事故冰机是在大冰机故障或装置停车期间。为了保证液氨贮罐有足够的库容,因此在92年新建一个2000吨的新液氨贮罐,新液氨贮罐理论闪蒸量180Kg/hr,这样冷却器总的处理量比原来增加40%以上。
关键词:故障,判断,处理
赤天化股份公司合成氨生产装置是70年代末,由美国凯洛格公司引进,年产30万吨的大型合成氨装置。事故冰机是在大冰机故障或装置停车期间,为液氨贮罐提供冷量和保护其安全而设置的专用运行设备,随着投用年限的增加,各种问题逐渐增多,特别是1992年新增小液氨贮罐后,机组能力明显不足,高压缸后冷却器压力长期处在高限状态,安全排空阀启跳频繁。每年大修期间的20多天里,平均只能运行4、5天,大部分时间是开液氨贮罐顶部放空阀来维持贮灌压力,这样对环境即造成污染又对其设备的安全运行带来威胁,也给公司造成了极大的经济损失。因此2003年我们对机组进行彻底的改造,取得了满意的效果。
1 事故冰机工艺说明及工艺流程图(见图1)
来自液氨贮罐气氨,首先进入低压缸气体饱和器V1,与冷却器E1来的致冷剂(液氨经减压阀S1后,变为气氨,压力由1.5MPa减压至0.005MPa,温度由30℃降至-33℃),进行混合使干气体得到致冷,并使温度降至-23℃,然后进入低压缸C1进行压缩,压力由0.0033MPa升至0.5MPa ,从C1出来的气氨首先进入油气分离器V2,将气体中夹带的润滑油分离出来,并通过返回阀Q1返回低压缸油箱,分离后的气体进入高压缸C2进行压缩,压力由0.5MPa升至1.5MPa,然后进入油气分离器V3,分离出来的润滑油通过返回阀Q2返回油箱,出来的气体由冷却器E1上部进入,气氨被冷凝成液氨后返回液氨贮罐。
故障
2 改造内容
2.1低压缸出口气体温度高
运行中低压缸出口气体温度高达180℃,造成高温停车连锁动作(设计值156℃),至使机组无法正常运行。根据运行记录,发现低压缸进口饱和器,长期已来都没有起液位,说明冷却器来的致冷剂根本没有进入饱和器,使干氨气在饱和器中没有得充分的致冷和降温,就进入低压缸,造成低压缸负荷加重,出口温度超高。通过分析确认我们发现,造成致冷剂没有进入饱和器的根本原因,就是减压阀S1(电磁阀)没有动作,高压缸后冷却器来的冷冻剂(1.5MPa高压液氨减压至0.005MPa后,温度由45℃降至-23℃),没有进入饱和器,是造成低压缸出口超温,而使超温连锁动作的根本原因。
在检查减压阀S1时,发现电磁阀线圈盒因密封变差,线圈被环境中的氨气腐蚀而烧坏,使
减压阀不能动作。该阀动作的好坏将直接关系到机组安全运行,因此在改造中对其进行了国产化改造,并将连锁触点由现场水银开关,改为总控室DCS顺控开关控制,使连锁系统的安全系数得到大大的提高。
2.2高压缸曲轴断轴多次
高压缸曲轴在1997年至2002年中,曾发生三次断轴事故,通过事故原因分析,大家认为造成曲轴断裂的主要原因,是高压缸油箱油位过低,而引起曲轴箱断油所至。因此,对引起油位低的问题进行了分析确认,并对曲轴箱相关的所有油路系统进行解体检查,发现高压缸气、液分离器返回阀Q2失灵,返回阀动作不正常,是导至润滑油跑油,造成油箱油位过低,而使曲轴箱断油,是造成曲轴断裂的根本原因,返回阀内部结构见高压缸返回阀局部流程简图2。
故障
图2高压缸返回阀局部流程简图
因此,2003年对高压缸气液分离器返回阀进行解体检修,发现返回阀阀芯与浮球已脱落,进入贮油室的润滑油,因造成阀芯不能离开阀体,而无法返回高压缸油箱,并使润滑油随压缩气体一起进入冷却器,然后随液氨带入液氨贮罐。由于浮球与阀芯的连接是采取螺纹连接的,经过长时间的使用和平繁动作,阀杆和螺帽上的螺纹,已磨损的非常严重,至使阀芯与浮球脱落,使气液分离器分离出来的润滑油无法返回油箱,造成油箱油位低,曲轴严重缺油而断轴。毕业论文,故障。毕业论文,故障。因机组已投用多年,所有的机械备件都没有现成备件,因此采取了点焊的办法进行了修复,投用后较果非常好,这一关键问题得到了解决,疏通了分离器至油箱的通道,解决了机组最棘手的问题,彻底解决了曲轴断裂的根本问题,使机组的安全稳定运行得到了保障。毕业论文,故障。
2.3高压缸后冷却器长期超压安全阀平繁起跳
机组在运行中,针对高压缸后冷却器安全排空阀启跳频繁的问题,我们对机组的运行进行了全面检查,发现高、低压缸及相关设备并没有超压的问题发生,而只有冷却器超压,因此对后冷却器进行了理论分析和工艺核算,认为冷却器原设计换热能力为450.0Kg/hr,而合成氨装置生产能力经过技术大改造后,合成氨由原来1000吨/日,增产至现在的1250吨/日,为了保证液氨贮罐有足够的库容,因此在92年新建一个2000吨的新液氨贮罐, 新液氨贮罐理论闪蒸量180Kg/hr,这样冷却器总的处理量比原来增加40%以上,冷却器换热能力严重不足,是造成高压缸后冷却器超压的根本原因。毕业论文,故障。针对液氨贮罐闪蒸量比原设计增加较多的事实,对冷却器的换热面积进行增容50%的改造,2003年8月安装到位。通过两年的运行,较果非常理想,高压缸后冷却器出口压力由原来的1.7MPa降至现在的1.2~1.5MPa之间,完全满足了生产的需要。
2.4对自控仪表和停车保护连锁进行改造
事故冰机原始设计时,是做为一套非常独立的装置来考虑的,因此它所有的自控和连锁系统都是现场基地式控制仪表,为机组的安全运行,自控系统和安全连锁系统,自动化程度非常高,光是停车保护连锁就有14套之多见表1。
图1 改造前机组停车保护连锁
项目 作用 套数
高\低压缸油气压差低 防止高、低缸油箱油位 2 高\低压缸出口温度高 防止机组缸体过热 2 液氨贮罐高、低压 起动及停止机组运行防止贮罐超压 2 低压缸出口压力低 防止高压缸抽空损坏缸体 1 冷却器压力高 防止高压缸超压 1 高\低压缸进口分离器液位高 防止液体进入缸体 2 低压缸入口饱和器液位低 保证有充足的液氨来饱和气氨 1 高\低缸油箱低温加热器 防止润滑油温过低粘度过大润滑不好 2 油冷器冷却水加热器 防止润滑油粘度过大润滑不好
来源：教育第三方