循环水系统运行中存在的问题及处理

刘宁娟

（青海盐湖股份有限公司化工分公司，青海格尔木 816000）

循环水系统运行中存在的问题及处理

刘宁娟

（青海盐湖股份有限公司化工分公司，青海格尔木 816000）

对生产运行过程中出现的问题进行了总结分析，提出了循环水系统的优化措施，实现了尿素装置的稳定运行。

循环水；冷却器；全压式高速排气阀；封头；制约

我车间年产33万t尿素装置采用传统的斯太米卡邦（Stamicarbon）二氧化碳汽提法技术，设计生产能力为日产1 000t小颗粒尿素。尿素循环水系统由辅助公用工程动装置动力车间送出，为了保证尿素装置温度、压力处于正常运行工况，其用于尿素装置11台冷却器换热的冷却介质，对工艺介质进行热交换，其设计参数如表1所示：

表1 循环水设计参数

1 尿素装置11台冷却器设备的主要作用

1）工艺冷凝液冷却器：其作用是水解解吸系统处理合格后的工艺废水进行冷却，冷却使温度降到50℃后，送至热电厂，作为锅炉补水。

2）蒸汽冷凝液冷却器：其作用是将蒸汽冷凝液温度由80～90℃冷却到40℃，作为4巴吸收塔上段的吸收液。

3）4巴吸收塔进料冷却器：主要是将4巴吸收塔给料泵送来的工艺液由56℃左右冷却到40℃，作为吸收塔下段的吸收液。

4）闪蒸蒸汽冷却器：主要是将装置所有蒸汽用户回收的冷凝液进行冷却回收利用。

5）低压调温水换热器：将低压甲铵冷凝器中氨和二氧化碳反应放出的热量移除，保证低压系统温度、压力在工艺指标内运行。

6）高压调温水换热器：主要是将高压洗涤器内氨和二氧化碳的反应热通过循环水移除，保证高压系统压力、温度正常运行。

7）回流冷凝器：其作用是将解析塔内解吸出来的氨进行回收利用，利用循环水将氨和二氧化碳反应的反应热移除，保证系统各参数的正常运行。

8）一段蒸发表冷器、二段蒸发表冷器及二段蒸发后表冷器：其作用是用循环水将一段蒸发、二段蒸发分离器内分离出来的氨和二氧化碳、水汽、甲铵液、尿液进行冷凝，维持蒸发真空度。

9）4巴吸收塔塔底冷却器：采用循环水将4巴吸收塔内反应的反应热移除，工艺液温度由56℃左右降到40℃后，作为常压吸收塔的吸收液。

2 运行中出现的问题及原因分析

2.1 运行中出现的问题

自试车以来，循环水系统运行极不稳定，严重影响了尿素装置的稳定运行，严重制约尿素装置的稳定生产。运行过程中因循环水问题多次引起停车事故，对尿素装置稳定生产形成主要的制约因素。

（1）2012年试车以来，曾多次发生过循环水压力过低，位于尿素框架七楼的4巴吸收塔塔底冷却器工艺侧的工艺介质温度无法降低，致使该工艺液到常压吸收塔后不能将常压吸收塔内的氨和二氧化碳吸收完全，造成低压系统超压，从而使蒸发背压，真空度达不到工艺指标，尿素中水分含量增加，影响到尿素产品质量。

（2）2013年12月10日，由于合成氨装置循环水用量增大，造成尿素循环水量不足，压力过大，造成蒸发系统三台表冷器缺循环水，蒸发系统超压（压力超过了150kPa），造成蒸发系统无法正常运行，被迫高压减负荷，蒸发短亭。

（3）尿素循环水进入界区流量计显示时有时无，影响对消耗的考核。

（4）2012年至2013年期间，由于动力车间倒泵造成回流冷凝器上封头垫片及3台蒸发表冷器封头垫片损坏多达20次，同时也多次造成高压系统减负荷，蒸发系统停车。

2.2 原因分析

（1）原设计尿素所使用的循环水与VCM装置、合成氨装置、甲碱装置、空分装置及VCM/PVC冷冻站共用一根循环水管线。对尿素装置而言，由于框架高，所以对循环水的压力等级要求比较严格，一般设计压力为0.4MPa。但目前，动力车间的泵出口压力0.4MPa，通过别的装置后，待送到我们车间时的循环水压力已降为0.3MPa左右。远远满足不了尿素的工艺要求，尿素装置涉及到循环水的地方，比如低压以及蒸发等几台表冷器，由于循环水压力低，循环水量低，造成换热器冷却量不足，导致低压超压，蒸发真空度提不起来，严重影响尿素的稳定生产以及产品的质量。

（2）在拆检该流量计时，发现循环水中所含细菌及藻类较多，循环水流量计采用的是阿牛巴流量计，其节流装置上的小孔常常堵塞，致使循环水量显示不准确。

（3）动力车间送来的循环水通过装置较低的VCM车间和合成氨车间后，车间框架高处的冷却器循环水到达不了，致使管路中惰气排不净。在倒泵时经常由于惰气排不净，当两台泵同时运行时，流量增大，迫使气体空间缩小，气体被压缩，压力增大，从而将冷却器的上最薄弱的封头垫子冲开，迫使系统停车，严重影响装置的正常、稳定生产。

3 采取的改造措施

1）通过外操对同类装置的厂家进行考察和学习，这两家都将尿素的循环水设置为独立的循环水系统，并不与其他车间共用，这样可以确保高质量的循环水送到相对较高的尿素框架上。

根据我厂的实际情况，我厂PVC车间循环水从我装置北面通过，然而我们厂的PVC车间已经将循环水改为独立的循环水系统，这样他们原有的一条循环水将会闲置下来，本着节省成本与维护稳定生产的原则，我们可以将这条闲置的循环水管线利用起来，将原PVC的循环水管线引入尿素装置，接到原上水管线阀后，加一个DN800的闸阀，控制上水。这对系统稳定运行将得到很大的改善。这样利旧既节省了成本，又维护了系统，对系统稳定运行必将得到很大的改善，具体改造改造所需材料见下表2。

表2 改造所需材料表

原循环水设计值总量Q＝4 794m3，CO2压缩机所用循环水流量：06JT0102（压缩机凝汽器冷却器）所用Q1＝1 487m3，06J0102a/b/c（压缩机段间冷却器）所用Q2＝425m3，尿素装置所用Q3＝2 882m3，原动力车间送至PVC车间的循环水有三台，每台循环水泵打量为Q＝1 620m3，扬程H＝51.2m。而我车间压缩机在合成氨装置，所用的循环水由合成氨管路提供。在开两台备一台的情况下，足够供应尿素的循环水量。

2）将循环水流量计由阿牛巴形式的流量计改为不和介质接触的超声波流量计，避免循环水中所带杂物堵塞流量计节流装置，影响了流量测量的准确性。同时当循环水系统压力变送器显示不准或检修时，可以将平常控制流量经验值作为操作依据，保证了系统的稳定运行。

3）将尿素框架七楼的4巴吸收塔塔底换热器安装位置由七楼改到框架五楼（原4巴吸收塔塔底换热器安装位置标高为EL：138 100mm，其中EL：100 000mm为基准面标高，更改后的标高为EL：128 500mm，即将换热器位置下移了9 600mm）。

4）在循环水冷却器封头垫片容易损坏的回流冷凝器、一段蒸发表冷器、二段蒸发表冷器上增加了6台全压式高速排气阀。当动力车间倒泵时，能及时将尿素装置水冷器中未排净的气体排出，保证了设备的安全，同时也为生产的稳定运行提供了保证。

5）将循环水水质作为重点监测的对象，当循环水中杂质、藻类、微生物含量高时，通知动力车间进行处理。

4 取得的效果

通过2014年5月利用大检修期间对循环水系统上水管管网及全压式高速排气阀进行改造后，经过了半年多的运行，取得了良好效果。彻底解决了循环水压力低、量不足的瓶颈问题，尿素低压系统超压，蒸发真空度达不到问题也得以解决；加强车间的协调管理及操作人员的巡检管理后，设备封头垫片损坏事故得以解决，尿素产品中水分含量达到了优级品。再没有出现过因循环水问题导致高压减量，低压超压，蒸发停车事故的发生，为尿素实现“安、稳、长、满、优”的运行提供了保障。

5 结束语

综上所述，公用工程系统在尿素生产中起到的作用至关重要，并且不能忽视，只有保障了各个系统的正常运行，才能实现整个工艺的稳定，才能减少损失，给企业创造更大的利润。对尿素装置循环水系统改造后，有效解决循环水压力低造成冷凝量不足带来的问题，对稳定尿素工艺生产起到关键性作用。

The Problems Existing In The Circulating Water System Operation And Processing

Liu Ning-juan

The problems in the process of production run are summarized analysis，the circulating water system optimization measures are put forward，realize the stable operation of the urea process.

circulating water；Cooler；All the pressure type high-speed exhaust valve；head；restriction

TQ085.4

B

1003-6490（2016）08-0003-02

2016-07-30

刘宁娟（1983—），女，陕西户县人，工程师，主要从事工艺技术管理工作。