尿素装置蒸汽系统防冻技改

(青海盐湖工业股份有限公司化工分公司，青海 格尔木 816000)

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4.0 MPa，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2.5 MPa，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0.88 MPa，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0.44 MPa，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1.7～2.1 MPa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0.88 MPa。

06F0120排至06F0112A/B的冷凝液部分闪蒸，压力由0.88 MPa减至0.44 MPa。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(0.4 MPa)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0.88 MPa蒸汽或0.44 MPa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0.44 MPa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)

4.1.2操作方法

图1 蒸汽系统改造示意图

(注：截止阀1～5均为新增的，从2.5 MPa蒸汽网管引至中压蒸汽和低压蒸汽管网的两条管线也为新配的。)

(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2.5 MPa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)

4.2.2操作方法

图2 蒸汽分配台改造示意图

(1)将蒸汽系统停车后，排放汽包内的冷凝液。

(2)将2.5 MPa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2.5 MPa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。