应泄漏 检测的需要 。本文 简述 了 氨红外 分析技 术 检测尿 素合成塔 泄漏 的方 法、 系统设置 、 特点及应用实例 ， 明了该技术是 检测尿 素合成塔泄漏 的行 之有效的方法 。 技术 说
出 口管 。氮气的流量要根据系统对介质泄漏发生
． Ｉ ｌ 的反应时间和氨红外气体分析仪要求的试样气流 ４ １ 检 浸 灵敏 度 高 当塔体衬里有泄漏发生时， 入筒节盲层板 进 量的大小来设 置。此外 ， 生产企业应能提供足够
的氮气源来保证尿素合成塔检漏的需要。
３ ２ 检 测控 制 ．
所用的检测载体是不具有腐蚀性的氮气 ， 对于塔 体的每一筒节 ， 分别设有两根氮气检漏管 ， 一根通 人 氮气 ， 而从 另 一 根 引 出检 漏 后 的 氮气 到 氨 红 外 气体成分 分析仪 中。若塔 体 内衬里有泄 漏发生 时， 只要通过仪器分析检漏氮气 中泄漏介质 的氨 含 量 ， 可 以及 时判 断泄 漏 发 生 的性 质 、 位 、 就 部 程
物质引起 的塔体层板应力腐蚀开裂是这次尿塔爆 炸事故发生 的主要诱 因之一。因此 ， 参与事故调
查的有关专家一致认为采用蒸汽检漏不是一项十
分明智的方法 ， 很难 防止检漏系统产 生应力腐蚀
开裂。 ２ ２ 氨红 外检 漏法 ．
与传统蒸汽检漏法不 同的是氨红外分析技术
尿素合成 塔是化肥 生产尿素装 置 的关键设 备， 原料氨 、 二氧化碳 和甲铵合成尿素的反应都在 塔 内进行 ， 不仅承受高温、 高压 ， 而且工作介质也 具有较强 的腐蚀 性。其塔体 结构一般 由内层衬
。
图 １ 尿素 合成塔氨红外分析检渭 系统示意圈
在塔体每个筒节 的上、 下两端靠 近环 焊缝处
检漏管引出的检 漏氮气进行分析 ， 以确切判断泄 漏发生的程度、 范围、 性质等具体情况。
４ 技术 特 点
分别设置检漏孔并 引出检漏管 ， 使其在筒 节上互 成 １０ ， ８ 。一根 作为氮气进 口管 ， 另一根 作为 氮气
经 济损 失 上千 万元 。
我 国现有上千台尿素合成塔在化肥生产装置
中运行 ， 针对尿素合成塔这一存在重大事故隐患
且已出现过爆炸恶性事故的特种设 备 ， 防止类 为 似爆炸事故的再次发生 ， 国家质量监督检验检疫
总局 于 ２０ ０５年 ８月 ２ 日下 发 了 国 质 检 特 函 ４
蒸汽检漏法对蒸 汽的品质要求较 高 ， 目前 但 生产企业很难保证得到洁净的蒸汽 ， 检漏蒸汽 中
水平。 ・ ４２ 分析 安 全 可靠 ．
由于塔体 的高度不同 ， 各个筒节盲层板 的内 部结构和检漏管 的长度、 方向、 布置等都不完全一 致， 因此每一氮气通道还需 配置流量计和调节阀 来加 以控制 。为防止生产不正常塔 内压力下降时 可能出现的塔体衬里失稳、 抽瘪等情况 ， 系统具有 在事故状态下 自 动切断氮气进人筒节的功能。
成 塔 的安 全管 理 除要 求 进 行 定 期 检 验 检 测 、 格 严
介质往往会引起尿素合成塔层板应力腐蚀开裂 ， 从 而对 尿 素合 成塔 的安 全 运行 造成 重大威 胁 。据
北 京 钢铁设 计 研究 总 院 、 山东 大学 、 岛科 技 大学 青
等单位对“ ２ ” ３・ １ 山东鲁西第三化肥厂尿素合成 塔爆炸事故的联合调查结果 ， 检漏蒸汽中 的有害
近年来 ， 尿素合成塔爆炸事故在世界范 围内 共发生 ３ ， Ｉ 起 除 起发生在缅甸外 ， 其余 ２起均发
生在我 国。这 ２ 起爆炸事故分别发 生于Байду номын сангаас１９ ９５年 ｌ ０月 ７日河北 迁安 化肥 厂 和 ２０ ０ ５年 ３月 ２ １日山 东鲁西化工集团第三化肥厂 ， 造成多人伤亡 ， 直接
内检漏通道的氮气可及时把泄漏介质引出筒节并 经氨红外分析仪 自动检测其泄漏的关键成分氨的 含量 ， 检测泄漏介质反应时间短 ， 可及早发现泄漏 情况 ， 同时也能实施在线连续监测。检测信息可 输人尿素生产装置的集散控制系统 ， 在控制室直 接观察 ， 提高企业对尿素合成塔安全状况管理 的
关键词 尿素合成塔 泄漏 检测 氨红外分析
１ 概
述
里、 盲层板和承压壳体组成。 目前国内大多数化 肥企业 的尿素合成塔的 日常运行泄漏检测一般采 用蒸汽检漏 ， 其方法是检漏 管通过承压壳体上的 检漏孔盖板 ， 穿过壳体层 板进入盲层板上的半 圆 形环状检漏槽 中， 向检漏管内通人检漏蒸汽后 ， 蒸 汽就在检漏槽流过后被引出壳体。若有介质泄漏 时也随检漏蒸汽一起被带 出塔外 ， 然后用试纸或 酚酞溶液检验蒸汽冷凝液中的氨含量来判断尿素 合成塔 内层的泄漏情况 。
通常含有很多 的氨 、 、 氯 碳酸等离子， 这些有害 的
［０ ５ ６ ９ ２０ ］８ 号文件《 于进一步加强尿素合成塔 关 生产使用检验工作 的通知 》 对 尿素合成塔 详尽 ， 地规定 了设计结构、 制造材料 、 出厂检验 、 使用年 限及安全管理等方 面的要求 ， 中对在用尿 素合 其
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Ｊ 化 ｌ １
３ 系统 设 置
．
２０ ０ ６年 第 ２期
度 等情 况 。 同时 还可 将检 测分 析 的信 息输 出与控
制操作 系统和报警装置相连接 ， 置适 当的泄漏 设 成塔的泄漏情况 。
３１ 检 漏通道 控制数值 ， 就可以实现实时在线连续 检测尿素合 检漏系统的设置如图 １
执行开停车制度和工艺指标控制外 ， 还提出了要 对生产运行中的尿素合成塔进行在线检漏 ， 并推 荐采用氨红外分析仪对尿素合成塔内层 的泄漏情 况进行实时在线检测 ， 以及时发现和消除事故隐 患。本文简要介绍采用氨红外分析技术检测尿素 合成塔泄漏方面的一些情况。
２ 检 测 方 法
２ １ 蒸汽检 漏法 ．
２０ ０６年 第 ２期
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氨 红 外 分 析 检 测 尿 素 合 成 塔 泄 漏
原 息中 汪 家铬 信 心
摘 要 尿寒合 成塔 塔体泄漏检测是保证其安全运行的一个重要环节， 前采用的蒸汽检漏法由 目
于存在种 种弊端 ， 已不能适应泄漏 检测的需要 。本文 简述 了 氨红外 分析技 术 检测尿 素合成塔 泄漏 的方 法、 系统设置 、 特点及应用实例 ， 明了该技术是 检测尿 素合成塔泄漏 的行 之有效的方法 。 技术 说
出 口管 。氮气的流量要根据系统对介质泄漏发生
． Ｉ ｌ 的反应时间和氨红外气体分析仪要求的试样气流 ４ １ 检 浸 灵敏 度 高 当塔体衬里有泄漏发生时， 入筒节盲层板 进 量的大小来设 置。此外 ， 生产企业应能提供足够
的氮气源来保证尿素合成塔检漏的需要。
３ ２ 检 测控 制 ．
所用的检测载体是不具有腐蚀性的氮气 ， 对于塔 体的每一筒节 ， 分别设有两根氮气检漏管 ， 一根通 人 氮气 ， 而从 另 一 根 引 出检 漏 后 的 氮气 到 氨 红 外 气体成分 分析仪 中。若塔 体 内衬里有泄 漏发生 时， 只要通过仪器分析检漏氮气 中泄漏介质 的氨 含 量 ， 可 以及 时判 断泄 漏 发 生 的性 质 、 位 、 就 部 程
物质引起 的塔体层板应力腐蚀开裂是这次尿塔爆 炸事故发生 的主要诱 因之一。因此 ， 参与事故调
查的有关专家一致认为采用蒸汽检漏不是一项十
分明智的方法 ， 很难 防止检漏系统产 生应力腐蚀
开裂。 ２ ２ 氨红 外检 漏法 ．
与传统蒸汽检漏法不 同的是氨红外分析技术
尿素合成 塔是化肥 生产尿素装 置 的关键设 备， 原料氨 、 二氧化碳 和甲铵合成尿素的反应都在 塔 内进行 ， 不仅承受高温、 高压 ， 而且工作介质也 具有较强 的腐蚀 性。其塔体 结构一般 由内层衬
。
图 １ 尿素 合成塔氨红外分析检渭 系统示意圈
在塔体每个筒节 的上、 下两端靠 近环 焊缝处
检漏管引出的检 漏氮气进行分析 ， 以确切判断泄 漏发生的程度、 范围、 性质等具体情况。
４ 技术 特 点
分别设置检漏孔并 引出检漏管 ， 使其在筒 节上互 成 １０ ， ８ 。一根 作为氮气进 口管 ， 另一根 作为 氮气
经 济损 失 上千 万元 。
我 国现有上千台尿素合成塔在化肥生产装置
中运行 ， 针对尿素合成塔这一存在重大事故隐患
且已出现过爆炸恶性事故的特种设 备 ， 防止类 为 似爆炸事故的再次发生 ， 国家质量监督检验检疫
总局 于 ２０ ０５年 ８月 ２ 日下 发 了 国 质 检 特 函 ４
蒸汽检漏法对蒸 汽的品质要求较 高 ， 目前 但 生产企业很难保证得到洁净的蒸汽 ， 检漏蒸汽 中
水平。 ・ ４２ 分析 安 全 可靠 ．
由于塔体 的高度不同 ， 各个筒节盲层板 的内 部结构和检漏管 的长度、 方向、 布置等都不完全一 致， 因此每一氮气通道还需 配置流量计和调节阀 来加 以控制 。为防止生产不正常塔 内压力下降时 可能出现的塔体衬里失稳、 抽瘪等情况 ， 系统具有 在事故状态下 自 动切断氮气进人筒节的功能。
成 塔 的安 全管 理 除要 求 进 行 定 期 检 验 检 测 、 格 严
介质往往会引起尿素合成塔层板应力腐蚀开裂 ， 从 而对 尿 素合 成塔 的安 全 运行 造成 重大威 胁 。据
北 京 钢铁设 计 研究 总 院 、 山东 大学 、 岛科 技 大学 青
等单位对“ ２ ” ３・ １ 山东鲁西第三化肥厂尿素合成 塔爆炸事故的联合调查结果 ， 检漏蒸汽中 的有害
近年来 ， 尿素合成塔爆炸事故在世界范 围内 共发生 ３ ， Ｉ 起 除 起发生在缅甸外 ， 其余 ２起均发
生在我 国。这 ２ 起爆炸事故分别发 生于Байду номын сангаас１９ ９５年 ｌ ０月 ７日河北 迁安 化肥 厂 和 ２０ ０ ５年 ３月 ２ １日山 东鲁西化工集团第三化肥厂 ， 造成多人伤亡 ， 直接
内检漏通道的氮气可及时把泄漏介质引出筒节并 经氨红外分析仪 自动检测其泄漏的关键成分氨的 含量 ， 检测泄漏介质反应时间短 ， 可及早发现泄漏 情况 ， 同时也能实施在线连续监测。检测信息可 输人尿素生产装置的集散控制系统 ， 在控制室直 接观察 ， 提高企业对尿素合成塔安全状况管理 的
关键词 尿素合成塔 泄漏 检测 氨红外分析
１ 概
述
里、 盲层板和承压壳体组成。 目前国内大多数化 肥企业 的尿素合成塔的 日常运行泄漏检测一般采 用蒸汽检漏 ， 其方法是检漏 管通过承压壳体上的 检漏孔盖板 ， 穿过壳体层 板进入盲层板上的半 圆 形环状检漏槽 中， 向检漏管内通人检漏蒸汽后 ， 蒸 汽就在检漏槽流过后被引出壳体。若有介质泄漏 时也随检漏蒸汽一起被带 出塔外 ， 然后用试纸或 酚酞溶液检验蒸汽冷凝液中的氨含量来判断尿素 合成塔 内层的泄漏情况 。
通常含有很多 的氨 、 、 氯 碳酸等离子， 这些有害 的
［０ ５ ６ ９ ２０ ］８ 号文件《 于进一步加强尿素合成塔 关 生产使用检验工作 的通知 》 对 尿素合成塔 详尽 ， 地规定 了设计结构、 制造材料 、 出厂检验 、 使用年 限及安全管理等方 面的要求 ， 中对在用尿 素合 其
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３ ２
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３ 系统 设 置
．
２０ ０ ６年 第 ２期
度 等情 况 。 同时 还可 将检 测分 析 的信 息输 出与控
制操作 系统和报警装置相连接 ， 置适 当的泄漏 设 成塔的泄漏情况 。
３１ 检 漏通道 控制数值 ， 就可以实现实时在线连续 检测尿素合 检漏系统的设置如图 １
执行开停车制度和工艺指标控制外 ， 还提出了要 对生产运行中的尿素合成塔进行在线检漏 ， 并推 荐采用氨红外分析仪对尿素合成塔内层 的泄漏情 况进行实时在线检测 ， 以及时发现和消除事故隐 患。本文简要介绍采用氨红外分析技术检测尿素 合成塔泄漏方面的一些情况。
２ 检 测 方 法
２ １ 蒸汽检 漏法 ．