1 概述
化工生产中的主要热源来自于蒸汽,对于每一个装 置 而 言,都 有 独 立 的 蒸 汽 系 统。我 厂18·30项目采用二氧化碳汽提法工艺,其高压甲铵冷凝器为立式设备,而蒸汽系统也是装置中一个重要的部分。
我厂地处格尔木察尔汗盐湖,属大陆高原气候,少雨、多风、干旱,冬季漫长寒冷,年平均气温-4.2℃,差不多从10月份到第二年5月份都属于冬季,夏季只有短短的两个月;冬季时,平均气温可达-15~-25℃。在冬季尤其是遇到停车的情况下,尿素系统极易结晶堵塞,其防冻工作既是重点又是难点。
2 蒸汽系统简介
尿素装置使用四种压力等级的蒸汽,具体情况如下。
(1)超高压蒸汽,来自电厂,压力4.0MPa,温度440℃;用于CO2压缩机透平06JT0102。
(2)高压蒸汽,该蒸汽来自合成氨装置,压力2.5MPa,温度224℃;用于高压汽提塔06C0102,水解塔06E0108,水解塔06E0108伴热,中压蒸汽及低压蒸汽系统的补充蒸汽。
(3)中压蒸汽,压力0.88MPa,温度175℃;用于二段蒸发器06C0110和合成系统伴热。
(4)低压蒸汽,压力0.44MPa,温度147℃。
低压蒸汽产生于高压甲铵冷凝器06C0103,并经低压蒸汽汽包06F0112A/B送往各用户,剩余部分送出尿素界区。用于高压汽提塔06C0102的高压蒸汽通过PV1203进 入 高 压 蒸 汽 饱 和 器06F0119,06F0119压力由PIC1203控制在1.7~2.1MPa之 间;06C0102蒸 汽 冷 凝 液 回 到06F0119,06F0119冷凝液排至中压蒸汽饱和器06F0120部分闪蒸减压至0.88MPa。06F0120排至06F0112A/B的冷凝液部分闪蒸,压力由0.88MPa减至0.44MPa。06F0120与高压洗涤器06C0104的高压调温水有一根平衡管线,作为其补水。PIC1213控制06F0112A/B允许的最低压力,当压力低于PIC1213设定值(0.4MPa)时,来自合成氨的高压蒸汽至06F0112A/B管线上的PV1213阀将打开;当PIC1213压力超过其设定值,PV1213处于关闭状态,PV1213设有副线以便开停车时用。
蒸汽冷凝液贮槽06F0103收集的冷凝液分别来自:06F0112A/B排放液,界区来的补充水(开停车),蒸汽伴管和蒸汽夹套冷凝液管线,循环加热器06C0106和一段蒸发器06C0109A壳侧蒸汽冷凝液,闪蒸蒸汽冷凝器06C0118;蒸汽冷凝液总管冷凝液流入06F0103液面下,总管顶部蒸汽进入闪蒸蒸汽冷凝器06C0118冷凝。06F0103顶部设有与06C0118壳侧连接的平衡管线,06F0103设有溢流管。中压蒸汽和低压蒸汽管网分成好多分支,作为0.88MPa蒸汽或0.44MPa蒸汽分配台,去管线或设备做伴热。
3 防冻工作的重要性
冬季如果搞不好防冻工作,最容易出现设备、管道冻坏的现象。比如在冬季停车时,设备、管道中的水排放不尽,致使许多的设备、管道、管件冻裂,导致高额的维修费用。
笔者先说一下我厂以往的停车过程中遇到的问题。比如由于断原料气故障而引起的排塔停车,所有系统都得停车排放处理,待系统处理完之后,蒸汽系统也得停。因为所有系统停车排放后,如果蒸汽系统不停,而此时高压甲铵冷凝器相当于一个空设备,用0.44MPa的蒸汽对其长时间加热,势必对设备和列管有较大的影响。
在过去的几次停车当中,尤其是冬季,在蒸汽系统停车后,由于一些管线及设备所用的伴热蒸汽都停用,结果使得几台重要的泵和好几条公用工程管道冻坏,必须重购设备和管道,重新安装,造成很大的经济损失。
4 蒸汽系统防冻技改及操作方法
针对以上情况,我们对蒸汽系统做了一些改造,并制定了相应的操作方法。
4.1 尿素全系统停车后蒸汽系统的处理
4.1.1 蒸汽系统的改造(图1)【图1】
4.1.2 操作方法
(1)将中压蒸汽饱和器和低压蒸汽饱和器泄压。
(2)排放汽包内的冷凝液。
(3) 关PV1201A、LV1201、PV1201B及其副线截止阀。
(4)关PV1213、HV1110、FV1211及其副线截止阀。
(5)确认汽包进汽和出汽、补液以及下液阀都关闭之后,将截止阀3、截止阀4、截止阀5关闭。
(6)缓慢打开截止阀1、截止阀2两到三圈,将2.5MPa蒸汽引入中、低压蒸汽管网,投用所有伴管蒸汽。
4.2 蒸汽系统停车而引起全系统停车对蒸汽系统的处理
4.2.1 蒸汽分配台的改造(图2)【图2】
4.2.2 操作方法
(1)将蒸汽系统停车后,排放汽包内的冷凝液。
(2)将2.5MPa蒸汽管的总截止阀关闭。
(3)将蒸汽分配台上导淋打开,排尽积液后,关闭导淋,再将蒸汽分配台的总阀关闭,开工厂空气,吹尽所有伴管内的冷凝液;伴管处理完后,将伴管的截止阀关闭,将分配台的总阀打开,使工厂空气倒回到各管网和汽包内,打开管网的蒸汽导淋和汽包下液阀,吹尽汽包以及管网内的冷凝液。
(4)最后打开2.5MPa蒸汽总管导淋,直到吹尽管内冷凝液。
5 日常的防冻工作
冬季对于运转设备可能还要好点,就怕备用设备和管线的死角处,防冻工作是最难搞的。管理上应要求班组加强巡检这些部位;循环水的回水是否通畅,循环水副线是否开启,副线开度不要太大,有水流过就好。如果副线都开得太大,可能会影响循环水系统,以及对运转设备用水的地方造成影响。
巡回检查伴管的投用情况。经常检查导淋是否被冻。如果冻了,必须用蒸汽吹通。导淋加强排放频率。设备低点排水,应特别注意检查是否有管线冻裂,防止物料泄漏。
6 结语
通过上述改造,避免了在蒸汽系统停车后设备、管道的伴热因无法继续投用而引起冻坏冻裂等,也避免了停车后因冷凝液排不尽而冻坏伴管等情况,降低了许多不必要的维修成本,为尿素装置的稳定运行提供了可靠的保障。
