氯气压缩机冷却器泄漏事故分析

李景旺，郝长青

（沧州聚隆化工有限公司，河北 沧州061000）

氯气压缩机是氯碱企业的关键设备，其作用是把经过干燥后的干氯气加压后送至氯气液化或氯产品生产工序。氯气经压缩后温度上升很快，如不及时把热量转移走，必然会影响下一级压缩；若温度超过500 ℃，氯气会与钢产生化学反应，从而损坏设备。因此，在每一级压缩过程之间必须设置中间冷却器。在中间冷却器中，一般氯气走壳程，冷却水走管程。若管程泄漏，氯气与水混合后反应生成盐酸、次氯酸，会对碳钢设备产生严重腐蚀，轻则损坏氯气压缩机等关键设备，重则可能造成液氯系统含水超标，严重影响后续装置的安全生产。

沧州聚隆化工有限公司氯气压缩机型号为4VRZ 151-405-04G，进口压力-9～-11 kPa；出口压力0.3～0.5 MPa；含水≤50×10-6；流量2 990 Nm3/h，2010年投入使用。湿氯气用99.99%硫酸为干燥介质，进行干燥，使氯气含水≤50×10-6，然后通过氯气压缩机加压、冷却后，进入液氯工序。

1 事故经过

2018 年3 月某日凌晨5：10，该公司中控主操工发现氯气含水指标开始出现波动，并且逐渐升高。虽然氯含水指标当时并没有超出范围，但是其含量逐渐上涨，也是不正常现象。

首先检查氯压机换热器检漏孔，没有发现泄漏痕迹；检测循环水总管pH 值，没有发现变化；又到氯压机厂房检测四段冷却器，循环水压力正常；淀粉试纸测试循环水没有变色；检查泡罩塔加酸量正常；洗涤塔液位正常；检查氯含水分析仪，运行正常。但此时中控室显示氯含水还在涨，只是涨幅较慢。

使用降低水压的检测方式进行检验时。中控室密切关注氯压机四段冷却器氯气温度变化的同时，把四段冷却器循环冷却水进口控制阀门逐个关小，再用试纸一一测试。在测试到第一段冷却器循环水时，试纸变蓝，其他冷却器仍然无变化，当即判断是第一段冷却器发生泄漏。

2 原因分析

（1）设备老化换热管腐蚀后出现漏点。该中间冷却器是三类压力容器，2009 年6 月制造，已经使用9 年。

（2）冷却水压力大于一段氯压机氯气压力。冷却水沿泄漏的换热管进入氯气系统，但漏点很小不易查找，造成氯气含水缓慢升高。

（3）氯压机在运行过程中，随着负荷的减小，氯气系统的压力不足以维持系统的安全运行。这时壳程压力逐渐减小，当壳程压力小于管程压力时，冷却水就会通过换热管微小漏点进入氯气。

3 采取措施

（1）在一段冷却水进口安装DN100、1.6 MPa 的自动调节阀1 台，使冷却水压力小于氯气压缩机氯气压力0.02～0.03 MPa。如果冷却器泄漏，壳程的氯气压力大于管程冷却水压力，冷却水不能进入氯气压缩机，使氯气压缩机得到保护。

（2）加强巡检，每2 h 检测一次冷却水氯离子含量。冷却器泄漏，氯气进入冷却水，冷却水内氯离子升高，用淀粉试纸检测，试纸成蓝色。如果发现异常，立即采取措施。

（3）尽量采用双管板结构，可防止壳程与管程流体介质混合。氯气中间冷却器应采用双管板结构，只要换热管质量好，即使管板与换热管的连接部位泄漏，氯气也不会与水混合而对设备产生强腐蚀。换热管应采用优质钢管，建议采用高压锅炉用无缝钢管。

图1 工艺设计排水示意图

（4）在工艺设计上，对氯气中间冷却器采取常压排水，换热后的冷却水先排到地下水池，再用泵打回冷却塔冷却，尽可能减小排水阻力，避免换热列管突然泄漏时冷却水进入氯气系统，工艺设计排水示意图见图1。

（5）在条件许可、技术成熟的情况下，可安装游离氯在线检测装置，一旦检测到冷却水中含游离氯，立刻报警，再通过分析检测，如确定含有游离氯，立即紧急停车。

（6）定期风扫管道和设备，及时清理铁锈和硫酸晶体，保持管道畅通。

（7）按照设备台账记录情况，对于服役年久的设备、管道在停车后进行打压试漏，对于不符合在线使用的设备进行更换。拆下的冷却器管程打压试漏，对泄漏换热管两端进行焊接封堵，压力试验合格后，将冷却器清洗，再次进行压力试验，合格后，充氮气密封保护，备用。

4 结语

氯气压缩机是氯碱企业的关键设备，主要作用是对氯气进行加压后，输送至下一道工序。该设备有四段冷却器，在本次事故中氯气压缩机一段冷却器泄露后，冷却水由管程进入壳程随氯气一同进入氯气压缩机，造成氯气含水升高，三个多小时内由6×10-6升高到26×10-6。如果冷却水泄漏量继续加大，将造成氯压机报警事故急停甚至对氯压机直接造成损害，影响安全稳定生产；如果含水超标的氯气进入液氯工序，水结冰将引起设备堵塞甚至爆炸事故，后果不堪设想。

氯气含水升高的原因较为复杂，发生故障时，操作工和技术人员要冷静对待，逐一摸索排查，才能尽快找到故障点，并采取最佳应对措施，及时避免重大事故的发生。