1 000 m3液氨球罐装置安装运行总结

袁平华(山西阳煤丰喜肥业〔集团〕有限责任公司临猗分公司 山西临猗044100)

1 000 m3液氨球罐装置安装运行总结

袁平华
(山西阳煤丰喜肥业〔集团〕有限责任公司临猗分公司 山西临猗044100)

山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司二分厂原合成氨设计能力为年产240 kt液氨，由于近期甲醇市场低迷，且临猗分公司甲醇生产成本高，集团公司决定在净化车间新增1台变换炉，将甲醇装置改造成氨醇联产装置。该装置于2013年7月建成投产，日增产液氨300 t，年增产液氨近90 kt。原有的1台1 000 m3液氨球罐于2013年4月到期，需全面检测，且已不能满足生产需要。为此，临猗分公司决定新增1台1 000 m3液氨球罐，以满足生产需求。

1 液氨球罐装置的设计

液氨球罐材质为16MnR，三带板，30块球壳板(厚度为52 mm，Φ12 300 mm)，设计压力为2.65 MPa，运行压力为2.50 MPa。设有1座氨气

吸收塔(自制)回收氨放空气，制成氨水；设集油器1台(Φ500 mm×1 500 mm)，采用蒸汽加热的方法，利用分馏原理，分离出液氨中的油性物质，产生的气氨经冰机冷凝成液氨进入液氨系统，油性物质外排。液氨球罐装置工艺流程见图1。

图1 液氨球罐装置工艺流程

2 液氨球罐的焊接、检测

液氨球罐的焊接采用直流电弧焊，使用J507焊条(直径Φ4 mm)，由8名焊工同时推进作业，焊前预热温度为150 ℃。无损检测采用TOFD+磁粉，热处理采用0#轻柴油，加热温度最高达580 ℃；水压试验压力为3.31 MPa。

2.1 球罐焊接

由于在冬季焊接时气温较低及雨雪干扰，导致焊接作业时断时续，焊接质量无法保证。为此，焊前预热就显得尤为重要，后热也必须保证。焊前预热采用氧气乙炔加热方法，但后热比较麻烦，因为没有加热带，只能焊完以后再用火焰烤一下。球罐外面焊完以后，焊接转入球罐里面，由于球罐人孔只有Φ500 mm，使用强力排风机也不能使焊接产生的烟气及时扩散，为安全起见，8名焊工分成2组，日夜2班轮流作业，耗时7 d完成罐内焊接。

2.2 球罐检测

在采用超声波检测时，要求对检测质量严格把关，不合格的坚决返修直到合格。在用超声波衍射时差法(TOFD)第1次检测完成后，观察到有夹渣、气孔和裂纹，组织施工人员进行了第1次返修；再次检测后，发现还有问题，聘请焊接专家进行了实地检测，当场把有缺陷的焊缝刨开检查，确认焊接确实存在缺陷(有气孔)，经专家共同研究后同意安排人员再次进行了返修直至检测合格。

3 工艺阀门

液氨是危险性介质，因此阀门的启闭必须迅速，原设计没有考虑到此问题，仍采用氨截止阀。经研究，决定改用不锈钢球阀。球阀具有密封好、启闭快的优点，在发生紧急情况时能快速反应。最初采用Q41F- 150- 40p软密封的球阀，但在按国家标准对阀体进行设计压力的1.5倍加压试漏时，阀体密封面有泄漏；阀门生产厂家建议把密封面的紧固螺栓上紧；螺栓紧固后，阀体不再泄漏，但启闭有些困难，需要2～3人才能开启。为此，决定全部更换此批次的阀门，采用Q41W- 150- 40p硬密封的球阀。此球阀阀体密封面由于采用金属密封，耐压强度大，不易发生外漏，且阀门启闭轻松，投运至今未发现问题。

4 安全阀及紧固件

安全阀安装在球罐顶部，原设计安全阀为碳钢材质，后决定采用不锈钢安全阀。因为球罐顶部是气氨，温度比液氨高，故安全阀外部及放空管线没有设保冷设施，阀体受潮容易腐蚀，会给球罐正常运行带来不利影响；所有紧固件都采用不锈钢双头螺栓代替原设计的碳钢材质，以保证法兰连接处螺柱不被腐蚀，保证球罐运行安全。

5 现场液位计

球罐有现场和远传2种液位计，现场采用磁翻板液位计，长度为12 m。由于运输问题，决定分为3段，中间用法兰联接。液位计完成安装后，发现中间法兰连接处无法读数，原因是磁面板无法穿过法兰(法兰面太宽)；后经变更设计，磁翻板液位计仍为3段，但中间为错开连接而不是直连，不影响液位读数(图2)。

图2 磁翻板液位计结构示意

投运初期，发生磁翻板液位计不翻板、没液位等问题。起初认为是浮球密度大(液氨密度为650 kg/m3)而不上浮，更换浮球后无果，更换面板后仍无液位。后认为是磁翻板磁性太弱，导致浮球上浮后翻板没能及时翻转，故加强了磁翻板的磁性。磁翻板磁性加强后，上面2段面板能翻转，最下面的磁翻板没有翻转。后发现最下段浮球被吸在焊接在面板法兰上的防静电螺栓处不能上浮。将螺栓去掉后(完成后再补上)，浮球能够上浮，磁翻板顺利翻转，液位显示正常。

2014- 01- 03)