尿素装置开车高压系统故障及处理措施总结

尿素装置开车高压系统故障及处理措施总结
高压系统是整个尿素装置的核心，负责主要反应的发生，尿素的生成，其它工序主要围绕尿素的提纯与未反应物的回收利用进行工作。

结合生产实际，针对开车过程高压系统出现的故障进行原因分析，对处理故障措施进行总结。

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山西潞安煤基合成油公司以煤为源头，副产180KT合成氨，300KT尿素，其中尿素装置采用荷兰斯塔米卡邦公司二氧化碳汽提法生产工艺。

二氧化碳汽提法尿素生产工艺主要包括：二氧化碳压缩和脱氢、液氨升压、合成和汽提、循环、蒸发造粒、产品贮存和包装、解吸和水解等工序。

其中，高压系统的运行状况直接影响整个装置的高效、安全运行。

在实际生产中，开车过程由于变化环节较多，高压系统容易出现种种与正常工况不一样的异常情况，出现故障处理是否及时有效，对整个装置的运行起到了至关重要的作用。

以下结合开车过程中高压系统出现的故障，进行原因分析，处理措施的总结。

1 喷射器不抽吸
1.1 现象
①液氨投入系统后，TI-63516不断下降，最低降至20℃，即液氨温度。

氨泵变频加至正常值后，温度仍不上涨。

②高洗器气相温度下降明显，下降至70℃。

③PI-63526迅速上涨。

④低压吸收塔出液调节阀头自动情况下逐步开大，严重时低压塔满液。

1.2 原因分析
①高洗下液管线堵塞。

②甲铵泵或液氨泵不打量或跳车，即抽吸力不足。

③高洗下液管液封破，管内充满CO2，形成气阻，甲铵液无法正常到达喷射器处。

④喷射器出口调节阀故障，实际开度过大导致压差不足或喷嘴腐蚀过大，使液氨通过时流量大幅降低。

1.3 处理措施
①高洗下液管堵主要由于停车排塔不完全，冲洗不彻底所致。

结合本厂生产经验，总结如下操作措施：a封塔时单台甲铵泵切出甲铵液改走冷凝液，彻底走水保证30-40分种。

对甲铵泵出口、高洗器内部列管、高洗下液管内高浓度甲铵液进行彻底稀释置换。

从源头上控制甲铵液的浓度，避免了出现结晶堵管的可能。

同时：前工段工况允许情况下，甲铵泵走水过程液氨泵最好未切出系统，通过液氨的抽吸力将高洗下液管内甲铵液抽吸至高甲冷。

如果属于紧急停车情况，切出氨泵后立即冲洗氨管线，保证15分钟以上，同样可以起到抽吸的效果。

b排塔
至系统压力低于0.5 MPa时，缓慢微开排放总阀导淋进行排放；确认导淋无液排出，再进行下步冲洗操作。

在操作上，确认尿液排放彻底，进一步避免了堵管的可能性。

c完成排塔后，由排放双阀下阀进行冲洗，可以将残留液体冲下，由导淋进行排放。

这样，即使第一、二步操作存在不到位情况下，可以避免堵管的出现。

从本厂生产实际来看，主要问题出在冲洗顺序上。

以往操作先由四楼冲洗高洗下液排放：冲洗水由排放阀进去分两路，由高洗下液管和喷射器出口管分别进入设备。

高甲冷顶部位于六楼，这样通过高洗下液管的冲洗水到达六楼后，上升阻力大，大量冲洗水通过另一路进入高甲冷，止步于高洗下液六楼处。

这样在上述一、二步处理不到情况下，甲铵液在高甲冷进液管平行处高洗下液管内结晶。

d冲洗完成，通入0.8MPa蒸汽进行置换，TI-63507、63517呈同一趋势上涨，快速上涨至140℃以上，可确认管线畅通。

否则，温度上涨缓慢，或最终温度未达到140℃，立即重新进行管线确认。

e升压前必须进行管线确认，如发现管线堵塞：由四楼排放处进行冲洗-导淋排放，通过冲排可将结晶物融化排走。

如果堵管严重，利用冲排无法疏通时，需在喷射器入口管处加盲板，进行冲洗排放处理。

②单台甲铵泵或液氨泵不打量，立即增加另一台泵的变频，同时启动备用泵，以保证液氨、甲铵的正常供应量。

氨量不足时，可关小喷射器开度，提高喷射器压差至2.5-2.8MPa保证压差。

③开车前高洗下液排放未关闭，管线内液封破。

启动冲洗水泵，通过排放总管和高洗器下液排放管线反方向冲水至喷射器入口。

④开车前进行调节阀调试，保证现场阀位与中控一致且开关灵活。

喷射器喷嘴腐蚀过大时，需增加进氨量，尽快加负荷，维持系统高负荷运行，精心维护氨泵运行，防止出现跳车或不打量。

停车时更换喷嘴。

高压喷射器必须定期检查其腐蚀情况，且拆卸过程记录喷射器与调节机构连接处的距离。

2 CO2倒流
进汽提塔的CO2，正常情况下出汽提塔后，进入高甲冷再进入合成塔。

所谓CO2倒流走短路，是指出汽提塔的气体部分或全部由合成塔溢流管直接到合成塔顶部，未经高甲冷、合成塔的反应就由塔顶排出。

2.1 现象
①PI-63526突升，严重时全开PV-63513仍无法控制。

由于部分或全部CO2从汽提塔顶部直接进入合成塔顶部，不参与甲铵生成反应，势必造成严重超压。

②出料过程发生串气，合成塔液位下降过快，关闭HPV-63501后，液位指示迅速上涨。

③高甲冷产气停止或大幅度下降，低压汽包补气阀明显开大，TI-63518下降。

④TI-63512不断上涨，由正常80℃最高涨至160℃。

⑤合成塔气相温度超温，最高至190℃。

⑥高压洗涤器热负荷减少，高调水温差缩小，TI-63507、63517下降。

2.2 原因分析
①开车前注入液封时间不够，或由于HPV-63501为蝶阀，存在一定内漏，投料后管内液体逐渐减少，当液体静压小雨汽提塔至合成塔顶部压差时，即发生CO2倒流，由溢流管直接进入合成塔顶部。

②仪表原因，HPV-63501全开导致液封破。

2.3 处理措施
①升压前及投料前，必须保证注液封时间不少于15分钟。

随时注意TI-63512温度的变化，出现上涨趋势，及时向溢流管内补充水。

②开车阶段保证1#甲铵泵及冲洗水泵的备用。

TI-63512波动时立即通过冲洗水泵补充液封，如效果不好，应立即使用1#甲铵泵补充，通过增加甲铵泵的变频来增加补水量，最高可开至45%，现场注意泵出口压力，避免泵体超压。

③开车前，校对HPV-63501保证灵活好用。

④如果出料过程发生倒流，需切出CO2重新注入液封，因为一旦大量发生倒流，不切出CO2，无法再次形成液封。

而且，切出CO2容易发生合成塔满液、倒液，汽提塔满液等次生事故。

由于开车过程系统水的影响，LI-63514有时很快会显示液位，并不断波动。

因此，开HPV-63501出料前，保证LI-63514呈稳定上涨趋势，出料时间约2.5小时，TI-63512稳步上涨至160℃。

⑤发生倒流后，②步骤操作无效，应将二氧化碳在汽提塔前放空，关闭进汽提塔快切阀，降氨泵、甲铵泵变频至最低，启动冲洗水泵注液封后重新投入CO2。

⑥如果HPV-63501内漏过大，可持续注入液封。

3 汽提塔满液
3.1 现象
①汽提塔出液温度、出气温度偏高，严重时均涨至190℃以上。

②LI-63502显示100%，高限报警。

③PI-63526上涨迅速。

④低压负荷过大，严重超压。

⑤高压气包用蒸汽量增加。

3.2 原因分析
①汽提塔液位测量范围为0-600mm，开车过程没有及时排净塔内积液，包括溢流管内漏的液封水，升温钝化过程的冷凝液及封塔过程高甲冷倒液。

②汽提塔液位计或出液调节阀故障。

3.3 处理措施
①升温钝化、升压、投料每个节点操作前，必须将汽提塔液位排下，排至高报以下。

②封塔过程发生倒液，开车前先投入CO2，同时打开出液阀向低压排放。

③整个开车过程必须保证汽提塔液位可见，出现上涨及时排放。

一旦发生严重满液：减负荷至最低，氨泵、甲铵泵变频减至最低；同时开大出液阀，尽快进行排放。

发生严重满液，导致汽提塔超温，同时大量排放过程会引起CO2向低压串
气，容易导致长时间液位不下降，因此，要尽早判断，尽快处理。

4 结束语
尿素装置开车过程，高压系统操作属于核心操作，必须做到综合判断、尽早判断，及时处理。

稍有不慎或耽误了最佳的处理时机，须装置停车重新开车，严重时造成设备腐蚀加快等恶性事故。

本文结合生产实际，对开车过程常见故障进行分析，总结经验措施，对本系统的操作提供参考。

参考文献：
[1]钱镜清.尿素生产工艺与操作问答[M].化学工业出版社，1988.
[2]陈关平.尿素生产工艺与操作（中级本）[M].中国石化出版社，1993.
[3]刘晓敏.尿素优化生产工艺技术与设备操控及维护实用手册[M].北方工业出版社，2006.。